《自感现象与日光灯》教案
一、教学目标
（一）物理观念
1．知道什么是互感现象和自感现象。
2．知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。
3．知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
（二）科学探究
1．通过对两个自感实验的观察和讨论，提高观察能力和分析推理能力。
2．通过自感现象的利弊学习，掌握客观全面认识问题的方法。
（三）科学思维
体会自感现象产生的机理，能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。能解释日光灯的工作原理。
二、教学重点和难点
教学重点：自感现象。
教学难点：自感现象的原因分析
三、教学手段与策略：以“验为基础，过程为主线，变式为手段，思维为中心”的教学模式，培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。
四、教学过程
（一）引入新课
提问：在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？
引起回路磁通量变化的原因有哪些？
（二）进行新课
1、互感现象
在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？请同学们用学过的知识加以分析说明。
当一个线圈中的电流变化时，它产生的磁场就发生变化，变化的磁场在周围空间产生感生电场，在感生电场的作用下，另一个线圈中的自由电荷定向运动，于是产生感应电动势。
当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。
利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。因此，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。请大家举例说明。
变压器，收音机里的磁性天线。[
2、自感现象
提出问题：当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？
［实验1］演示通电自感现象。
画出电路图（如图所示），A1、A2是规格完全一样的灯泡。闭合电键S，调节变阻器R，使A1、A2亮度相同，再调节R1，使两灯正常发光，然后断开开关S。重新闭合S，观察到什么现象？（实验反复几次）
现象：跟变阻器串联的灯泡A2立刻正常发光，跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来。
提问：为什么A1比A2亮得晚一些？试用所学知识（楞次定律）加以分析说明。
电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍L中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间。
［实验2］演示断电自感。
画出电路图（如图所示）接通电路，待灯泡A正常发光。然后断开电路，观察到什么现象？
现象：S断开时，A灯突然闪亮一下才熄灭。
提问：为什么A灯不立刻熄灭？
当S断开时，L中的电流突然减弱，穿过L的磁通量逐渐减少，L中产生感应电动势，方向与原电流方向相同，阻碍原电流减小。L相当于一个电源，此时L与A构成闭合回路，故A中还有一段持续电流。灯A闪亮一下，说明流过A的电流比原电流大。
用多媒体课件在屏幕上打出i—t变化图，如下图所示.
结论：
导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。自感现象中产生的电动势叫自感电动势。
3．自感系数
自感电动势的大小决定于哪些因素呢？请同学们阅读教材内容。然后用自己的语言加以概括，并回答有关问题。
自感电动势的大小决定于哪些因素？说出自感电动势的大小的计算公式。
自感电动势的大小与线圈中电流的变化率成正比，与线圈的自感系数L成正比。写成公式为：E
=L
；L叫自感系数呢，自感系数是用来表示线圈的自感特性的物理量。
实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。
自感系数的单位：亨利，符号H，更小的单位有毫亨（mH）、微亨（μH）
1H=103
mH
1H=106μH
4．磁场的能量
提问：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。
学生分组讨论。
师生共同活动：推断出能量可能存储在磁场中。
以上只能是一种推断，电磁场具有能量还需要进一步的实验验证。
教材最后一段说，线圈能够体现电的“惯性”，应该怎样理解？电的“惯性”大小与什么有关？
当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零，因此可以借用力学中的术语，说线圈能够体现电的“惯性”。线圈的自感系数越大，这个现象越明显，可见，电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数。
（四）实例探究
自感现象的分析与判断
【例1】如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡D发光。则
（
）
A．在电路甲中，断开S，D将逐渐变暗
B．在电路甲中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗
C．在电路乙中，断开S，D将渐渐变暗
D．在电路乙中，断开S，D将变得更亮，然后渐渐变暗
正确选项为AD
【例2】如图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为零。电键K原来是合上的，在K断开后，分析：
（1）若R1＞R2，灯泡的亮度怎样变化？
（2）若R1＜R2，灯泡的亮度怎样变化？
（1）因R1＞R2，即I1＜I2，所以小灯泡在K断开后先突然变到某一较暗状态，再逐渐变暗到最后熄灭。
（2）因R1＜R2，即I1＞I2，小灯泡在K断开后电流从原来的I2突变到I1（方向相反），然后再渐渐变小，最后为零，所以灯泡在K断开后先变得比原来更亮，再逐渐变暗到熄灭。
（五）日光灯电路
组织学生观察日光灯电路结构，分析启辉器和镇流器的作用。
八、板书设计
§
4.6互感和自感
一、互感现象
当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。
二、自感现象
导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。
三、自感系数
自感现象中产生的电动势叫自感电动势。公式：E
=L
L叫自感系数，是用来表示线圈的自感特性的物理量。
（1）线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。
（2）带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。
自感系数的单位：亨利，符号H，更小的单位有毫亨（mH）、微亨（μH）
1H=103
mH
1H=106μH
三．日光灯电路
1.电路结构
2.启辉器的作用
3.镇流器的作(共31张PPT)
温故知新
1.产生感应电流的条件是
。
2.感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要
引起感应电流的磁通量的变化。
3.电路中的感应电动势的大小，跟穿过这一电路的
成正比。
4.在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体相当于
。
课件优选
如图：把一个线圈接入电路中构成闭合回路，线圈中通有电流，思考并回答下列问题：
（1）线圈产不产生磁场？
（2）当电流变化时，线圈的磁场是否变化？穿过线圈的磁通量是否变化？线圈中是否会产生感应电动势？闭合回路中是否有感应电流？
课件优选
结论：把线圈接入闭合电路中，当通过线圈的电流发生变化时，线圈中会产生感应电动势，闭合电路中会产生感应电流。
物理学中，由于导体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。
课件优选
1、闭合电路时线圈的自感现象
A
B
课件优选
为什么
灯立即亮
灯
要过会儿亮呢
A
B
,
?
通电自感
为什么
灯立即亮
灯
要过会儿亮呢
A
B
,
?
通电自感
现象分析
A
B
分析B灯
S接通
穿过线圈的电流I
增大
穿过线圈的磁通量增大
线圈产生感应电动势
B灯逐渐亮
流过A、B灯的电流随时间怎样变化？
阻碍电流增大
？
？
？
？
分析B灯
IA
IB
I
t
A
B
A
B
线圈中出现的感应电动势只是阻碍了原电流的的变化，而非阻止，所以虽延缓了电流变化的进程，但最终电流仍然达到最大值，B最终会正常发光。
2、断开电路时线圈的自感现象
课件优选
为什么灯不是立即熄灭，而要闪亮一下才熄灭.
断电自感
为什么灯不是立即熄灭，而要闪亮一下才熄灭
断电自感
现象分析
通过线圈的电流I
减小
穿过圈的磁通量减小
线圈产生感应电动势
灯逐渐熄灭
流减小（补偿）
S断开
？
？
？
？
1
感应电流方向如何？
2
原电流方向如何？
O
t
I
3
通过灯的电流怎样变化？
阻碍电
阻碍
产生
形成
产生
I变
B变
ф变
E感
I感
B感
引起
引起
阻碍
阻碍
线圈中电流的变化情况:
自感现象是电磁感应现象的特例
(1
)
通电自感：电流通过线圈时，线圈产生磁场，线圈因此具有磁场能，即刚通电时，电能首先要转化为线圈磁场能，再才转化为B灯的电能，故B灯过一会儿才亮。
A
B
(2)
断电自感：S断开前，线圈中有电流，则线圈中有磁场能，S断开后，线圈存有的磁场能通过灯释放出来，使灯延迟熄灭。
在自感现象中产生的电动势叫自感电动势，用E表示。
总是阻碍电流的变化，即延缓电流变化。
自感电动势的方向
结论
增
反
减
同
导体电流增加时，阻碍电流增加，此时自感电动势方向与原电动势（原电流）方向相反；导体电流减小时阻碍电流减小，此时自感电动势方向与原电动势（原电流）方向相同
课件优选
结论
与电流的变化率成正比
E=L
课件优选
自感系数L
公式E=L
中的比例恒量L叫自感系数,简称“自感”或“电感”
课件优选
自感系数由线圈本身的性质决定，与线圈是否通电无关。
它跟线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯等因素有关，线圈越长，单位长度的匝数越多，截面积越大，自感系数就越大，有铁芯时线圈的自感系数比没有铁芯时要大得多。
特
别
提
醒
课件优选
在国际单位制中是亨利，简称亨，符号是H。
常用的单位还有豪亨（mH)和微亨（μH）
1H=103
mH=106
μH
如果通过线圈的电流在1秒内改变1安培时，产生的电动势是1伏特，这个线圈的自感系数就是1亨利。
课件优选
(1)
应用：
在交流电路中、在各种用电设备和无线电技术中有着广泛的应用。如日光灯的镇流器，LC振荡电路等。
(2)
防治：在切断自感系数很大、电流很强的电路的瞬间，产生很高的电动势，形成电弧，在这类电路中应采用特制的开关。
课件优选
如图所示，由于两根平行导线中的电流方向相反，它们的磁场可以互相抵消，从而可以使自感现象的影响减弱到可以忽略的程度。
探究日光灯电路
点亮电压：千伏左右
正常工作电压：108V
电路电压：220V
36W日光灯
课件优选
日光灯原理
镇流器——是自感系数很大的带铁心的线圈
课件优选
日光灯工作电路：
电流流向
课件优选
镇流器的作用——启动时，产生高电压，帮助点燃；
正常工作时的线圈起降压限制电流作用，保护灯管。
返回
启动器的作用——自动开关可用普通开关或短绝缘导线代替。正常工作时不起作用，可以去掉。
课件优选
日光灯工作原理
日光灯的整体电路如图5－16所示。其工作原理是：当开关接通的时候，电源电压立即通过镇流器和灯管灯丝加到启辉器的两极。220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离，产生辉光放电。辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触。电流通过镇流器、启辉器触极和两端灯丝构成通路。灯丝很快被电流加热，发射出大量电子。这时，由于启辉器两极闭合，两极间电压为零，辉光放电消失，管内温度降低；双金属片自动复位，两极断开。在两极断开的瞬间，电路电流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用于管两端。灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端运动。在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离。氩气电离生热，热量使水银产生蒸气，随之水银蒸气也被电离，并发出强烈的紫外线。在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光。日光灯正常发光后。由于交流电不断通过镇流器的线圈，线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍线圈中的电流变化，这时镇流器起降压限流的作用，使电流稳定在灯管的额定电流范围内，灯管两端电压也稳定在额定工作电压范围内。由于这个电压低于启辉器的电离电压，所以并联在两端的启辉器也就不再起作用了。
课件优选《自感现象与日光灯》说课稿
一、教材分析
本节内容是电磁感应现象在技术中的应用，也是学生在认知上对电磁感应规律的进一步巩固与深化。教材对互感部分内容的编写比较简单，在学生熟悉的法拉第的实验中抽象出自感的概念，然后简介其应用和防止，课堂应把重心降落在对自感的教学中。教材对自感的编写顺序是：提出自感概念→演示实验（通电自感）→理论分析→演示实验（断电自感）→理论分析→
应用：日光灯电路……
二、学情分析
学生已经学习了电路的基本常识以及电磁感应的相关规律，学会判断回路是否会产生感应电流以及感应电流的方向，而且还掌握了感应电动势的大小与什么因素有关。即已经学会对互感现象的分析，但头脑中没有互感这个概念而已，也没有意识到当通过线圈变化的电流时，线圈本身也会产生电磁感应现象。学习中对自感现象的解释以及分析相关的自感现象是学生遇到的最大挑战。
三、教学目标
（一）物理观念
1．知道什么是互感现象和自感现象。
2．知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。
3．知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
（二）科学探究
1．通过对两个自感实验的观察和讨论，提高观察能力和分析推理能力。
2．通过自感现象的利弊学习，掌握客观全面认识问题的方法。
（三）科学思维
体会自感现象产生的机理，能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。
四、教学重点和难点
教学重点：自感现象。
教学难点：自感现象的原因分析
五、教学手段与策略：以“验为基础，过程为主线，变式为手段，思维为中心”的教学模式，培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。
七、教学过程
（一）引入新课
提问：在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？
引起回路磁通量变化的原因有哪些？
（二）进行新课
1、互感现象
在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？请同学们用学过的知识加以分析说明。
当一个线圈中的电流变化时，它产生的磁场就发生变化，变化的磁场在周围空间产生感生电场，在感生电场的作用下，另一个线圈中的自由电荷定向运动，于是产生感应电动势。
当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。
利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。因此，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。请大家举例说明。
变压器，收音机里的磁性天线。[
2、自感现象
提出问题：当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？
［实验1］演示通电自感现象。
画出电路图（如图所示），A1、A2是规格完全一样的灯泡。闭合电键S，调节变阻器R，使A1、A2亮度相同，再调节R1，使两灯正常发光，然后断开开关S。重新闭合S，观察到什么现象？（实验反复几次）
现象：跟变阻器串联的灯泡A2立刻正常发光，跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来。
提问：为什么A1比A2亮得晚一些？试用所学知识（楞次定律）加以分析说明。
电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍L中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间。
［实验2］演示断电自感。
画出电路图（如图所示）接通电路，待灯泡A正常发光。然后断开电路，观察到什么现象？
现象：S断开时，A灯突然闪亮一下才熄灭。
提问：为什么A灯不立刻熄灭？
当S断开时，L中的电流突然减弱，穿过L的磁通量逐渐减少，L中产生感应电动势，方向与原电流方向相同，阻碍原电流减小。L相当于一个电源，此时L与A构成闭合回路，故A中还有一段持续电流。灯A闪亮一下，说明流过A的电流比原电流大。
用多媒体课件在屏幕上打出i—t变化图，如下图所示.
结论：
导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。自感现象中产生的电动势叫自感电动势。
3．自感系数
自感电动势的大小决定于哪些因素呢？请同学们阅读教材内容。然后用自己的语言加以概括，并回答有关问题。
自感电动势的大小决定于哪些因素？说出自感电动势的大小的计算公式。
自感电动势的大小与线圈中电流的变化率成正比，与线圈的自感系数L成正比。写成公式为：E
=L
；L叫自感系数呢，自感系数是用来表示线圈的自感特性的物理量。
实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。
自感系数的单位：亨利，符号H，更小的单位有毫亨（mH）、微亨（μH）
1H=103
mH
1H=106μH
4．磁场的能量
提问：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。
学生分组讨论。
师生共同活动：推断出能量可能存储在磁场中。
以上只能是一种推断，电磁场具有能量还需要进一步的实验验证。
教材最后一段说，线圈能够体现电的“惯性”，应该怎样理解？电的“惯性”大小与什么有关？
当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零，因此可以借用力学中的术语，说线圈能够体现电的“惯性”。线圈的自感系数越大，这个现象越明显，可见，电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数。
（四）实例探究
自感现象的分析与判断
【例1】如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡D发光。则
（
）
A．在电路甲中，断开S，D将逐渐变暗
B．在电路甲中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗
C．在电路乙中，断开S，D将渐渐变暗
D．在电路乙中，断开S，D将变得更亮，然后渐渐变暗
正确选项为AD
【例2】如图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为零。电键K原来是合上的，在K断开后，分析：
（1）若R1＞R2，灯泡的亮度怎样变化？
（2）若R1＜R2，灯泡的亮度怎样变化？
（1）因R1＞R2，即I1＜I2，所以小灯泡在K断开后先突然变到某一较暗状态，再逐渐变暗到最后熄灭。
（2）因R1＜R2，即I1＞I2，小灯泡在K断开后电流从原来的I2突变到I1（方向相反），然后再渐渐变小，最后为零，所以灯泡在K断开后先变得比原来更亮，再逐渐变暗到熄灭。
（五）日光灯电路
组织学生观察日光灯的电路结构，分析工作原理及启辉器和镇流器的作用。
八、板书设计
§
4.6互感和自感
一、互感现象
当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。
二、自感现象
导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。
三、自感系数
自感现象中产生的电动势叫自感电动势。公式：E
=L
L叫自感系数，是用来表示线圈的自感特性的物理量。
（1）线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。
（2）带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。
自感系数的单位：亨利，符号H，更小的单位有毫亨（mH）、微亨（μH）
1H=103
mH
1H=106μH《自感现象与日光灯》教学反思
在学校上了一节公开课《自感现象与日光灯》。现就这节课进行反思。本节较为抽象，实用性较强，其中涉及到前面所学的电磁感应知识。。础性性较大的处理用知识解决实际问题的能力大不相同，从而造成复习
又密切联系实际生活，要上好这一节课，首先学生应该自主学习，课堂做好演示实验，设计好探究的问题，引起学生的学习兴趣，激发他们探究的欲望，一方面是因为
所涉及的知识内容都是学生觉得似乎是学过的，但又不同于所学知识，因此学实验的设计使尤为重要。要使学学生充满好奇和新鲜感。
另一方面是由于学生学习习惯和学习能力的差异，对知识的理解程度和应用知识解决实际问题的能力大不相同，从而造成课上的起点大不相同，为了上好这堂课，在课前多花一些工夫，备知识，备学生。
我对这节课大致有以下几个方面的反思在教法上采用导学案自主学习，课堂老师实验演示，小组探究讨论的教学方法。学法上让学生用已学的知识、探究、讨论等，使学生主动、积极参与到学习中来，充分体现了学生的主体地位，让学生在动手探究的过程中体验和发现成功的喜悦。力求体现新课标倡导的“教师主导、学生主体”的思想。以学生的活动逐步推进教学。
本设计还力求突出课堂的有效性，引导学生进行探究，参与问题讨论，让更多的学生能融入课堂，思维和能力都能得到发展。
基于以上分析，为使本堂课围绕重点、突破难点，同时让学生在课堂教学中能力得到提高，我设计如下教学过程。
对备课过程的反思??
??
??高二注重抓基础，在准备过程，结合教学进度和学生情况，进行了综合分析。在设计上，采用实验探究，后由浅入深的提出一些问题，引导学生探究，小组讨论，最后归纳，比较方法。我自以为设计合理，重点突出，内容精练，习题选择恰当。但是有的习题的难度超出了学生的现有的理解范围。让我感到预计与实际还是有些差异。?
对授课过程反思?
??????1、优点??
?????（1）在本节课上，我注重实验探究，语言的简洁性、准确性，语速也达到了自己的设计要求，在讲解和演练相结合的过程中有进步。
????（2）内容讲解与备课过程预设的完全一样，自己觉得选题恰当。注重梯度，注重基础学习方法归纳，调动了学生学习积极性，确实有“启发性”的教学感受。
????（3）实验探究和联系实际在教学中显出了极大的优势。
（4）?实验演示教学，使堂教学效果大大提高。
??????2、缺点和不足
??（1）时间安排不是太合理。前面实验探究实验，学生花的时间过多，后面对例题的分析显得太匆忙，学生动手练习时间较紧张，有点前紧后松的感觉。?
???（2）课堂小结不仅局限于知识点的小结，还要包含学法的小结等。
?
