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互感和自感

互感和自感

分类:高二物理教案   更新:2013/1/26   来源:网友提供

互感和自感

《互感与自感》教学设计【教学目标】一、知识与技能1.知道什么叫互感现象,了解互感的应用与防止;2.知道什么叫自感现象,理解它产生的机理和起到的作用;3.能够判断自感电动势的方向,并会用它解释一些现象;4.知道自感电动势大小的决定因素,知道自感系数的决定因素;5.了解自感现象的利与弊及应用与防止。二、
《互感与自感》教学设计
 
  【教学目标】
  一、知识与技能
  1.知道什么叫互感现象,了解互感的应用与防止;
  2.知道什么叫自感现象,理解它产生的机理和起到的作用;
  3.能够判断自感电动势的方向,并会用它解释一些现象;
  4.知道自感电动势大小的决定因素,知道自感系数的决定因素;
  5.了解自感现象的利与弊及应用与防止。
  二、过程与方法
  1.通过对两个自感实验的观察、设计与分析,培养学生的观察能力、实验能力和探究能力;
  2.通过亲身感受断电自感的强大电压,加深对知识的理解。
  三、情感态度价值观
  1.通过师生之间、生生之间互动的过程,激发学生的探究热情,营造科研的氛围;
  2.通过了解自感的应用与防止,体会物理知识与技术的融合之美。
  【教学重点】
  对自感现象的正确解释。
  【教学难点】
  自感电动势的作用。
  【教学方法】
  实验与理论探究;师生、生生互动。
  【课时安排】
  1课时。
 
  【教学过程】
 
  一、互感现象
 
  指导学生自学教材,了解什么叫互感现象以及互感现象的应用与防止。
 
  师:在互感现象或前面我们学习过的电磁感应现象中,对于发生电磁感应现象的线圈而言,变化的磁通量均是由外界其它磁场源激发的,如果线圈本身的电流发生变化,它自己激发的磁场也一定变化,能不能在自己的“身体”内产生感应电动势呢?下面我们通过两个实验来探究这个问题。
 
  先让学生自学教材上的实验内容。
 
  教师演示实验一:通电自感实验(将图4.6-2画在黑板上,并指出实验前与A1串联的线圈L的电阻肯定等于与A2串联的滑动变阻器R的工作电阻。)
 
  教师演示实验二:断电自感实验(将图4.6-4画在黑板上,并适当调整线圈的匝数,使断电瞬间灯泡突然闪一下再熄灭。)
 
  让多个学生描述自己看到的实验现象,并组织学生讨论、交流,最后达成一致意见:实验一中灯泡A2先亮,灯泡A1后亮,最后一样亮;实验二中灯泡A在切断电源后过了一小段时间才熄灭(先不说突然变得更亮后再熄灭)。
 
  师:猜一猜实验现象的出现最有可能与哪部分电路的相关?如何验证你的猜想?
 
  组织学生讨论交流,最后达成一致:最有可能与电路中的线圈相关,可以将其换成等阻值的电阻再做一遍实验,看一看实验现象是否发生变化。
 
  教师重新做一遍实验,并将两个实验中的线圈分别换成等阻值的电阻后再重新演示,学生仔细观察比较,验证自己的猜想。
 
  师:看来当线圈中流过恒定的电流时,线圈在电路中起的作用就是电阻作用;而当线圈中流过变化的电流时,线圈在电路中起的作用不仅仅是电阻作用,还有别的作用。例如在实验一中,当通过线圈的电流增大时,除了电阻以外,还有一个作用也在阻碍电流增大,造成线圈对电流总体的阻碍作用超过变阻器R,所以流过A1的电流小于流过A2的电流,A1落后于A2亮起来;但是这种阻碍作用不是阻止,线圈中的电流仍然要增大,而且当电流增到最大时,这种阻碍就消失了。那么这种阻碍作用的本质是什么呢?
 
  组织学生讨论交流,最后达成一致:是电磁感应现象,因为感应电动势就是在磁通量变化时存在,而在磁通量不变时消失;而且感应电动势就有阻碍原磁通量变化的作用。
 
  二、自感现象
 
  1.线圈中电流发生变化,它产生的变化磁场使它自身激发出感应电动势的现象叫自感现象;产生的感应电动势叫自感电动势。
 
  师:请你假设出线圈的绕向,用自感电动势解释两个实验的现象
 
  教师组织学生讨论、交流。
 
 
 
  例如实验一中线圈绕向如图所示,分析如下:
 
  I增大 B原增大 B感方向向左(根据楞次定律) 自感电动势E自方向如图 E自与I方向相反,阻碍I增大;当I达到最大时,E自=0,阻碍消失。
 
 
 
  实验二中线圈绕向如图所示,分析如下:
 
  I减小 B原减小 B感方向向左(根据楞次定律) 自感电动势E自方向如图 E自与I方向相同,阻碍I减小 切断电源后,I要通过线圈与灯泡组成的回路逐渐减小,所以造成灯泡又亮了一会儿才熄灭,而且灯泡中流过电流的方向与原来相反。(或说成:当电源停止供电后,线圈作为感应电源对灯泡继续供电,造成灯泡又亮了一会儿才熄灭,同时由E自的方向可知灯泡中流过电流的方向与原来相反。)
 
  师:从刚才大家的分析中可知,不管线圈绕向如何,自感电动势的方向有如下特点:若原电流增大,自感电动势就与原电流方向相反,阻碍原电流增大;若原电流减小,自感电动势就与原电流方向相同,阻碍原电流减小,这与楞次定律是一致的。
 
  2.自感现象满足楞次定律:导体中电流发生变化时,导体内的自感电动势阻碍电流的变化,电流增强时,自感电动势与原电流方向相反,电流减弱时,自感电动势与原电流方向相同。
 
  板图:
 
 
 
  师进一步阐明“阻碍”的含义:阻碍的是“变化”,阻碍不是阻止;自感电动势只是减慢了原电流的变化速度,原电流最终还是要完成增大或减小的变化;当变化完成后,自感电动势也就消失了。
 
  师:自感电动势的大小当然也满足法拉第电磁感应定律,请自学教材,了解自感电动势大小的决定因素。
 
  学生自学后,教师总结性板书。
 
  3.自感满足法拉第定律
 
  (1)电动势的大小: ,(区别I、 、 );知道各量的物理意义及单位。
 
  (2)L叫自感系数,由线圈本身(匝数、长度、粗细、匝密度、有无铁芯等)决定。(教师可以用实物解释以上各因素的含义)
 
  师:自学课

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