新鲁科版选修32第三节《自感现象的应用》优秀教案重点资料docWord文档下载推荐.docx

新鲁科版选修32第三节《自感现象的应用》优秀教案重点资料docWord文档下载推荐.docx

《新鲁科版选修32第三节《自感现象的应用》优秀教案重点资料docWord文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新鲁科版选修32第三节《自感现象的应用》优秀教案重点资料docWord文档下载推荐.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

针对本节内容的实验趣味性和可操作性，以小实验引入，提高学生的兴趣，采用实验探究和理论推导相结合的方法，让学生先在实验探究中观察自感现象，然后从电磁感应原理出发，解释和推导这一现象的本质，并引导学生分析自感原理及影响自感系数的相关因素，在此基础上进一步分析日光灯的工作原理，这样处理学生，能使学生思路严谨清晰，学生的实验能力和理论分析能力将同时得到训练和培养，有利于提高他们的知识迁移和实践能力。

六、教学用具：

自感现象示教板，多媒体，CAI课件，

七、教学过程

（一）引入新课：

1、学生分组实验演示“千人震”

教师打开日光灯，让学生观察一下日光灯的变亮情况。

教师：

大家看到什么现象？

目标导航：

提出问题：

为什么日光灯点亮和熄灭都比较“迟钝”

学生：

日光灯管总是两头先亮，过一会儿灯管才正常发光。

知道这是什么原因造成的吗？

我们今天要学习的内容就跟这个有关。

让我们一起来探讨

2、学生自主学习

请同学们带着以下的问题阅读教材：

（1）什么是自感现象及自感电动势？

（2）什么是自感系数决定自感系数的因素有哪些？

（3）日光灯的工作原理是什么？

（二）进行新课，合作探究

1．自感现象

实验一：

自感现象示教板演示通电自感现象。

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）

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。

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。

分组讨论（可以提醒学生当开关闭合的瞬间线圈中电流是否发生变化？

）

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，根据楞次定律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。

导致跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来。

［实验2］演示断电自感。

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？

S断开时，A灯突然闪亮一下才熄灭。

为什么A灯不立刻熄灭？

分组讨论（可以提醒学生当开关断开瞬间线圈中电流的变化情况？

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，根据楞次定律L中产生方向与原电流方向相同感应电动势，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。

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。

自感电动势：

自感现象中产生的电动势叫自感电动势。

灯A闪亮一下，比原来更亮说明了什么？

为什么最终还是熄灭了？

2．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。

阅读教材。

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形状、长短、匝数等，以及是否插入铁芯有关。

重复实验二：

步骤一：

未加铁芯时，观察断开开关A灯亮度变化情况

步骤二：

线圈中插入铁芯时，观察断开开关A灯亮度变化情况

步骤三：

换不同的线圈，观察断开开关A灯亮度变化情况

线圈的自感系数与哪些因素有关？

线圈的自感系数与线圈的大小、形状、圈数、是否带有铁芯等因素有关。

师生互动：

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。

自感系数的单位是什么？

亨利，符号H，更小的单位有毫亨（mH）、微亨（μH）

1H=103mH1H=106μH

3．自感现象的防止及应用：

教师总结：

通过前面的学习，我们己经能够充分认识了自感现象，自感现象在我们生活中的应用很多，最常见的是日光灯。

首先，让我们认识一下日光灯发光的灯管部分，课件展示日光灯的图片，灯管的两端

各有一条灯丝，管中充有稀薄的氩和微量的水上银蒸气，管壁涂有荧光粉，，灯管的工作原理和白炽灯不同，两灯丝间的气体在导电时主要发出紫外线，荧光粉受到紫外线的照射才发出可见光，荧光粉的种类不同，发光的颜色也不一样。

气体导电有一个特点：

要使气体电离导电需要在灯管两端加一瞬时高压，这个电压是220V所不能满足的，而维持灯管中一定大小的电流，所需的电压却又低得多，也就是说只需要一个瞬时高压就可以了，持续高压不需要。

那么，怎样才能点亮日光灯呢？

提示学生利用所学的自感现象分析，在实验2中，开关断开瞬间，灯比原来更亮，说明在一定条件下，自感电动势可以非常大，能否用在日光灯中？

怎样连接电路？

学生分组讨论

日光灯原理（应用）

日光灯的构造

1、开关闭合，启动器的动、静触片先接通，后分离。

开关闭合时，电源将电压加在起动器两极间，使氖气放电发出辉光，辉光产生热量使U形动触片膨胀伸长，与静触片接通。

于是在镇流器线圈和灯管的灯丝间有电流通过。

电路接通后，起动器的氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两触片分离，电路自动断开。

2、启动器的动、静触片分离的瞬间，镇流器由于自感产生一个瞬时高压并与电源电压一起加在灯管的两灯丝间，使灯管中的汞蒸气导电，气体导电时发出的紫外线，使涂在管壁的荧光粉发出柔和的可见光。

3、日光灯启动后，镇流器由于自感作用使加在灯管上的电压低于电源电压，使灯管正常工作。

日光灯点燃后，只允许通过不大的电流。

由于灯管正常工作时，因为是气体导电，电阻小，故要求加在灯管两端的电压不能太大（低于电源电压220V）。

日光灯用交变电源供电，正常工作时，在镇流器中产生自感电动势阻碍电流变化，镇流器等效于一个大电阻并与一个小电阻（灯管）串联在220V的电源电压两端，使灯管两端所加的电压较小而正常工作。

教师引导学生总结镇流器和启动器在日光灯工作过程中的作用：

镇流器的作用——是自感系数很大的带铁心的线圈，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。

注意：

灯管两端的电压与镇流器的电压之和不等于电源电压。

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。

（三）课堂总结、点评

教师活动：

让学生概括总结本节的内容。

请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：

认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：

总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

（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

解析：

因R、L阻值很小，在电路甲中，线圈L与灯泡D串联，L中电流很小，断开S时自感电动势较小，自感作用使D与L中的电流值从S接通稳定后开始减小，D将逐渐变暗，而不是立即熄灭。

在电路乙中，L与D、R并联，稳定时L中电流比D中电流大，断开S的瞬间，L中电流从开始的稳定值逐渐减小，所以断开瞬间，通过灯泡D的电流变大，D将变得更亮，然后渐渐变暗。

正确选项为AD

S接通后电路稳定，比较L与D中电流大小，S断开后，因自感作用L、D、R构成回路有电流，判断D变暗还是变亮，关键是看S断开后从L流到D中的电流比D中原来（S未断开时）的电流是大还是小。

【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？

灯泡的亮度由它的实际功率I2R即流过灯泡中的电流来决定。

因而必须从题设条件出发讨论在各种情况下流过灯泡中的电流。

K断开后，原来电源提供给小灯泡的电流立即消失，但L中因自感而产生逐渐减弱的电流流过小灯泡，使小灯泡逐渐变暗到熄灭。

（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。

（1）若是理想线圈，即直流电阻为零。

①L与灯泡串联时，通过灯泡的电流与L中电流始终同步，因而不能突变。

②L与灯泡并联时，通过灯泡的电流与L中的电流在电路接通时不同步，即灯丝中电流突变到最大再渐渐变小到零，而L中电流从零逐渐增大到最大；

断开电路时，L因自感而对灯丝供电，使灯丝中的电流从零突变到原来L中的电流值，再渐渐变为零。

（2）当L与灯丝并联且L的电阻不为零时，接通电源时灯丝中电流突变为最大，再慢慢减小，而L中的电流由零开始逐渐增大到稳定；

稳定后L和灯丝中都有电流，因而灯不会熄灭。

断开电源时：

要讨论RL=R灯、RL＞R灯、RL<

R灯时，电流变化情况。

【例3】如图16-69所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略．下列说法中正确的是（　）

图16-69

　　①合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮　②合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮　③断开开关S切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会儿才熄灭　④断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭

　　A．①③B．①④C．②③D．②④

本题考查了对通电自感和断电自感现象的理解，以及纯电感线圈在电流稳定时相当于一根短路导线．通电瞬间，L中有自感电动势产生，与L在同一支路的灯A1要逐渐变亮，而A2和电源构成回路则立即亮；

稳定后，A1与A2并联，两灯一样亮．断开电键瞬间，L中有自感电动势，相当于电源，与A1、A2构成回路，所以两灯都过一会儿才熄灭．故B选项正确．

课堂练习：

1．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

2．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

3．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读数等于A2的读数

4．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．A2．C3．BD4．AC

教学反思：

自感现象是“电磁感应”章的重要组成部分，它是学生在掌握电磁感应现象的规律后，进一步认识一种特殊的、普遍存在的电磁感应现象。

自感电动势是一个抽象的概念，其产生的原因学生较容易接受，但它对电流变化所起的“阻碍”作用、以及自感电动势方向的确定却是教学的一个难点。

这节课设计了3个实验（以小实验“千人震”引入，再做传统的断电自感和通电自感实验），设置“环环相扣，步步深入”且带有挑战性的问题，引导学生积极地进入问题情境，主动参与“问题解决”。

在传统的自感现象演示实验中，学生看到灯泡的明灭与日常生活经验不同，固然会感到很奇怪，但这种感觉远远比不上自身被电击带来的震惊和好奇，想要弄明白“一群人为什么会被三节干电池电击”的想法立即转化为一种强烈的求知欲，使哪怕平时上课心不在焉的学生也会兴趣盎然地融入整个教学氛围。

“通电自感”和“断电自感”，紧紧地吸引着全班同学的眼球。

他们全神贯注地观察实验现象。

通电灯亮，而断电灯却更亮的鲜、奇、趣、怪的物理现象，而引发思考。

采用“环环相扣，步步深入”的实验，为学生提供有用的信息源，使学生自觉进入感受信息，发挥信息角色，让他们在参与活动的同时获取认识和享受物理的乐趣。

根据学生的认识规律，通过设问点拨学生的思维方向和教学活动的方向，引导学生的认知冲突，激发起学生疑惑、惊奇、诧异的情感，进而产生一种积极探究的愿望，深化学习的兴趣，促进积极思维，教学效果显著。

这种学习的热情甚至延续到课后练习的完成上。

广东番禺中学鲁积林

2012-01-08