《自感现象及其应用》教学设计

第一篇：《自感现象及其应用》教学设计

5850字。

《自感现象及其应用》教学设计

广州市花都区实验中学 物理科 陈丽华

★新课标要求

（一）知识与技能

1．知道什么是自感现象。

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

1．自感现象。

2．自感系数。

★教学难点

分析自感现象。

★教学方法

通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验

★教学用具：

自感现象示教板，CAI课件。

★教学过程

（一）引入新课

教师：在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？

学生：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路中就有感应电流产生.教师：引起回路磁通量变化的原因有哪些？

学生：磁场的变化；回路面积的变化；电流的变化引起磁场的变化等。

教师：这里有两个问题需要我们去思考：

（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、自感现象

教师：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。

教师：出示示教板，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）

学生：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。

教师：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：分组讨论（可以提醒学生这时出现了新电源，电源在哪里？电动势方向又如何？）

师生共同活动：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。

教师：出示示教板，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？

学生：S断开时，A灯突然闪亮一下才熄灭。

第二篇：自感现象的教学设计汇总

16.5 自感

公开课教案

一、教学目标(一)知识目标

1．了解自感现象及自感现象产生的原因

2．知道自感现象中的一个重要概念——自感系数，了解影响其大小的因素。3．了解在日常生活和生产技术中有关自感现象的应用情况(二)能力目标

1．通过分析实验电路，培养学生运用已学的物理知识，对实验结果进行预测的能力，同时提高学生分析物理问题的能力

2．利用直观地演示实验，培养学生敏锐的观察能力和推理能力。(三)德育渗透点

1．简单介绍美国物理学家亨利由学徒到美国科学院第一任院长的有关事迹，教育学生学习他善于自学，勇于钻研的精神，合理安排课外时间，形成良好的学习习惯，以便提高自身的自学能力。

2．进行物理学方法的教育

实验——理论——再实验

二、重点、难点

1．重点:自感现象及自感系数 2．难点:(1)自感现象产生的原因分析

(2)断电自感的演示实验中灯光的闪亮现象解释

三、课时安排 1 课时

四、教具

通电自感演示装置、断电自感演示装置、幻灯片

五、教学过程(一)引入新课 产生电磁感应现象的条件是什么？

请学生回答，穿过回路中的磁通量发生变化才能产生电磁感应现象。在前面的学习中，电磁感应现象中的磁通量变化是怎样发生的？

请学生回答，在导体切割磁感线运动的过程中，磁场没有变化，但回路的面积发生变化，从而导致磁通量变化。在条形磁铁插入或拔出线圈的过程中，是外加磁场变化而导致线圈的磁通量变化。在利用原副线圈的实验中，是通过改变原线圈中电流的大小，从而导致副线圈中的外加磁场发生变化，引起磁通量变化。

除上述这三种情形外，还有没有其他情形引起回路磁通量发生变化，从而产生电磁感应现象呢？

(二)进行新课

由电流的磁效应可知，线圈通电后周围就有磁场产生，电流变化，则磁场也变化，那么对于这个线圈自身来说，穿过它的磁通量在此过程中也发生了变化，是否此时也会出现电磁感应现象呢？我们通过实验来解决这个问题。

如图所示电路图

说明：当S闭合瞬间，线圈L中的电流从无到有发生变化，线圈自身的磁场也从无到有发生变化，结果，线圈L自身的磁通量发生变化，如果灯1和灯2规格相同，且都能正常发光，那么，闭合S瞬间，会有什么现象呢？引导学生先作预测，然后进行演示实验。首先，闭合开关S，调节变阻器R和R1使两灯正常发光，然后，断开开关S。最后，又重新闭合开关S(重复上述操作)。

请学生观察现象：在闭合天关S的瞬间，灯2立刻正常发光。而灯1却是逐渐从暗到明，要比灯2迟一段时间才正常发光。引导学生分析，产生上述现象的原因，就是由于线圈L自身的磁通量增加，而产生了感应电动势，这个感应电动势总是阻碍磁通量的变化，即阻碍线圈中电流的变化，故通过灯1的电流不能立即增大到最大值，灯1的亮度只能慢慢增加。实验中所发生的这种电磁感应现象，我们称为自感。

1.自感现象

（1）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。（2）在自感现象中产生的感应电动势，叫做自感电动势，它的作用总是阻碍导体中原来电流的变化。

虽然，自感现象是电磁感应现象中比较特殊的一种情形，那么，刚才从实验中找出的这些结论是否正确呢？我们可以再通过一个实验来验证。

如图所示电路图

当闭合开关S时，灯正常发光，此时若断开开关S，将会出现什么情况呢？

引导学生预测，根据刚才的自感现象的理论，可知断开开关S的瞬间，通过线圈L的电流从有到无发生变化从而产生电磁感应现象，在这过程中；线圈L产生了自感电动势，虽然这时电源已断，但线圈L相当于一个新电源，又与灯构成闭合回路，结果，灯将延迟熄灭。

演示该实验，证实学生的预测——灯确实没有随开关S的断开而马上熄灭，而且还看到灯闪亮了一下(重做实验请学生观察)。肯定学生的预测，给予鼓励，然后提出问题——为什么灯会闪亮一下呢？

断电前通过A灯的电流是由电源提供的，根据电路中并联规律可知，线圈L的电阻由于很小，故电路中的电流大部分流过线圈L，有IL＞IA，断电后，灯A的电流马上消失，但 线圈L，由于自感作用，将阻碍自身电流的减小，结果线圈中的电流IL反向流过灯A，然后逐渐减弱，所以有灯闪亮一下再熄灭的现象出现。

利用数学中的函数图线，使学生进一步理解上述分析过程。断电前后灯泡中的电流随时间变化的关系如图

我们知道，感应电动势的大小与回路中磁通量变化的快慢有关，而自感现象中的自感电动势是感应电动势的一种，那么，它的大小又与什么有关呢？

2.决定自感电动势大小的因素——电流变化的快慢和自感系数

说明：显然自感电动势的大小也是与回路中磁通量变化的快慢有关，线圈的磁场是由电流产生的，故穿过线圈磁通量变化的快慢与电流变化的快慢有关系。从实验中，可以发现，对同一个线圈来说，电流变化越快，产生的自感电动势越大。但对于不同的线圈，在电流变化快慢相同的情况下，产生的自感电动势又有大小之分，为了表示线圈中的这一特性，引进一个物理量——自感系数来描述。

3.自感系数，简称自感或电感，用字母L表示

那么，自感系数的大小与什么有关呢？通过大量的研究可知线圈越粗、越长、匝数越 密，且有铁芯时，它的自感系数就越大，则有

（1）自感大小与线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯等因素有关（2）单位：亨利，符号是H 简单介绍自感系数单位亨利的由来

为了纪念美国物理学家亨利而命名的。亨利出生贫穷，10岁辍学当学徒，但他靠自己的勤奋自学和刻苦钻研，最后成了美国国家科学院的第一任院长。自感现象就是他在实验中发现的，因此，以他的名字来命名自感系数的单位。教育学生学习他的精神，同时强调培养自学能力的重要性。

那么，研究自感现象又有什么实际意义呢？ 4.自感现象的应用

在生活和生产技术中，自感现象被广泛地应用在很多电器设备和无线电装置中。例如，日光灯。当然自感现象也有不利的一面。

(三)课堂小结

1.自感现象是电磁感应现象中的特殊情形，它的产生原因是由于通过导体自身的电流发生变化。

2.自感电动势的大小与电流变化快慢和自感系数有关，它总是阻碍导体中电流的变化。3.自感现象在生活和生产技术中应用广泛，但也有其不利的一面。(四)巩固练习试解释双线绕法

引导学生回答，通过两根平行导线中电流方向相反，可以使各自引起的磁场互相抵消，从而减弱自感的影响。

六、布置作业 评课要点: 1.课堂气氛好,语言有激情、教态自然很好。

2.科学方法的传授好：从观察现象――提出问题――科学猜想――实验验证，从一般到特殊。

3.实验展开方式好，运用启发式教育，效果好。4.触电实验应该以人为本，建议师生一起做。5.投影效果还可以改进，语言还可以更精练干脆。６．建议把小结的板书换成练习题

第三篇：《自感》教学设计片段

《自感》教学设计片段

一、设计理念：

改变原有的单纯接受似的学习方式，建立和形成旨在充分调动、发挥学生主动性的学习方式

二、教学目标：

1、知识与技能

①知道自感现象和自感电动势

②知道决定自感电动势大小的重要因素——自感系数 ③理解自感电动势产生的原因及其作用 ④了解自感现象的利、弊及其利用和防止

2、过程与方法

通过实验探究，学生能深刻体会物理研究的一般过程 通过分析实验现象成因，总结归纳发现新知识的方法

3、情感态度和价值观

①通过学生参与，体会科学探究、发现规律的乐趣，培养科学探索的精神和物理学习的兴趣

②通过了解自感现象的应用和危害及其防止，体会到理论联系实际的重要性及辩证的看待自然界事物

③通过介绍物理学史，感受科学家的伟大和无私奉献精神

三、重点和难点：

重点——自感现象 自感电动势

难点——自感电动势的作用——阻碍电流的变化

四、教学方法：

实验探究、讨论归纳、多媒体辅助教学法。

五|、教学器材：

通电自感演示仪，电流传感器，自制器材。

六、教学过程：

㈠、引入

由“自感电击”实验引入，学生参与体验。如图1，断开电源时两节干电池就能让同学们有明显电击感,迅速收回双手甚至惊叫。学生对此引发的思维疑问和惊奇而提出问题。一节干电池为何能使这么多同学受到电击呢？带着疑问和兴趣进入新课。

图2

图1

㈡、新授

要解决疑问，先从这个实验（如图2）说起，演示通电自感实验，学生观察现象，发现A1先亮，A2后亮，然后师生互动分析成因.教师总结成因,初步认知自感现象和自感电动势。为了让学生深入体会感应电动势对电流的阻碍作用，我使用了最先进的数字电流传感器，测出A2灯泡逐渐变亮过程电流随时间变化的图像。从图像学生清楚的看到电流受到阻碍作用而延迟的效果。（如图3）

图3

图4

为了进一步研究自感现象的规律，先设计了一个供同学们猜想的断电自感实验电路。问:断开过程,电阻R上的电流怎样变化？我用两个发光二极管、两个电阻和一个小型变压器自制了实验仪器，交给学生设计实验电路，（它能让学生观测到电阻上的反向电流，最好是如图4，当然学生会有其他的设计思路），动手实验（实验器材取材简单，实验效果明显，关键回避了教材上这个实验小灯泡闪一下的现象。降低了对自感现象解释的难度。）观察并记录实验现象，进一步分析现象的成因。学生总结发现以上两实验现象成因的规律，得出自感现象的定义和自感电动势作用及公式。同时讲解电感，介绍物理学史。

㈢、理论联系生活：

1、利用自感现象和自感电动势的公式解释“自感电击”实验的原因。

2、利用自感现象的实例老式日光灯等。

3、危害和防止：电动机断电拉弧，双线绕法无电感电阻。以此感悟学生，自然界现象是一分为二的，有利也有弊。㈣、小结 ㈤、思考 最后带着问题回家思考：演示非常奇妙的互感实验。

第四篇：《互感与自感》教学设计

高中物理课堂教学设计

选修3-2

第四章

电磁感应

4.6 自感和互感

【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．通过一个动手实验，两个视频演示实验，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、互感的电压，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】

感应电动势产生的原因是磁通量发生了变化。【教学方法】

实验与理论探究；师生、生生互动。【教学用具】

课件，多媒体辅助教学设备 【课时安排】

1课时。【教学过程】

一、互感现象

1.通过法拉第的实验提出问题：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.通过学生自己思考，再给出互感的定义。

3.给学生提供实验器材通过自学书上的内容，自己设计动手做实验。实验：

每小组4人发两组电池（每组3v），两个直铁棒，一个环形铁，四根导线，两个灵敏电流计 实验探讨：

通过所有小组的实验，统计归纳，总结出如何让感应电动势变大（或变小）。4.提出问题让学生思考问题：

环形铁棒断开后产生的感应电动势与原来的大小是否相同？为什么？

5.举例说明生活中互感现象的应用：

变压器、收音机里的磁性天线等。

二、自感现象

1.提问：K接通瞬间，线圈L本身中会不会产生感应电动势？来引入自感。

演示实验（1）

演示实验（2）

通过对实验现象的分析，来理解自感现象的产生。

分析：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。

1.分析，引入自感的定义。

1）由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。2）自感现象中产生的电动势叫自感电动势.3）自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。

注意：“阻碍”不是“阻止”，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟作用。

产生了自感电动势，那么如何判断其方向？

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流方向相同。

即：增反减同。

4)自感电动势的大小：

自感电动势的大小跟其它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。

I E tEtE＝LΔIΔt1.说明生活中互感现象的应用和防止

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。如日光灯的镇流器等。

2）防止：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。

5.理解双线绕法消除自感现象。【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？

第五篇：教学设计 互感与自感

课题:互感和自感

教学目标

知识与技能：

⒈ 了解互感和自感现象，了解自感现象产生的原因。

⒉ 知道自感现象中的一个重要概念——自感系数，了解它的单位及影响其大小的因素。过程与方法：

引导学生从发生电磁感应现象的条件和有关电磁感应得规律，提出自感现象，并推出关于自感的规律，了解自感现象的利弊以及对它们的防止和利用。情感、态度、价值观：

培养学生的自主学习的能力，通过对已学知识的理解实现知识的自我更新，以适应社会对人才的要求。

重点：自感现象及自感系数。

难点：⒈ 自感现象的产生原因分析；

⒉ 通、断电自感的演示实验中现象解释。

新课教学

一、互感现象

1．互感：在法拉第实验中，两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的磁场会在另一个线圈中产生电动势，这种现象叫做互感。互感现象：发生在两个互相靠近的电路之间的电磁感应现象。互感电动势：这种由互感现象产生的感应电动势叫做互感电动势。

2．互感的理解：互感现象不仅发生与绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何相互靠近的电路之间。

3．互感中的能量：互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。4．互感的应用和防止：

教师介绍 变压器、收音机就是利用互感现象制成的；但在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路正常工作，这时要求减小电路间的互感。

二、自感现象

1．问题情景：由电流的磁效应可知，线圈通电后周围就有磁场产生，电流变化，则磁场也变化，那么对于这个线圈自身来说穿过它的磁通量在此过程中也发生了变化。是否此时也发生了电磁感应现象呢？我们通过实验来解决这个问题。2．演示实验：

实验1：出示自感演示器，通电自感。让学生看课本实验，明确实验过程。提出问题：闭合S瞬间，会有什么现象呢？ 引导学生做预测，然后进行实验。

（实验前事先闭合开关S，调节变阻器R和R1使两灯正常发光，然后断开开关，准备好实验）

开始做实验，闭合开关S，提示学生注意观察现象（再重复上述操作）请学生说出观察到的现象：

在闭合开关S瞬间，灯A2立刻正常发光，A1却比A2迟一段时间才正常发光。请学生分析现象原因。

由于线圈L自身的磁通量增加，而产生了感应电动势，这个感应电动势总是阻碍磁通量的变化，既阻碍线圈中电流的变化，故通过A1的电流不能立即增大，灯A1的亮度只能慢慢增加，最终与A2相同。实验2：断电自感

先给学生几分钟时间看课本实验，预测实验现象，是回答课本思考与讨论问题。3．结论：

实验表明：线圈中电流发生变化时，自身产生感应电动势，这个感应电动势阻碍原电流的变化。

由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。4.磁场的能量

问题情景：开关断开后,灯泡的发光还能持续一段时间,有时甚至比开关断开前更亮, 这时灯泡的能量是从哪里来的呢? 分析：电源断开以后，线圈中电流不会立即消失，这时的电流仍然可以做功，说明线圈储存能量。当开关闭合时，线圈中的电流从无到有，其中的磁场也是从天到有，这可以看作电源把能量输送到磁场，储存在磁场中。这里我们知识一个合理的假设，有关电磁场能量的直接式样验证，要在我们认识了电磁波之后才有可能。

5．自感现象的理解：线圈中电流的变化不能在瞬间完成，即不能“突变”。也可以说线圈能体现电的惯性

6．自感的应用与防止：应用：日光灯 防止：变压器、电动机

三、自感系数

问题情景:我们都知道感应电动势的大小与回路中磁通量变化的快慢有关，而自感现象中的自感电动势是感应电动势的一种，那么就是说，自感电动势也应正比于穿过线圈的磁通量的变化率，即：E∝△Φ／△t,而磁场的强弱又正比于电流的强弱，即磁通量的变化正比于电流的变化。所以也可以说，自感电动势正比于电流的变化率。即E∝△I／△t写成等式即：E=L△I／△t 2.自感系数，简称自感或电感，用字母L表示。影响因素：形状、长短、匝数、有无铁芯。

3．单位：亨利 符号：H 常用单位：毫亨（mH）微亨（μH）课堂练习：随堂练习题 小结：

作业：书后问题与练习成才之路 课后反思：