2015年高中物理 4.6 互感和自感教案 新人教版选修3-2

第一篇：2015年高中物理 4.6 互感和自感教案 新人教版选修3-2

第六节 互感和自感

教学目标：

（一）知识与技能

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。

4．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。

（二）过程与方法

1．通过对两个自感实验的观察和讨论，培养学生的观察能力和分析推理能力。2．通过自感现象的利弊学习，培养学生客观全面认识问题的能力。

（三）情感、态度与价值观

自感是电磁感应现象的特例，使学生初步形成特殊现象中有它的普遍规律，而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点 教学重点：互感和自感的应用与分析 教学难点：互感和自感的应用与分析 教学方法：复习讨论，教师讲授启发 教学用具：自感现象示教板，多媒体课件 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？

（1）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？

（2）当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？ 本节课我们学习这方面的知识。

（二）新课教学

1、互感现象

教师：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。学生：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。

总结：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。

教师：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。

学生：变压器，收音机里的磁性天线。

2、自感现象

教师：我们现在来思考第二个问题：当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？下面我们首先来观察演示实验。

［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。学生：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？

学生：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

教师：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。

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。

教师：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。

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？

学生：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。

自感电动势的大小与线圈中电流的变化率成公式为

I成正比，与线圈的自感系数L成正比。写tE =L I tL叫自感系数，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=10 mH 1H=10μH 小结：

1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。

362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。练习巩固（课堂作业）：

1下列关于自感现象的说法中，正确的是（ACD）

A．自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象 B．线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反 C．线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关 D．加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大

2．关于线圈的自感系数，下面说法正确的是（D）A．线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大 B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零 C．线圈中电流变化越快，自感系数越大

D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定

3．磁通量的单位是韦伯，磁感强度的单位是特斯拉，自感系数的单位是亨利。4．如图所示，L为一个自感系数大的自感线圈，开关闭合后，小灯能正常发光，那么闭合开关和断开开关的瞬间，能观察到的现象分别是（A）

A．小灯逐渐变亮，小灯立即熄灭 B．小灯立即亮，小灯立即熄灭

C．小灯逐渐变亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭 D．小灯立即亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭 5．如图所示是一演示实验的电路图。图中L是一带铁芯的线圈，A是一灯泡。起初，开关处于闭合状态，电路是接通的。现将开关断开，则在开关断开的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从b端经灯泡到a端.这个实验是用来演示断电现象的。

6．如图所示的电路中，灯泡A1、A2的规格完全相同，自感线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（C）

A．当接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后A2比A1亮 B．当接通电路时，A1和A2始终一样亮 C．当断开电路时，A1和A2都过一会儿熄灭 D．当断开电路时，A2立即熄灭，A1过一会儿熄灭

7．如图所示电路中，A1、A2是两只相同的电流表，电感线圈L的直流电阻与电阻R阻值相等.下面判断正确的是（BD）

A．开关S接通的瞬间，电流表A1的读数大于A2的读数 B．开关S接通的瞬间，电流表A1的读数小于A2的读数 C．开关S接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表A1的读数大于A2的读数

D．开关S接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表A1数等于A2的读数 课堂小结：互感和自感的产生，自感系数，通电自感与断电自感的分析与判断 作业布置：

1、认真阅读教材。

2、思考并完成“问题与练习”中的习题。

第二篇：互感和自感教案

第6节互感和自感

一、教学目标

（一）知识与技能

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。

4．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。

（二）过程与方法

1．通过对两个自感实验的观察和讨论，培养学生的观察能力和分析推理能力。2．通过自感现象的利弊学习，培养学生客观全面认识问题的能力。

（三）情感、态度与价值观

自感是电磁感应现象的特例，使学生初步形成特殊现象中有它的普遍规律，而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点

二、重点和难点

教学重点

1．自感现象。2．自感系数。教学难点

分析自感现象。

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、课时安排 ： 1课时

五、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？

（1）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？

（2）当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？ 本节课我们学习这方面的知识。

（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

教师：我们现在来思考第二个问题：当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？下面我们首先来观察演示实验。

［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。现象 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

I成正比，与线圈的自感系数L成正比。写tI t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）反思总结，当堂检测 教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。

六、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I tL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 四．磁场的能量

当堂检测

1、无线电技术的发展，极大地方便了人们的生活.在无线电技术中常有这样的要求：一个线圈中电流变化时对另一个线圈中的电流影响最小，如图所示，两个线圈安装位置最符合该要求的是（）

①②

③④

A.①

B.②

L

C.③

D.④

2、如图所示电路，线圈电阻不计，则（）

A、S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电 B、S保持闭合，A板带正电，B板带负电 C、S断开瞬间，B板带正电，A板带负电

D、由于线圈电阻不计，电容被短路，上述三种情况电容器两板都不带电

3、在下图电压互感器的接线图中，接线正确的是（）

答案：1.D 2.D 3.B 巩固练习

1．下列关于自感现象的说法中，正确的是

（）

A．自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象 B．线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反 C．线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关 D．加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大

2．关于线圈的自感系数，下面说法正确的是

（）A．线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大 B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零 C．线圈中电流变化越快，自感系数越大

D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定

3．如图所示，L为一个自感系数大的自感线圈，开关闭合后，小灯能正常发光，那么闭合开关和断开开关的瞬间，能观察到的现象分别是

（）

A．小灯逐渐变亮，小灯立即熄灭 B．小灯立即亮，小灯立即熄灭

C．小灯逐渐变亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭 D．小灯立即亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭 4．如图所示是一演示实验的电路图。图中L是一带铁芯的线圈，A是一灯泡。起初，开关处于闭合状态，电路是接通的。现将开关断开，则在开关断开的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从_____端经灯泡到_____端.这个实验是用来演示_____现象的。

5．如图所示的电路中，灯泡A1、A2的规格完全相同，自感线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是

（）

A．当接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后A2比A1亮 B．当接通电路时，A1和A2始终一样亮 C．当断开电路时，A1和A2都过一会儿熄灭 D．当断开电路时，A2立即熄灭，A1过一会儿熄灭 6．如图所示电路中，A1、A2是两只相同的电流表，电感线 圈L的直流电阻与电阻R阻值相等.下面判断正确的是

（）

A．开关S接通的瞬间，电流表A1的读数大于A2的读数 B．开关S接通的瞬间，电流表A1的读数小于A2的读数 C．开关S接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表A1的读数大于A2的读数

D．开关S接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表A1数等于A2的读数

7．如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，D1和D2是两个相同的灯泡，若将电键S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开电键S，则

（）

A．电键S闭合时，灯泡D1、Ｄ2同时亮，然后D1会变暗直到不亮，D2更亮

B．电键S闭合时，灯泡D1很亮，D2逐渐变亮，最后一样亮 C．电键S断开时，灯泡D2随之熄灭，而D1会亮一下后才熄灭

D．电键S断开时，灯泡D1随之熄灭，而D2会更亮后一下才熄灭 参考答案：

1．ACD 2．D

3．A 4．b、a、自感（或断电自感）5．C 6．BD 7．AC

第三篇：4.6《互感与自感》教学设计

(原创)《互感与自感》教学设计

天津市第一百中学 李春华

【教学目标】

一、知识与技能

1．知道什么叫互感现象，了解互感的应用与防止；

2．知道什么叫自感现象，理解它产生的机理和起到的作用；

3．能够判断自感电动势的方向，并会用它解释一些现象；

4．知道自感电动势大小的决定因素，知道自感系数的决定因素；

5．了解自感现象的利与弊及应用与防止。

二、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．通过亲身感受断电自感的强大电压，加深对知识的理解。

三、情感态度价值观

1．通过师生之间、生生之间互动的过程，激发学生的探究热情，营造科研的氛围；

2．通过了解自感的应用与防止，体会物理知识与技术的融合之美。

【教学重点】

对自感现象的正确解释。

【教学难点】

自感电动势的作用。

【教学方法】

实验与理论探究；师生、生生互动。

【课时安排】

1课时。

【教学过程】

一、互感现象

指导学生自学教材，了解什么叫互感现象以及互感现象的应用与防止。

师：在互感现象或前面我们学习过的电磁感应现象中，对于发生电磁感应现象的线圈而言，变化的磁通量均是由外界其它磁场源激发的，如果线圈本身的电流发生变化，它自己激发的磁场也一定变化，能不能在自己的“身体”内产生感应电动势呢？下面我们通过两个实验来探究这个问题。

先让学生自学教材上的实验内容。

教师演示实验一：通电自感实验（将图4．6-2画在黑板上，并指出实验前与A1串联的线圈L的电阻肯定等于与A2串联的滑动变阻器R的工作电阻。）

教师演示实验二：断电自感实验（将图4．6-4画在黑板上，并适当调整线圈的匝数，使断电瞬间灯泡突然闪一下再熄灭。）

让多个学生描述自己看到的实验现象，并组织学生讨论、交流，最后达成一致意见：实验一中灯泡A2先亮，灯泡A1后亮，最后一样亮；实验二中灯泡A在切断电源后过了一小段时间才熄灭（先不说突然变得更亮后再熄灭）。

师：猜一猜实验现象的出现最有可能与哪部分电路的相关？如何验证你的猜想？

组织学生讨论交流，最后达成一致：最有可能与电路中的线圈相关，可以将其换成等阻值的电阻再做一遍实验，看一看实验现象是否发生变化。

教师重新做一遍实验，并将两个实验中的线圈分别换成等阻值的电阻后再重新演示，学生仔细观察比较，验证自己的猜想。

师：看来当线圈中流过恒定的电流时，线圈在电路中起的作用就是电阻作用；而当线圈中流过变化的电流时，线圈在电路中起的作用不仅仅是电阻作用，还有别的作用。例如在实验一中，当通过线圈的电流增大时，除了电阻以外，还有一个作用也在阻碍电流增大，造成线圈对电流总体的阻碍作用超过变阻器R，所以流过A1的电流小于流过A2的电流，A1落后于A2亮起来；但是这种阻碍作用不是阻止，线圈中的电流仍然要增大，而且当电流增到最大时，这种阻碍就消失了。那么这种阻碍作用的本质是什么呢？

组织学生讨论交流，最后达成一致：是电磁感应现象，因为感应电动势就是在磁通量变化时存在，而在磁通量不变时消失；而且感应电动势就有阻碍原磁通量变化的作用。

二、自感现象

1．线圈中电流发生变化，它产生的变化磁场使它自身激发出感应电动势的现象叫自感现象；产生的感应电动势叫自感电动势。

师：请你假设出线圈的绕向，用自感电动势解释两个实验的现象

教师组织学生讨论、交流。

例如实验一中线圈绕向如图所示，分析如下：

I增大B原增大B感方向向左（根据楞次定律）自感电动势E自方向如图与I方向相反，阻碍I增大；当I达到最大时，E自=0，阻碍消失。

E自

实验二中线圈绕向如图所示，分析如下：

I减小B原减小B感方向向左（根据楞次定律）自感电动势E自方向如图E自与I方向相同，阻碍I减小切断电源后，I要通过线圈与灯泡组成的回路逐渐减小，所以造成灯泡又亮了一会儿才熄灭，而且灯泡中流过电流的方向与原来相反。（或说成：当电源停止供电后，线圈作为感应电源对灯泡继续供电，造成灯泡又亮了一会儿才熄灭，同时由E自的方向可知灯泡中流过电流的方向与原来相反。）

师：从刚才大家的分析中可知，不管线圈绕向如何，自感电动势的方向有如下特点：若原电流增大，自感电动势就与原电流方向相反，阻碍原电流增大；若原电流减小，自感电动势就与原电流方向相同，阻碍原电流减小，这与楞次定律是一致的。

2．自感现象满足楞次定律：导体中电流发生变化时，导体内的自感电动势阻碍电流的变化，电流增强时，自感电动势与原电流方向相反，电流减弱时，自感电动势与原电流方向相同。

板图：

师进一步阐明“阻碍”的含义：阻碍的是“变化”，阻碍不是阻止；自感电动势只是减慢了原电流的变化速度，原电流最终还是要完成增大或减小的变化；当变化完成后，自感电动势也就消失了。

师：自感电动势的大小当然也满足法拉第电磁感应定律，请自学教材，了解自感电动势大小的决定因素。

学生自学后，教师总结性板书。

3．自感满足法拉第定律

（1）电动势的大小：，（区别I、、）；知道各量的物理意义及单位。

（2）L叫自感系数，由线圈本身（匝数、长度、粗细、匝密度、有无铁芯等）决定。（教师可以用实物解释以上各因素的含义）

师：自学课文最后一段，了解自感现象中的能量转化情况。

学生自学2分钟

师：自感现象在生活中非常常见，有些是有益的，有些是有害的，下面我们亲自体会一下断电时自感电动势的存在。

四节电池串联组成电池组；取一个400匝的线圈，将两段导线的一端分别连接在线圈的两端，另一端分别连接两个表笔，学生双手紧握两支表笔的金属杆分别接触电池组的两极，在将表笔从电池组的两极拿开时体验断电自感电动势的电击感。（本着自愿的原则做实验，教师可以身先士卒地示范一遍，但表情要自然以免给学生造成压力，同时也可以降低学生的戒备，“吓”他一跳，学生印象深刻，还可以激发学生的好奇心与参与的欲望，活跃课堂气氛。）

师：刚才大家体验到的断电自感电动势在生产中有时是有害的，请自学课文。

【课堂小结】

1．什么叫互感与自感；

2．自感现象满足楞次定律和法拉第定律。

【作业】

1．课本后习题。

2．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？

第四篇：高中物理 7.4《温度和温标》教案 新人教选修3-3

7.4 温度和温标

新课标要求

（一）知识与技能

1．了解系统的状态参量以及平衡态的概念。2．掌握热平衡的概念及热平衡定律

3．掌握温度与温标的定义以及热力学温度的表示。

（二）过程与方法

通过学习温度与温标，体会热力学温度与摄氏温度的关系。

（三）情感、态度与价值观

体会生活中的热平衡现象，感应热力学温度的应用。

教学重点

热平衡的定义及热平衡定律的内容。

教学难点

有关热力学温度的计算。

教学方法

讲练法、举例法、阅读法

教学用具：

投影仪、投影片

教学过程

（－）引入新课

教师：在初中我们已学过了测量温度时常用的一种单位，叫“摄氏度”。大家都知道：它是以冰水混合物的温度为0度，以一个大气压下沸水的温度为100度，在这两温度之间等分100个等份，每一等份为1个温度单位，叫“摄氏度”。这种以冰水混合物的温度为零度的测温方法叫摄氏温标，以摄氏温标表示的温度叫摄氏温度。今天我们将要进一步学习有关温度和温标的知识。

（二）进行新课

1．平衡态与状态参量

教师：引导学生阅读教材P11有关内容。回答问题：（1）什么是系统的状态参量？并举例说明。（2）举例说明，什么平衡态？

学生：阅读教材，思考讨论，回答问题。

参考答案：

（1）在物理学中，通常把所研究的对象称为系统。为了描述系统的状态，需要用到一些物理量，例如，用体积描述它的几何性质，用压强描述力学性质，用温度描述热学性质……这些描述系统状态的物理量，叫做系统的状态参量。

（2）要定量地描述系统的状态往往很难，因为有时系统各部分的参量并不相同，而且可能

用心

爱心

专心

正在变化。然而在没有外界影响的情况下，只要经过足够长的时间，系统内各部分的状态参量会达到稳定。举例说，把不同压强、不同温度的气体混在同一个容器中，如果容器和外界没有能量的交换，经过一段时间后，容器内各点的温度、压强就会变得一样。这种情况下我们说系统达到了平衡态，否则就是非平衡态。2．热平衡与温度

教师：引导学生阅读教材P12有关内容。回答问题：（1）什么是热平衡？

（2）怎样理解“热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统”？（3）怎样判断“两个系统原来是处于热平衡的”？（4）热平衡定律的内容是什么？

（5）温度是如何定义的？其物理意义是什么？ 学生：阅读教材，思考讨论，回答问题。

参考答案：

（1）对于两个相互作用的系统，如果它们之间没有隔热材料，它们相互接触，或者通过导热性能很好的材料接触，这两个系统的状态参量将会互相影响而分别改变。最后，两个系统的状态参量不再变化，说明两个系统已经具有了某个“共同性质”，此时我们说两个系统达到了热平衡。

（2）两个系统达到热平衡后再把它们分开，如果分开后它们都不受外界影响，再把它们重新接触，它们的状态不会发生新的变化。因此，热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统。

（3）只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化，我们就说这两个系统原来是处于热平衡的。

（4）实验表明：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，这个结论称为热平衡定律。

（5）两个系统处于热平衡时，它们具有一个“共同性质”，我们就把表征这一“共同性质”的物理量定义为温度。也就是说，温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量，它的特征就是“一切达到热平衡的系统都具有相同的温度”。3．温度计与温标

教师：引导学生阅读教材P13有关内容。回答问题：（1）什么是温标？

（2）如何来确定一个温标？并以“摄氏温标”的确定为例加以说明。

（3）什么是热力学温标和热力学温度？热力学温度的单位是什么？热力学温度与摄氏温度的换算关系怎样？

学生：阅读教材，思考讨论，回答问题。

参考答案：

（1）如果要定量地描述温度，就必须有一套方法，这套方法就是温标。

（2）确定一个温标时首先要选择一种测温的物质，根据这种物质的某个特性来制造温度计。例如，可以根据水银的热膨胀来制造水银温度计，这时我们规定细管中水银柱的高度与温度的关系是线性关系；也可以根据铂的电阻随温度的变化来制造金属电阻温度计，这时我们现定铂的电阻与温度的关系是线性关系。同样的道理，还可以根据气体压强随温度的变化来制造气体温度计，根据不同导体因温差产生电动势的大小来制造热电偶温度计，等等。确定了测温物质和这种物质用以测温的某种性质之后，还要确定温度的零点和分度的方法。例如，早期的摄氏温标规定，标准大气压下冰的熔点为0℃，水的沸点为100℃；并据此把玻璃管上0℃刻度与100℃刻度之间均匀分成100等份，每份算做1℃。

用心

爱心

专心

（3）以-273.15℃（在高中阶段可简单粗略地记成-273℃）作为零度的温标叫热力学温标，也叫绝对温标。用热力学温标表示的温度叫做热力学温度。它是国际单位制中七个基本物理量之一，用符号 T表示，单位是开尔文，简称开，符号为K。热力学温度与摄氏温度的换算关系是： T= t+273.15K 说明：热力学温度的每一度大小与摄氏温度每一度大小相同。热力学温度的零度即0K，叫绝对零度，它是宇宙中只能无限接近，但不可能达到的低温的极限。

典例探究

例１ 细心观察可以发现，常见液体温度计的下部的玻璃泡较大，壁也比较薄，上部的管均匀而且很细，想一想，温度计为什么要做成这样呢？

解析：这样做的目的都是为了使测量更准确、更方便。下部较大而上部很细，这样下部储存的液体就比较多，当液体膨胀收缩时，膨胀或收缩不大的体积，在细管中的液面就有较大的变化，可以使测量更精确；下部的壁很薄，可以使玻璃泡内的测温物质的温度较快地与待测物质的温度一致；细管的粗细是均匀的，是为了使刻度均匀，更便于读数。

（三）课堂总结、点评 本节课我们主要学习了： 1．平衡态与状态参量。2．热平衡与温度的概念。3．温度计与温标。课余作业

1．阅读P14“科学漫步”中的材料。2．完成P15“问题与练习”的题目。附：课后练习

1．关于热力学温度和摄氏温度，以下说法正确的是（）A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位 B．温度升高了1℃就是升高了1K C．1℃就是1 K D．0℃的温度可用热力学温度粗略地表示为273K 2．（1）水的沸点是______℃=_________K；（2）绝对零度是______℃=_________K；

（3）某人体温是36.5℃，也可以说体温为______K；此人体温升高1.5℃，也可以说体温升高了______K。

（4）10℃=______K；

10K=______℃；

27℃=______K；

27K=______℃；

273℃=______K；

273K=______℃；（5）若Δt=40℃，则ΔT=______K；若ΔT=25K，则Δt=______℃。

参考答案： 1．A BD 2．（1）100；373（2）－273.15；0（3）36.5；309；310.5（4）283；－263；300；－246；546；0（5）40；25

用心

爱心

专心

第五篇：《互感和自感》教学设计

教学设计说明

本节课是电磁感应现象在技术中的应用的特例，也是学生在认知上对电磁感应规律的进一步巩固与深化。教学中充分重视学生用原有的知识储备发现、总结新知识的探究过程。

本课主要采用创设情景实例让学生经历从生活走向物理的认识过程；做好自感现象实验培养学生观察能力，精心设计接近学生思维发展区的问题，充分发挥教师的组织者和引导者的作用，经历基本的科学探究过程，培养学生的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力；师生共同参与，课件展示互感和自感现象在现代生产和生活中的应用，让学生经历从物理走向社会，以开阔眼界和引起学生兴趣，为终身发展，形成科学世界观和科学价值观打下基础。

教学目标

2.1 知识与技能

（1）通过实验，了解互感现象和自感现象，以及对它们的利用和防止。

（2）能够通过电磁感应的有关规律分析通电、断电时自感现象的成因，以及磁场的能量转化问题。

（3）了解自感电动势的计算式e=lδiδt，知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，并知道其单位。

2.2 过程与方法

（1）通过演示实验的观察、设计与分析，培养学生的观察能力、实验能力和利用已知知识进行探究未知规律的能力。

（2）通过亲身感受断电自感的强大电压，加深对知识的理解。

2.3 情感 态度 价值观

（1）通过师生之间、生生之间互动的过程，激发学生的探究热情，营造科研的氛围。

（2）体会物理知识与技术、经济和社会的互动作用，感悟利用辩证唯物主义的观点来分析问题。

教学重点：自感现象和自感系数。

教学难点：自感有关规律的认识。

教学方法：实验与理论探究；师生、生生互动。

课时安排：1课时。

课前准备：家用电磁炉1个，小灯泡和线圈，自制自感现象演示仪等。

教学过程

教学过程见表1。

引入：按照如图1所示，将与小灯泡组成闭合回路的线圈放在工作的电磁炉上，灯泡发光。

问：为什么灯泡发光了？

学生回答前，介绍所用的电流是变化的，展示电磁炉的内部结构――线圈。

观察好奇兴奋思考

用生活中的实例引入新课，体现从生活走向物理的理念。课堂联系生活，学生感到亲切，激发了学生的学习兴趣。

通过介绍、展示、引导，激发学生利用已知知识探究未知规律的欲望。

观察实验

感知现象

先组织学生分组讨论，请学生先回答问题，根据情况适时引导学生回忆感应电流产生的条件是什么？

问：感应电流产生的条件：

（1）闭合电路。

（2）穿过闭合电路的磁通量发生变化。

引导学生回答：

电磁炉线圈中的电流变化→电磁炉线圈中电流激发的磁场变化→穿过与小灯泡组成闭合回路的线圈中磁通量发生变化→线圈上产生感应电动势→闭合回路产生感应电流→灯泡发光。

启发学生思维，让学生大胆说出自己的想法，从而了解学生的知识掌握情况，并根据实际适时调整和改进教学进程。

由浅入深，层层递进，引导学生动脑思考，培养学生的逻辑思维能力和口头表达能力。让学生根据所学的内容解决实际问题，感受成功的愉悦，增强求知欲。

进行新课

互感现象

一、互感现象

像上述实验，两个线圈之间并没有导线连接，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫做互感现象。互感现象产生的感应电动势，叫做互感电动势。

问：灯泡发光的能量哪里来的？

引导学生回答：变化的磁场是传递能量的介质。

小结：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。请大家阅读教材举例说明。

ppt展示相关图片。

问：当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场会在邻近的电路中激发出感应电动势，会不会在它本身激发出感应电动势呢？

通过教师的引导，使学生在观察的过程中思维得到启发。

自感现象

[实验1]

演示通电自感现象

二、自感现象

演示通电自感现象。

ppt展示电路图如图2所示，对照实物图如图3所示作说明。

发光二极管与没有极性的白炽灯不同，接上正向电压，当正向电流流过时才能发光，所需工作电流很小（有的仅零点几毫安），电流很小时小灯泡不发光。若接上反向电压，电流会更细小（微安级），并且不发光。

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（a2支路在实验中的作用是充当参照物），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）

学生观察结果，如图4所示。支路d2、d4发光二极管发光显示出电流方向，a1后变亮，a2立即变亮，最后两灯一样亮。

对学生的回答先不做评价，鼓励学生大胆的说出自己的想法。培养学生的表达能力和理论分析能力。

利用多媒体课件结合实物图，将抽象的物理情境清晰地展现出来，有利于学生直观感知。化抽象为具体，启发学生思维。

通过实验演示，培养学生观察、理解能力和实验探究能力。

[实验2]

演示断电自感现象

问：a1后变亮的原因是什么？（请学生分组讨论）学生讨论，师生共同分析得到结论。

结合图5分析，电路接通时，通过线圈l的电流增大，该电流产生的磁场增强，穿过线圈l的磁通量增加，l中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍了l中电流的增加，即推迟了a1支路电流达到正常值的时间，使a1滞后一段时间才变亮。

问：如果电路断开时，通过线圈l的电流就减小，这时会出现感应电动势吗？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？

问：在刚才的演示实验中，同学们有没有留意电路断开时的现象？

再次用图4所示实物图演示几次断电自感现象。还可播放录制的视频，以正常播放速度1/10播放，现象非常明显。

学生观察结果，如图6所示。d3支路二极管闪亮一下再熄灭，录制的视频以正常播放速度的1/10进行播放，显示d2、a1、a2、d3都在发光。

问：d3支路二极管闪亮一下，说明流过a2的电流方向与断开前电流方向？原因是什么？

学生讨论，师生共同得到结论。

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，产生了左负右正的自感电动势，与d2、a1、a2、d3构成闭合回路，储存在磁场中的能量瞬间释放，使支路d3发光二极管闪亮一下。

引导学生归纳总结：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。自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化。

观察到的现象、亲身经历的活动越多，对物理概念理解、规律的探究越容易。

总结让学生对自感现象的产生原因及其规律有了系统的了解。加深学生对自感现象规律的认识，启发学生用所学的内容解决分析实际问题的能力。

发挥学生的主体作用，充分调动了学生学习的积极性和热情，启发学生思维能力，培养学生独立思考的能力和自学能力。

自感系数

三、自感系数

问：感应电动势的大小跟什么因素有关？

（感应电动势的大小跟磁通量的变化快慢有关。）

自感电动势的大小跟其他感应电动势的大小一样，跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关。而在自感现象中，穿过线圈的磁通量是由电流引起的，故自感电动势的大小跟导体中电流变化的快慢有关。

（引导学生阅读教材p24第2、3段。）

理论分析表明：e=lδiδt

式中l为线圈的自感系数，简称自感或电感。自感表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量。l的大小跟线圈的形状、长短、砸数、有无铁芯有关，单位为亨利（h）。

1h=103 mh=106 μh

自感系数l的大小与线圈的砸数、有无铁芯有怎样的关系？师生共同参与“千人镇”小实验。电路图如图7所示（根据学生人数适当加1.5 v干电池节数）。

第1次先接线圈200砸，不放铁芯。

闭合开关s前，学生谈体验――“无感觉”；

闭合开关s后，学生谈体验――“无感觉”；

断开开关s瞬间，学生好像“无感觉”。

培养学生学以致用的能力，增长学生的见闻，强化学生对自感现象的认识，进一步突出重点、攻克难点。

尝试应用科学探究的方法和已有知识研究分析问题。培养学生独立学习的能力和习惯，开发学生的智力和创造力。

师生之间、生生之间互动的过程，激发学生的探究热情，营造科研的氛围。同时可消除学生一点心理戒备，活跃课堂气氛。

教学环节教学内容、教师活动学生活动设计说明

第2次接线圈400砸，不放铁芯，重复上面的操作，断开开关s瞬间，好像只有两边的两位同学有点感觉。

第3次接线圈400砸，放铁芯，重复上面的操作，断开开关s瞬间，学生突然受到电击――“双手迅速收回”。

学生根据这节课所学的知识解释现象原因。

四、自感现象在生活中的应用和防止

说明自感现象广泛存在。凡是有导线、线圈的设备中，只要有电流的变化都有自感现象存在，因此要充分考虑自感和利用自感。ppt展示生活中实例图片。

五、小结

（1）什么叫互感与自感。

（2）自感现象满足楞次定律和法拉第电磁感应定律。

六、作业

认真阅读教材，互感和自感现象在当代生活中有十分广泛的应用，课上我们只是介绍了一部分。课下请同学们通过多种途径调查互感和自感现象的应用都渗透到哪些领域，并从中选出一个你最感兴趣的应用做进一步的研究，写一篇小论文或自己的感悟和大家交流。

展示自感现象在生活中的应用和防止，让学生经历从物理走向社会，以开阔眼界和引起学生兴趣，认识物理学对科技进步以及文化、经济和社会发展的影响，为终身发展，形成科学世界观和科学价值观打下基础。