2.4互感和自感 教学设计

《互感和自感》教学设计
教学目标：
通过自感与互感概念的学习，深化对电磁感应规律的理解，并认识到自感与互感两种特殊的电磁感应现象的区别，深化能量观念的认识；
通过通电自感和断电自感等实验探究，引导学生科学探究意识和能力的培养；
通过自感现象物理学史的介绍，引导学生认识到科学传播与交流的重要性，培养学生科学态度与责任；
对互感和自感的应用和危害进行介绍，培养学生辩证思考的科学态度。
教学重点：
互感现象中的电磁感应规律；
自感现象的理解；
自感系数。
教学难点：
认识自感现象的有关规律
教学方法：
演示实验，讨论、讲授。
课时安排：1课时
问题引入：
穿过回路的磁通量发生变化时，将在回路中产生感应电动势；那么，当导体或线圈本身的电流变化从而磁通量变化时会产生什么现象呢？
新课教学：
互感现象
情境1：如图所示是法拉第发现电磁感应现象的实验原理图之一。
情境2：如图所示的无线通信演示实验中，打开收音机开关时，线圈和线圈之间有一定的距离，喇叭却能发生音乐声响。关闭收音机，喇叭则不发生。
【思考问题】（1）在没有电源的电路中为何会有电流产生？
与法拉第发现电磁感应现象的实验原理图比较，两个电路之间有何相似之处？有何区别？
自感现象
概念：由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象称为自感。
【观察与思考】
实验1：探究通电时的自感现象。解释现象产生的原因。
实验2：探究断电时的自感现象。
【思考问题】（1）电源断开时，通过线圈 L 的电流减小，这时会出现感应电动势。感应电动势的作用是使线圈 L 中的电流减小得更快些还是更慢些？
（2）产生感应电动势的线圈可以看作一个电源，它能向外供电。由于开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么路径流动？
（3）开关断开后，通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致？
（4）开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的电流更大？为了使实验的效
果更明显，对线圈 L 应该有什么要求？
（5）断开开关时，电路中的能量转化情况是怎样的？
（6）从理论上分析，实验电路（a）和实验电路（b）中的开关断开时，各会发生什么现象？
（7）根据理论分析的结果，哪个实验方案相对更好？
总结：（1）当原电流增大时，自感电动势对电流的增大起到“阻碍”作用；
（2）当原电流减小时，自感电动势对电流的减小起到“阻碍”作用；
自感现象遵循能量守恒定律，说明磁场具有能量。
自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势。
作用：总是阻碍线圈中原电流的变化，即总是起着推迟电流变化的作用。
方向：当原电流增大时，自感电动势与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势与原电流方向相同。
自感系数
自感电动势遵循法拉第电磁感应定律，即
线圈中变化的电流所激发的磁感应强度与电流的变化率成正比，即
自感电动势与电流的变化率成正比，即
为自感系数，简称自感或电感，由线圈本身的构造决定；
物理意义：反映不同线圈产生自感电动势本领大小的物理量；
自感系数的大小与线圈的形状、长短、匝数以及有无铁芯等因素有关。
单位：亨利，简称亨，符号是H，1 mH=10-3 H，1 μH=10-6 H
生活、生产中的自感现象
阅读教材，回答以下问题：
问题1：请举例说明在生活、生产中，如何利用自感现象？
问题2：请举例说明自感现象有哪些危害。
练习：如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0。A和B是两
个相同的小灯泡。
（1）当开关S由断开变为闭合时，A、B两个灯泡的亮度将如何变化？请作出解释。
（2）当开关S由闭合变为断开时，A、B两个灯泡的亮度又将如何变化？请作出解释。
课堂小结：
知道互感现象和自感现象；
了解自感现象在生产生活中的应用。
课后作业：
第1题