《互感和自感》教学设计

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刘成刚平安县自感现象感应电动势互感和自感教育 |
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《互感和自感》教学设计
青海省平安县第一中学
一、教材分析与教学设计思路
互感和自感现象是电磁感应现象的特例。学习它们的重要性在于他们具有实际的应用价值。同时对自感现象的观察和分析也加深了对电磁感应产生条件的理解。
2.学情分析
自感现象
3.教学设计思路
为突出物理知识的形成过程和应用过程的科学方法,本教学设计采取“实验体验-理论探究”和“猜想、假设、理论预测、设计实验、验证、得出结论”相结合的思路分别研究断电自感和通电自感。以利于提高学生分析问题、解决问题的能力。
为突出物理知识与生活的联系,突出在技术、社会领域的应用,本人设计了让学生体验自感触电,并在探究的过程中,让学生估算自己的触电电压(约150V),使学生有真实感。学生分组实验,模拟利用自感点火,使学生知道物理知识的价值。
1.通过人体自感实验,增强学生的体验真实感。激发学生探究欲望
2.通过理论探究和实验设计,培养学生科学探究的方法。加深对电磁感应现象的理解。
重点:(1)自感现象产生的原因;(2)自感电动势的方向;(3)自感现象的应用
难点:自感电动势对电流的变化进行阻碍的认识。
四、教学方法
本节课教学采用“引导--探究”教学法,该教学法以解决问题为中心,注重分析问题、解决问题能力的培养,充分发挥学生的主动性。其主要程序是:猜想→假设→理论探究科学预测→设计实验→实验验证→得出结论→实际应用。它不仅重视知识的获得,而且更重视学生获取知识的过程及方法,更加突出了学生的学,学生学得主动,学得积极。真正体现了“教为主导,学为主体”的思想。
六、课时分配:2课时;本课时只学习第一课时。
情境创设:利用可拆变压器进行实验,原线圈接在电源,使副线圈电路中的灯泡发光
提出问题:两个线圈之间并没有导线连接,灯泡为什么能发光?
理论探究:引导学生通过已学知识分析,学生思考后解释原因。
引入课题:互感现象。
(二)自感
.闭合开关前,学生体验-―――"无感觉";
.闭合开关后,学生体验-―――"无感觉";
.断开开关瞬间,学生突然受到电击-―――"迅速收回双手”
引入课题
学生探究,学生交流后解释原因,Ppt演示。学生估算自己所承受的瞬间电压。
得出结论1:当电流减少时,线圈中能产生电磁感应现象。感应电流方向与原电流方向相同,阻碍电流的减少,推迟了电流减少的时间。
再次提出问题: 电流增大时,又会是怎样的情景呢?
假设:假设线圈发生电磁感应现象
理论分析:感应电动势阻碍电流的增加,电流不会立即达到,只能缓慢增加,即有延时性
鼓励学生设计实验:选出学生设计的通电自感实验电路图如下?请大家分析是否合理?如果不合理,请提出改进方案
分析讨论:
方案1如图甲(无法判断。不合理)
方案2如图乙(开关闭合瞬间灯泡能发光。由于灯泡的明暗快慢变化显示了线圈中电流的变化情况,但是一个灯泡没有对比,无法说明问题,无法说明问题。不合理)
方案3如图丙(同规格灯泡,将调到既能看到延时,又能对比,合理)
方案3预测:开关闭合瞬间,灯立即变亮,逐渐变亮的现象
分析原因可知
进行实验,证实猜测。
得出结论2:与预测相同
当电流增加时,线圈中能产生电磁感应现象。感应电流方向与原电流方向相反,阻碍电流的增加,推迟了电流增加的时间。
引出定义:
自感:1.由于导体(如:线圈)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。
自感电动势的作用:阻碍导体中自身的电流变化。
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。
例
防护:变压器、电动机等器材都有很大的线圈,当电路断开时会产生很大的电动势,使开关产生电火花,引起人身伤害,因此电动机等大功率用电器开关最好把开关浸在绝缘油中,避免出现电火花。
(三)、学生分组实验:模拟打火装置或没有防护措施的电动机开关断开的情景
(四)、学以致用:问题:1.画出断电前后,通过线圈电流和灯泡电流
随时间t变化的图像?(已知
,调节灯泡微亮时,)
2.断电时灯泡将做出怎样的反应?
实验验证。
(五)、要点回顾:
要点1
要点2
要点3
科学方法经历:猜想、假设、理论推理、设计实验、验证、得出结论。
结束语:上面我们研究了自感电动势的方向,那么自感电动势的大小与什么因素有关呢?下一节继续探究。
(六)、作业,查阅资料,了解电感镇流器日光灯的构造和分析镇流器工作原理
(七)教学反思:本节课的课题是《互感与自感》,教学目标顺利达成,教学中较好的体现了新课程理念,课堂气氛活跃,学生学习兴趣浓厚,较好的突破了教学难点。这节课的设计比较新颖,不拘泥于教材。加强了学生的体验,互动和探究。实践证明有很强的可行性。具体如下。
对于互感,我通过变压器互感使灯泡发光和通过MP3音乐互感使音箱发音,使学生通过看和听真切的感受到了互感的存在,从生活走向物理,大大诱发了学生的学习兴趣。
对于自感部分的教学,我做了较大的改进。书上是直接给出了两个通电和断电实验,而我却采用了让学生先做了一个“有惊无险”的断电自感实验,使学生体验深刻,很好的激起了学生的探究欲望。这个实验的另一优点是,学生参与面广,师生互动,且器材易得,改装方便。
对于通电自感,与教材相比,我也做了很大的改进。把这一内容设计成了探究课。通过猜想、设计实验、预测结果、实验验证、得出结论的方法,使学生经历了比较完整的科学探究过程,也使学生对知识的理解和能力的提高很好地结合起来。
最后,又通过学生分组实验,利用断电自感,模拟打火装置,使物理走向社会,学生感受到了学物理的意义。同时进一步提高了学物理的兴趣。
这节课较好的处理了课堂的生成性,当实际实验中把电压接成6v后(原设置3v),一切数据就按6v计算,并将结果写在黑板上,以示与屏幕上的区别。
本节课还有一个亮点,通过自制断电、通电自感演示仪器,效果比成品仪器好的多。
不足之处:,(1)由于实验条件所限,分组实验人数较多,部分同学未亲自打火。(2)因为学生未见过传感器,探究中学生未意识到用仪器即时反应电流变化的问题。(3)教学中部分实验结果按预设进行了计算,但情况有变,数据在屏幕上没法改,显得有点尴尬。(4)过于急躁在学生回答问题时插话,打断学生的回答,致使某些提问的学生不能全面的回答问题(5)有的地方给学生留的思考时间还不够充分。
备注:自感学生学法指导
情形1.探究电流减少时的自感现象
如图所示,
(1)当通过线圈电流减少时,磁场如何变化?通过线圈的磁通量如何变化,感应磁场的方向如何?感应电流(感应电动势)方向如何?
(2)若感应电流的方向与原电流方向相同,对原电流的减少阻止了吗?若没有?对原电流将起到什么作用?画出电源断开后,随时间
变化的大致图像。
(3)设计的电路如图所示3,已知,,电源断开后,灯将出现什么现象?方向与断开前有什么区别?
情形2
如图
(1)你相信变化的电流通过线圈时,能在自身线圈激发感应电流(感应电动势)吗?
(2)若存在可能,当通过线圈电流增大时,磁场如何变化?通过线圈的磁通量如何变化,感应磁场的方向如何?感应电流(感应电动势)方向如何?
(3)若感应电流的方向与原电流方向相反,对原电流的增加阻止了吗?若没有?对原电流将起到什么作用?
(4)若感应电流对原电流增加起到延时作用,你能设计一个电路验证吗?画出电路图?
(5)若用开关闭合使电流增大,请画出在电健闭合后,感应电流随时间变化的大致图像?
参考文献;
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