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2019-2020年新課標(biāo)魯科版3-2 選修三2.2《自感》 WORD教案1 ［課時(shí)安排］1課時(shí) ［教學(xué)目標(biāo)］： （一）知識(shí)與技能 ①．了解自感現(xiàn)象及自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因 ②．知道自感現(xiàn)象中的一個(gè)重要概念——自感系數(shù)，了解影響其大小的因素。 ③．了解在日常生活和生產(chǎn)技術(shù)中有關(guān)自感現(xiàn)象的應(yīng)用情況 （二）過程與方法 ①．通過分析實(shí)驗(yàn)電路，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已學(xué)的物理知識(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)的能力，同時(shí)提高學(xué)生分析物理問題的能力 ②．利用直觀地演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生敏銳的觀察能力和推理能力。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 簡(jiǎn)單介紹美國(guó)物理學(xué)家亨利由學(xué)徒到美國(guó)科學(xué)院第一任院長(zhǎng)的有關(guān)事跡，教育學(xué)生學(xué)習(xí)他善于自學(xué)，勇于鉆研的精神，合理安排課外時(shí)間，形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，以便提高自身的自學(xué)能力。 ［教學(xué)重點(diǎn)］自感現(xiàn)象及自感系數(shù) ［教學(xué)難點(diǎn)］：（1）自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因分析 （2）斷電自感的演示實(shí)驗(yàn)中燈光的閃亮現(xiàn)象解釋 ［教學(xué)器材］：通電自感演示裝置、斷電自感演示裝置、幻燈片、日光燈的線路板 ［教學(xué)方法］：實(shí)驗(yàn)演示法，多媒體輔助教學(xué) ［教學(xué)過程］ (一)引入新課 產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件是什么？ 在前面的學(xué)習(xí)中，電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的磁通量變化是怎樣發(fā)生的？ (二)進(jìn)行新課 由電流的磁效應(yīng)可知，線圈通電后周圍就有磁場(chǎng)產(chǎn)生，電流變化，則磁場(chǎng)也變化，那么對(duì)于這個(gè)線圈自身來說，穿過它的磁通量在此過程中也發(fā)生了變化，是否此時(shí)也會(huì)出現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象呢？我們通過實(shí)驗(yàn)來解決這個(gè)問題。 如圖所示電路圖 說明：當(dāng)S閉合瞬間，線圈L中的電流從無到有發(fā)生變化，線圈自身的磁場(chǎng)也從無到有發(fā)生變化，結(jié)果，線圈L自身的磁通量發(fā)生變化，如果燈1和燈2規(guī)格相同，且都能正常發(fā)光，那么，閉合S瞬間，會(huì)有什么現(xiàn)象呢？引導(dǎo)學(xué)生先作預(yù)測(cè)，然后進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)。首先，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)變阻器R和R1使兩燈正常發(fā)光，然后，斷開開關(guān)S。最后，又重新閉合開關(guān)S(重復(fù)上述操作)。 請(qǐng)學(xué)生觀察現(xiàn)象：在閉合天關(guān)S的瞬間，燈2立刻正常發(fā)光。 而燈1卻是逐漸從暗到明，要比燈2遲一段時(shí)間才正常發(fā)光。 引導(dǎo)學(xué)生分析，產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因，就是由于線圈L自身的磁通量增加，而產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總是阻礙磁通量的變化，即阻礙線圈中電流的變化，故通過燈1的電流不能立即增大到最大值，燈1的亮度只能慢慢增加。實(shí)驗(yàn)中所發(fā)生的這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，我們稱為自感。 1．自感現(xiàn)象 （1）由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫做自感現(xiàn)象。 （2）在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，叫做自感電動(dòng)勢(shì)，它的作用總是阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化。 雖然，自感現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中比較特殊的一種情形，那么，剛才從實(shí)驗(yàn)中找出的這些結(jié)論是否正確呢？我們可以再通過一個(gè)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。 如圖所示電路圖 當(dāng)閉合開關(guān)S時(shí)，燈正常發(fā)光，此時(shí)若斷開開關(guān)S，將會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？ 引導(dǎo)學(xué)生預(yù)測(cè)，根據(jù)剛才的自感現(xiàn)象的理論，可知斷開開關(guān)S的瞬間，通過線圈L的電流從有到無發(fā)生變化從而產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，在這過程中；線圈L產(chǎn)生了自感電動(dòng)勢(shì)，雖然這時(shí)電源已斷，但線圈L相當(dāng)于一個(gè)新電源，又與燈構(gòu)成閉合回路，結(jié)果，燈將延遲熄滅。 演示該實(shí)驗(yàn)，證實(shí)學(xué)生的預(yù)測(cè)——燈確實(shí)沒有隨開關(guān)S的斷開而馬上熄滅，而且還看到燈閃亮了一下(重做實(shí)驗(yàn)請(qǐng)學(xué)生觀察)?？隙▽W(xué)生的預(yù)測(cè)，給予鼓勵(lì)，然后提出問題——為什么燈會(huì)閃亮一下呢？ 斷電前通過A燈的電流是由電源提供的，根據(jù)電路中并聯(lián)規(guī)律可知，線圈L的電阻由于很小，故電路中的電流大部分流過線圈L，有IL＞IA，斷電后，燈A的電流馬上消失，但線圈L，由于自感作用，將阻礙自身電流的減小，結(jié)果線圈中的電流IL反向流過燈A，然后逐漸減弱，所以有燈閃亮一下再熄滅的現(xiàn)象出現(xiàn)。 利用數(shù)學(xué)中的函數(shù)圖線，使學(xué)生進(jìn)一步理解上述分析過程。 斷電前后燈泡中的電流隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖 我們知道，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與回路中磁通量變化的快慢有關(guān)，而自感現(xiàn)象中的自感電動(dòng)勢(shì)是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的一種，那么，它的大小又與什么有關(guān)呢？ 2．決定自感電動(dòng)勢(shì)大小的因素——電流變化的快慢和自感系數(shù) 說明：顯然自感電動(dòng)勢(shì)的大小也是與回路中磁通量變化的快慢有關(guān)，線圈的磁場(chǎng)是由電流產(chǎn)生的，故穿過線圈磁通量變化的快慢與電流變化的快慢有關(guān)系。從實(shí)驗(yàn)中，可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)同一個(gè)線圈來說，電流變化越快，產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)越大。但對(duì)于不同的線圈，在電流變化快慢相同的情況下，產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)又有大小之分，為了表示線圈中的這一特性，引進(jìn)一個(gè)物理量——自感系數(shù)來描述。 3．自感系數(shù)，簡(jiǎn)稱自感或電感，用字母L表示 那么，自感系數(shù)的大小與什么有關(guān)呢？通過大量的研究可知線圈越粗、越長(zhǎng)、匝數(shù)越密，且有鐵芯時(shí)，它的自感系數(shù)就越大，則有 （1）自感大小與線圈的形狀、長(zhǎng)短、匝數(shù)、有無鐵芯等因素有關(guān) （2）單位：亨利，符號(hào)是H 1H = 1 Vs/A 1mH = 10-3H 1ūH = 10-6H 簡(jiǎn)單介紹自感系數(shù)單位亨利的由來 為了紀(jì)念美國(guó)物理學(xué)家亨利而命名的。亨利出生貧窮，10歲輟學(xué)當(dāng)學(xué)徒，但他靠自己的勤奮自學(xué)和刻苦鉆研，最后成了美國(guó)國(guó)家科學(xué)院的第一任院長(zhǎng)。自感現(xiàn)象就是他在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的，因此，以他的名字來命名自感系數(shù)的單位。教育學(xué)生學(xué)習(xí)他的精神，同時(shí)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)自學(xué)能力的重要性。 那么，研究自感現(xiàn)象又有什么實(shí)際意義呢？ 4．自感現(xiàn)象的應(yīng)用 在生活和生產(chǎn)技術(shù)中，自感現(xiàn)象被廣泛地應(yīng)用在很多電器設(shè)備和無線電裝置中。例如，日光燈。當(dāng)然自感現(xiàn)象也有不利的一面，請(qǐng)學(xué)生看書閱讀205頁有關(guān)自感現(xiàn)象的應(yīng)用。 (三)課堂小結(jié) 1．自感現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的特殊情形，它的產(chǎn)生原因是由于通過導(dǎo)體自身的電流發(fā)生變化。 2．自感電動(dòng)勢(shì)的大小與電流變化快慢和自感系數(shù)有關(guān)，它總是阻礙導(dǎo)體中電流的變化。 3.自感現(xiàn)象在生活和生產(chǎn)技術(shù)中應(yīng)用廣泛，但也有其不利的一面。 (四)鞏固練習(xí) 試解釋雙線繞法 引導(dǎo)學(xué)生回答，通過兩根平行導(dǎo)線中電流方向相反，可以使各自引起的磁場(chǎng)互相抵消，從而減弱自感的影響。 六、布置作業(yè) 課本 32頁1-7題 ［教學(xué)反思］：