1-7 自感现象及其应用 教学设计

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自感现象及其应用
1教学目标
知识与技能
1、认识自感现象和自感电动势；
2、知道自感系数大小的决定因素；
3、了解日光灯的基本结构和工作原理。21cnjy.com
过程与方法
1、通过观察自感现象，认识实验在物理学研究中的作用；
2、通过对自感系数大小的探究，加深对控制变量法的认识。www.21-cn-jy.com
情感态度与价值观
1、培养参与科学探究活动的热情和实事求是的科学态度；
2、形成特殊现象中体现普遍规律，普遍规律中包含特殊现象的辩证唯物主义观点。
2学情分析
（1）认知特点
本节课的教学对象是高中二年级的学生，他们的思维已经初步完成了从形象思维经验型水平向抽象思维理论型水平的转变，逻辑思维渐趋严密。2-1-c-n-j-y
（2）知识基础
在此之前，学生已经学习了楞次定律、法拉第
( http: / / www.21cnjy.com )电磁感应定律等知识，可以初步预测由线圈电流改变所产生的结果，并且能够利用法拉第电磁感应定律分析影响自感电动势大小的因素。
（3）能力层面
学生已具备一定的实验能力，可以采用控制变量
( http: / / www.21cnjy.com )法探究影响自感系数大小的因素。然而知识迁移能力仍有待提高，对于自感电动势“阻碍”作用的理解和方向的确定存在一定难度。此外，日光灯虽然常见，但是工作原理较为复杂，学生难以理解。【来源：21cnj
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3重点难点
教学重点：通过实验，了解自感现象及其应用。
教学难点：认识自感电动势、日光灯工作原理。
4教学过程
4.1
第一学时
4.1.1教学活动
活动1【导入】趣味游戏，引入新课
千人震实验。这里有一块电路板，电源是两节干电池，请几位同学手拉手串联在电路中，当老师断开开关S时，同学们会有非一般的感觉哦！2·1·c·n·j·y
（准备就绪，断开开关S）
活动2【讲授】新课教学——自感现象
1．提出问题
（出示图1）我们已经学习了电磁感应的基本理论，现在请同学们分析图1
：当条形磁铁N极靠近线圈时，线圈中感应电流的方向如何？【来源：21·世纪·教育·网】
如果线圈中的电流大小发生变化，情况又会怎样呢？请同学们以小组为单位，根据楞次定律讨论以下几个问题：
（1）I原变化，线圈中的磁通量Φ原有没有变化？
（2）Φ原变化，那么在线圈中能否产生ε感、I感？
（3）如果能的话，ε感的产生对I原的变化有何影响？I感的方向有何规律？
2．引导分析
经过一番讨论，现在我们一起来分享一下讨论结果。
当线圈中的电流增强时有什么结果呢？
当线圈中的电流减弱时又有什么结果？
3．合理推测
通过线圈的电流发生变化时，将产生电磁感应现象。
4．进行实验
通电自感实验：
断电自感实验：
5．建立概念
从实验可以看出，通过线圈的电流发生变化时，都产生了电磁感应现象。这说明我们前面的推测是正确的。
在物理学上，我们将这种由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象。
在自感现象中产生的感应电动势，叫做自感电动势。
6．总结规律
我们通过实验初步认识了自感现象和自感电动势，现在进一步总结其中的规律。
自感现象产生的原因是什么？
自感电动势的作用是什么？
自感电动势的方向如何？
活动3【讲授】新课教学——自感电动势
1．自感电动势的大小
感应电动势因闭合电路的磁通量发生变化而产生，它与磁通量的变化率成正比关系。
自感电动势与电流变化率成正比关系。
2．影响自感系数大小的因素
请同学们用不同的自感线圈进行小组合作，根据
( http: / / www.21cnjy.com )以下这幅电路图探究自感系数的大小跟线圈形状、长度、匝数、有无铁芯等因素的关系，并将实验结果填入表格。
线圈越粗、越长、匝数越多、有铁芯，自感系数就越大。
活动4【讲授】新课教学——日光灯
三、日光灯
其实，自感现象在我们生活和生产中的应用很广泛，最常见的就是日光灯了。
1．趣味引入
神奇的辉光球将不接电源的灯管点亮。
2．比较实验
老师这里有一块电路板，电路
( http: / / www.21cnjy.com )图如上，电源是220伏交流电。为安全起见，老师需要戴上绝缘手套进行操作，同学们千万不要模仿！同学们思考一下，怎样处理这些开关才能将灯管直接接通电源呢？21世纪教育网版权所有
由此，我们就得到这样一个电路。现在老师闭合开关S
，请同学们观察灯管有没有点亮呢？
实验告诉我们：把灯管直接接通220V电源，不能使灯管点亮。
为什么呢？
其实，灯管两端的电压达到一定值时才能启动。
同学们可能会问：家里的灯管是如何启动的呢？
这就要归功于日光灯中的镇流器了。
为了点亮灯管，老师想给灯管并联一个开关后串联一个镇流器，再接通电源，又该怎样处理这些开关呢？
那我们就得到这样的电路。
现在老师进行操作，同学们观察到灯管亮了吗？
仅仅把电路接好还不行，还要迅速断开开关S
，灯管才能亮。
和上一个实验相比，这个实验增加了一个开关和镇流器。而开关的作用只能改变电路的通断状态，它可以点亮灯管吗？21·cn·jy·com
因此，点亮灯管的就只有镇流器了。
在灯管启动过程中，镇流器发挥着什么样的作用呢 接下来，我们就用实验进行探究。
3．探究镇流器的作用
由于镇流器的存在，它有没有改变灯管启动过程中的电压呢？
我们可以用什么来测量灯管的电压？
老师这里有一个万用表，将它调至交流电压档后与灯管并联就可以测灯管的电压了。请一位同学上来协助老师测量灯管在启动过程中的电压。21·世纪
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为了方便测量，老师通过导线将电表两支表笔和灯管两个灯头分别连接在一起。电表平放在桌面，在灯管启动过程中，请这位同学仔细观察电表示数的变化。www-2-1-cnjy-com
现在灯管启动了，这位同学请告诉大家，灯管在启动过程中电压有没变化呢？
什么时候电压最高呢？
什么时候电压最低呢？
谢谢这位同学的协助！
通过实验我们知道灯管在启动时电压达到700多伏，而工作时只需要60伏左右。灯管启动过程中是谁在发挥作用呢？　　21
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镇流器究竟发挥了什么作用呢？我们一起来进行分析。
在灯管启动时，电压达到700多伏，比220伏高，说明镇流器发挥什么作用呢？
在灯管正常工作时，电压达到60
伏左右，比220伏低，说明镇流器又发挥什么作用呢？
没错，这时镇流器会降低电压，限制电流，发挥降压限流的作用。
同学们的领悟能力真高！
通过这个探究实验，我们就总结出了镇流器的作用。
4．镇流器的原理
一个小小的镇流器既能提高电压，又能降压限流，里面究竟藏着什么奥秘呢？我们一起来看看。
老师这里有一个已经拆开的镇流器，同学们观察一下里面有什么呢？
根据自感现象的知识，我们知道，当线圈中的电流发生变化时会怎样呢？
现在同学们就用自感现象的知识来解释一下：镇流器是如何提高电压使灯管启动的呢？
解释得很好，同学们运用知识解释现象的能力越来越强了！
那么，在灯管工作时，镇流器又是如何降压限流的呢？
因此，镇流器就是通过自感现象来提高或降低电压的。
5．扩展
通过刚才的学习，我们知道了镇流器的作用。
现在，同学们就运用所学的知识来解释一下刚才的魔术表演，为什么辉光球能点亮灯管呢？
分析合理，同学们很聪明！
既然辉光球可以产生高压电场，我们同样可以利用辉光球点亮电路中的灯管哦！精彩瞬间，我们一起来拭目以待！21教育网
在生活中，除了日光灯，还有各式各样的新型灯具，比如：磁性灯、无极灯、弧光灯、冷光灯等。
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