1-7 自感现象及其应用 教学设计 (2)

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自感现象及其应用
1学情分析
通过前面五节书内容的学习，学生已经对电磁
( http: / / www.21cnjy.com )感应现象有了一定认识。在教学过程中应充分利用学生已有的知识经验，引导其自主学习，合作探究。学生对生活中熟悉日光灯，但是不知道其工作原理，因此在教学中充分调动学生的兴趣是学好本节书的有效办法。并且对动手能力强的学生，可让他们自己动手组装电日光灯路。21·cn·jy·com
教学难点：自感现象问题分析以及日光灯的工作原理及启动器和镇流器的作用。
通过前面五节书内容的学习，学生已经对电磁感
( http: / / www.21cnjy.com )应现象有了一定认识。在教学过程中应充分利用学生已有的知识经验，引导其自主学习，合作探究。学生对生活中熟悉日光灯，但是不知道其工作原理，因此在教学中充分调动学生的兴趣是学好本节书的有效办法。并且对动手能力强的学生，可让他们自己动手组装电日光灯路。2-1-c-n-j-y
2教学目标
知识与技能
1、知道什么是自感现象和自感电动势。
2、知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位。
3、知道影响自感系数的因素。
4、知道日光灯的组成和电路图。
5、了解自感现象的利弊。
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、经历日光灯工作原理的探究过程，尝试用科学探究方法研究物理问题。
情感、态度与价值观
1、通过自感现象与决定自感电动势大小的因素的探究活动，培养学生参与科学探究活动的热情和实事求是的科学态度。21教育名师原创作品
2、通过对现实生活中的电学知识的认识和学习，提高学生学习物理的兴趣。
3重点难点
教学重点：通过对两个演示实验的分析，使学生掌握自感现象产生的原因以及日光灯的启动过程。
教学难点：自感现象问题分析以及日光灯的工作原理及启动器和镇流器的作用。
4教学过程
4.1
第一学时
4.1.1教学活动
活动1【导入】复习引入
问：产生感应电流的条件是什么？
答：闭合电路的磁通量发生变化。
问：如果闭合电路自身的电流发生变化，会不会发生电磁感应现象呢？
活动2【活动】实验探究
1、通电自感
①设计实验方案并分析
②用丙图电路作演示实验，A1和A2是规格相同的两个灯泡.合上开关，调节滑动变阻器R，使A1和A2亮度相同然后断开开关。【来源：21·世纪·教育·网】
③再合上开关的瞬间，问同学们看到了什么 （实验要反复几次）
实验现象：看到闭合开关后灯A1立即亮，A2过一会才亮。
④分别改变铁芯有无和线圈匝数重复上面实验
2、断电自感
如右图连接实物图，合上开关，调节滑动变阻器使灯泡正常发光。断开开关的瞬间，问同学们看到了什么？(实验要重复操作几次，让学生看清楚实验现象)【版权所有：21教育】
实验现象：灯泡在熄灭前闪亮一下。
分析讨论:实验1、2中的两种现象
活动3【讲授】建立概念
1、自感现象
上述现象属于一种特殊的电磁感应现象。是指穿
( http: / / www.21cnjy.com )过电路的Φ的变化是由于通过导体本身的电流发生变化引起的。这种由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象。自感现象中产生的感应电动势，叫做自感电动势。自感现象中产生的电流，叫做自感电流。21
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既然自感现象是一种特殊的电
( http: / / www.21cnjy.com )磁感应现象，那么楞次定律仍然适用。在通电瞬间，线圈中电流增大时，穿过线圈的磁通量增加，线圈中产生感应电动势（自感电动势），它阻碍了线圈中电流的增大，推迟了电流达到正常值的时间，因此出现A2逐渐变亮的。这种阻碍有别于阻止，A2的电流最终达到正常值。自感电动势的作用便是阻碍线圈中电流的变化。
阻碍的含义：当通过螺线管中原来的电流增
( http: / / www.21cnjy.com )大时，螺线管中产生的自感电动势阻碍电流变大；当通过螺线管中原来的电流减小时，螺线管中产生的自感电动阻碍电流减小。
（1）导体中原电流增大时，自感电动势阻碍它增大。
（2）导体中原电流减小时，自感电动势阻碍它减小。
2、自感系数
问：自感电动势是一种感应电动势，它的大小也与磁通量的变化快慢有关．在发生自感现象时，导体中产生的自感电动势与哪个因素有关？21·世纪
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（感应电动势大小与穿过闭合电路的磁通量变化快慢有关）
指出：自感电动势的大小与其他感应电
( http: / / www.21cnjy.com )动势一样跟穿过线圈的磁通量变化的快慢有关系，线圈的磁场是由电流产生的，所以穿过线圈的磁通量变化的快慢跟电流变化快慢有关系。
对同一个线圈：电流变化越快，穿过线圈的磁通量变化也就越快，线圈中产生的自感电动势就越大．
对不同的线圈：电流变化快慢相同的情况下，产生的自感电动势是不相同的。（前面实验分别改变了匝数和有无铁芯，灯泡的亮度不同可以看出）www-2-1-cnjy-com
即：与线圈本身的特性有关——用自感系数L来表示线圈的这种特性。
说明：
(1)决定线圈自感系数的因素：线圈
( http: / / www.21cnjy.com )的形状、长短、匝数、线圈中是否有铁芯．线圈越粗,越长,匝数越密,它的自感系数就越大,另外有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。
(2)（2）自感系数的单位：亨利，简称亨（H）——如果通电线圈的电流在1秒内改变1安时产生的自感电动势是1伏，这个线圈的自感系数就是1亨。21世纪教育网版权所有
活动4【练习】练习
在如图所示的电路中，两个相同的电流表，零刻点
( http: / / www.21cnjy.com )在刻度盘的中央．当电流从“＋”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“－”接线柱流入时，指针向左摆．在电路接通且稳定时再断开开关的瞬间，下列说法正确的是(　　)www.21-cn-jy.com
A．G1指针向右摆，G2指针向左摆
B．G1指针向左摆，G2指针向右摆
C．两指针都向右摆
D．两指针都向左摆
答案　D
在如图所示的电路中，两个相
( http: / / www.21cnjy.com )同的电流表，零刻点在刻度盘的中央．当电流从“＋”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“－”接线柱流入时，指针向左摆．在电路接通且稳定时再断开开关的瞬间，下列说法正确的是(　　)21cnjy.com
A．G1指针向右摆，G2指针向左摆
B．G1指针向左摆，G2指针向右摆
C．两指针都向右摆
D．两指针都向左摆
答案　D
活动5【讲授】自感现象的应用——日光灯
日光灯是学生们经常接触的简单电器，它的启动和工作都要用到自感现象。
教师：说明日光灯电路结构，接通电路让学生观察日光灯的启辉过程。
展示：视频——启动器的工作过程（特写镜头）
学生：观看视频及实物，思考及回答以下问题
回答以下问题：
①灯管、起动器、镇流器的构造及它们的连接特点。
②起动器中双金属片的工作原理。
③激发灯管中的水银蒸汽导电的高电压是怎么获得的？
④目光灯的“白光”是哪里发出的？
⑤、日光灯正常发光时，镇流器起什么作用。
教师归纳总结：
日光灯的
( http: / / www.21cnjy.com )镇流器就是利用自感现象的一个例子。如下所示的电路图，日光灯主要由灯管、起动器、镇流器组成．灯管工作原理：灯管内水银蒸汽导电，发出紫外线，使管壁上荧光粉发出白光，要激发水银蒸汽导电需要很高的电压，日光灯正常工作时又需要比220V低很多的电压。21教育网
为满足这些要求设置了镇流器和起动器，起动器的作用是开关闭合后把连接灯管两端灯丝的电路接通，电路接通后经过一小段时间又使电路自动断开。　　21
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镇流器在起动器把电路突然中断的瞬间，由
( http: / / www.21cnjy.com )于自感现象而产生一个瞬时高压加在灯管上，满足激发水银蒸汽导电需要高压的要求，使日光灯管成为通路开始发光．日光灯正常工作时，从图中可以看出交流电不断通过镇流器和灯管（不经过起动器），由于自感现象镇流器的线圈中产生自感电动势阻碍电流变化，起到降压作用，灯管两端电压比220V低很多，满足正常工作要求。2·1·c·n·j·y
讲解过程中可以配合演示日光灯电路启动过程）
活动6【活动】讨论
日光灯的启动器是装在专用插座上的，日光
( http: / / www.21cnjy.com )灯正常发光后，取下启动器，会影响灯管发光吗？为什么？如果启动器丢失，作为应急措施，可以用一小段带绝缘外皮的导线启动日光灯吗？怎样做？请简述道理。【来源：21cnj
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活动7【讲授】小结
1．什么叫自感；
2．自感现象满足楞次定律和法拉第定律。
3.日光灯原理
活动8【作业】作业
1．课本28页练习第2、3题。
2.组织学生利用课外时间动手安装日光灯。
活动9【练习】课后思考题
教师选择不同的线圈重新做断电自感实验两次，一次没有灯泡闪一下的现象，一次有灯泡闪了一下的现象，请说明灯泡是否闪一下由什么决定，为什么？【出处：21教育名师】
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