互感自感 教学设计中学教育中学实验_中学教育-中学课件.pdf

学习必备 欢迎下载 人教版普通高中课程标准实验教科书（选修 3-2）第四章 第六节 互感和自感教学设计 江西省分宜中学 陈海秀【设计思想】本教学设计以新课程的三维目标为宗旨，重视学生的学习过程，体现“以学生为主体,以教师为主导”的新型师生关系，强化情感、态度与价值观的教育，发展学生的科学素养。力图在教学中营造活跃、宽松的学习氛围，鼓励学生合作探究，为学生与学生、教师与学生的交流与合作创设更多的机会，也为教学活动中的“生成”搭建舞台。特色设计有二，其一：密切联系生活（如加油站不能接打手机，手机与音箱结合播放音乐，电磁炉还可以使灯泡发光等）；其二：创造性地利用现代化仪器和设备进行实验为教学服务（如发光二级管等），突破教学难点。【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现象的进一步巩固和深化。教材对互感部分内容的编写比较简单，让学生知道互感现象是常见的电磁感应现象，是后面变压器学习的基础。课堂应把重心放在对自感的教学上。但是教材对自感的编写顺序是：提出自感的概念演示实验（通电自感）理论分析）理论分析按这样的顺序开展教学虽然条理性比较强，但不能有效地激发学生探索规律的积极性，没有真正发挥教学对学生思维创新能力的培养功能。因此，调整后的顺序为引导学生设计（通电自感）电路演示实验（通电自感）理论分析引导在通电自感上修改过渡到断电自感电路学生分组探究实验（断电自感）理论分析实验验证由学生总结出自感的含义。课堂中让学生全程参与，有利于充分调动学生的探索问题的积极性。【学情分析】学生已经学习了电路的基本知识和电磁感应的相关规律，会判断回路是否会产生感应电动势以及感应电动势的方向，而且还掌握了感应电动势的大小和磁通量的变化率有关。但头脑中还没有互感这个概念，也没有意识到当变化电流通过线圈时，线圈本身也会产生感应现象。学习中对相关的自感现象的感知和解释也是学生遇到的最大挑战。【教学目标】1.知识与技能：（1）知道互感现象，了解互感的应用与防止；（2）知道自感现象，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）了解自感现象的应用与防止。2.过程与方法：（1）通过三个自感实验的观察、设计与分析，培养学生的观察能力、实验能力和探究能力；（2）通过自感体验，加深对知识的理解。3.情感态度价值观：（1）通过演示实验提升学生的学习兴趣，体会物理知识的奥秘。（2）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；（3）通过了解互感和自感的应用和防止，体会物理知识与技术的融合之美。【教学重点】学习必备 欢迎下载 自感现象产生的原因及特点【教学难点】运用自感知识分析实际问题。【教学过程】【教学过程】二、自感现象 通过互感，我们知道一个线圈电流变化会使另一个线圈产生感应电动势，当一个线引导学生 请你设计电路图，探究一个线圈是否会产生感应电新课引入 实验：让 MP4 中的音乐从音箱中播放出来。声音为什么会从音箱中播放出来呢？学生猜想、讨论。引入课题 板书：4.6 互感和自感 新课学习 展示引入实验的电路图，以提问的方式引导学生分析声音从音箱播出的原因。提问分析 教师归纳，引入这就是互感。一、互感现象 1、含义 两个没有相连线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫做互感。互感现象中产生的感应电动势叫做互感电动势。由学生根据老师前面的分析总结出互感的含义。2、分析 1.实验中,声音从音响播放出来了，声音从何而来？2.MP4与音箱并不相连，MP3 的音乐为什么会从音箱出来。学生总结：互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。3、应用 利用：展示变压器、收音机里的磁性天线的图片 防止：展示电路板、加油站里不能接打电话图片 提问学生根据老师展示出来的例子类比在举例 海秀设计思想本教学设计以新课程的三维目标为宗旨重视学生的学习过程体现以学生为主体以教师为主导的新型师生关系强化情感态度与价值观的教育发展学生的科学素养力图在教学中营造活跃宽松的学习氛围鼓励学生合作探究为生活如加油站不能接打手机手机与音箱结合播放音乐电磁炉还可以使灯泡发光等其二创造地利用现代化仪器和设备进行实验为教学服务如发光二级管等突破教学难点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应现象是后面变压器学习的基础课堂应把重心放在对自感的教学上但是教材对自感的编写顺序是提出自感的概念演示实验通电自感理论分析理论分析按这样的顺序开展教学虽然条理比较强但不能有效地激发学生探索规律的积极没有学习必备 欢迎下载 圈电流发生变化时，会不会在线圈自身产生感应电动势呢？动势，可以选择以下仪器（干电池、线圈、滑动变阻器、灯泡、开关、导线；）实验探究一：开关闭合瞬间线圈的电磁感应现象 选取一代表作品投影展示；由该学生先叙述其设计思路，再一起讨论并评价其合理性，若不完整大家一起修改并引导设计为实验探究一的电路 展示电路 请一位学生上台演示在老师准备好的演示板上操作，其他学生观察开关闭合瞬间灯泡有何现象 现象：灯泡A1立刻正常发光，灯泡A2逐渐亮起来。提问：为什么 A2比 A1亮得晚一些？(结合以下问题请学生进行分析)开关闭合瞬间：线圈中电流方向向 ；磁场方向向 。线圈中电流大小变 ；磁场强度变 ；磁通量大小变 。线圈中感应磁场方向向 ；感应电流方向向 。引导学生总结：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。实验探究二：开关断开瞬间线圈的电磁感应现象 电流减小时，有感应电动势产生吗？灯泡有何现象？(学生猜想讨论)验证 请一位学生在探究一的电路板上重新演示开关断开时，其他学生观察现象，发现现象不明显 A1 S A2 R E L 海秀设计思想本教学设计以新课程的三维目标为宗旨重视学生的学习过程体现以学生为主体以教师为主导的新型师生关系强化情感态度与价值观的教育发展学生的科学素养力图在教学中营造活跃宽松的学习氛围鼓励学生合作探究为生活如加油站不能接打手机手机与音箱结合播放音乐电磁炉还可以使灯泡发光等其二创造地利用现代化仪器和设备进行实验为教学服务如发光二级管等突破教学难点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应现象是后面变压器学习的基础课堂应把重心放在对自感的教学上但是教材对自感的编写顺序是提出自感的概念演示实验通电自感理论分析理论分析按这样的顺序开展教学虽然条理比较强但不能有效地激发学生探索规律的积极没有学习必备 欢迎下载 为什么观察不到现象？学生猜测：电路中电阻太大，或者线圈太小等的 引导学生改变电路，得到以下电路：学生分组进行实验，根据改进后的电路连接仪器，观察开关断开时的灯泡上有何现象？现象：S 断开瞬间，A 灯突然闪亮一下才熄灭。为什么 A 灯不立刻熄灭？(引导结合以下问题由学生进行分析)开关断开前：线圈中电流方向向 ；磁场方向向 。开关断开瞬间：线圈中电流大小变 ；磁场强度变 ；磁通量大小变 。线圈中感应磁场方向向 ；感应电流方向向 。引导学生总结：当 S 断开瞬间，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。灯 A 为什么会闪亮一下？学生猜测：因为流过 A 的感应电流比灯泡的原电流大。实验探究三：验证开关断开瞬间感应电流方向 感应电流流过灯泡的方向和原电流方向相同吗？学生回答理论分析：方向改变了 利用单向导电的发光二极管来验证开关断开时线圈会产生感应电动势以及感应电流的方向（如下）由一学生上台分操作 其他学生观察发现:开始不加线圈，开关S闭合时，L2发光；断开S瞬间，L2立即熄灭，L1始终不亮；接上线圈后；，开关S闭合时，L2发光；断开S瞬间，L2立即熄灭，L1闪亮一下熄灭。（实验再次验证验证理论分析正确）A E S L 海秀设计思想本教学设计以新课程的三维目标为宗旨重视学生的学习过程体现以学生为主体以教师为主导的新型师生关系强化情感态度与价值观的教育发展学生的科学素养力图在教学中营造活跃宽松的学习氛围鼓励学生合作探究为生活如加油站不能接打手机手机与音箱结合播放音乐电磁炉还可以使灯泡发光等其二创造地利用现代化仪器和设备进行实验为教学服务如发光二级管等突破教学难点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应现象是后面变压器学习的基础课堂应把重心放在对自感的教学上但是教材对自感的编写顺序是提出自感的概念演示实验通电自感理论分析理论分析按这样的顺序开展教学虽然条理比较强但不能有效地激发学生探索规律的积极没有学习必备 欢迎下载 1、含义 由于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;在自感现象中产生的感应电动势。引导学生通过实验探究总结概括 2、分析 在实验探究一（通电自感）中线圈电流增大，自感电动势阻碍电流增大。在实验探究二（断电自感）中线圈电流减小，自感电动势阻碍电流减小。体验活动 学生体验活动 E S L 学生总结：自感电动势总是阻碍线圈原电流的变化。（增反减同）分组体验，在断电自感实验电路中，本组几个学生手牵手由替代灯泡，闭合开关后再断开，学生亲自感受自感的存在，并提问学生看有何感受。3.应用 1、防止：含有电感的电路在断开时会产生电火花，油浸开关防止自感 2、利用：液化气灶、液化气热水器打等 三、自感系数 结合法拉第电磁感应定律，推导出自感电动势的大小：与电流的变化率成正比 IEL t 自感系数L是描述线圈产生自感电动势的能力，与线圈的大小、形状、圈数、有无铁芯有关。单位：亨利（H），毫亨（mH）、微亨（H）提问：法拉第电磁感应定律 提问：L 与生命因数有关？可能与线圈的大小、形状、圈数、有无铁芯有关。四、磁场的能量 S E LELEL 海秀设计思想本教学设计以新课程的三维目标为宗旨重视学生的学习过程体现以学生为主体以教师为主导的新型师生关系强化情感态度与价值观的教育发展学生的科学素养力图在教学中营造活跃宽松的学习氛围鼓励学生合作探究为生活如加油站不能接打手机手机与音箱结合播放音乐电磁炉还可以使灯泡发光等其二创造地利用现代化仪器和设备进行实验为教学服务如发光二级管等突破教学难点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应现象是后面变压器学习的基础课堂应把重心放在对自感的教学上但是教材对自感的编写顺序是提出自感的概念演示实验通电自感理论分析理论分析按这样的顺序开展教学虽然条理比较强但不能有效地激发学生探索规律的积极没有学习必备 欢迎下载 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？我们试从能量的角度加以讨论 学生讨论总结：开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中。开关断开时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。从力学角度看，线圈能够体现电的“惯性”，电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数 【课后拓展】1.利用电磁炉工作时可以让灯泡发光。课后查阅电磁炉的说明书了解其工作原理，并以“无火也能做饭”为主题写篇小文章，并从中体会物理学的成就对社会变革所带来的重要影响。2.作业：问题与练习 课本P25 1,3【课堂小结】1、互感现象 ；2、自感现象；3、自感系数；4,、磁场的能量【板书设计】4.6 互感和自感 1、互感 2、自感 3、自感系数 4,、磁场的能量【教学反思】本节课的课题是互感与自感，按照教材的要求，互感只要求了解，自感是本节课的重点、难点。如何使学生对知识的形成感到水到渠成，这是我在备这节课时的主要出发点。一、实验激发思维，吸引学生注意。为激发学生的兴趣，引入新课时，我设计了将一个手机的音乐通过两个互不相连的线圈从音箱中播出，让实验引发学生的求知欲和探究愿望，积极思考并自然进入主题。二、自主设计实验，诠释思维奥秘 引导学生总结互感含义并过渡到自感，直接进入闭合电键的自感现象的引入，会在学生的思维中出现断裂。为了解决这个问题，我给出干电池、滑动变阻器、线圈、灯泡、开关、导线，引导学生自己设计自感的电路。展示点评讨论修改，进而探究通电自感，学生操作实验，引导学生观察并解释现象。对比断电自感，学生分组探究，得出结论。为了验证断电自感电流的方向，再以二极管的单向导电性，让实验消除心中的疑云。对于自感的防止，我设计了“学生亲自体验自感”实验。在这些实验中，学生全程参与实验设计、实验操作和现象观察，理解起来更加自然而深刻，使学生对知识的理解能力得到提高，锻炼了学生科学探究的思维和能力。这也是我整个这节课的亮点，始终以学生为主，学生自己设计电路，自己操作探究，自己分析总结充分调动了学生的积极性。三、努力发现问题，为教学提升打下基础。从课堂的实施过程来看，我发现以下几个问题值得注意：1.在本次的上课中，学生探究、参与比多，时间难以控制；2.语言总不够精炼，有时候过于啰嗦了；3.在磁场能量这个环节的处理上功夫下的仍然不够。从当堂效果看，学生不易想到磁场是具有能量的。当然，问题肯定还有很多，需要我不断的学习、摸索和请教，从而更快的提升自己。海秀设计思想本教学设计以新课程的三维目标为宗旨重视学生的学习过程体现以学生为主体以教师为主导的新型师生关系强化情感态度与价值观的教育发展学生的科学素养力图在教学中营造活跃宽松的学习氛围鼓励学生合作探究为生活如加油站不能接打手机手机与音箱结合播放音乐电磁炉还可以使灯泡发光等其二创造地利用现代化仪器和设备进行实验为教学服务如发光二级管等突破教学难点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应现象是后面变压器学习的基础课堂应把重心放在对自感的教学上但是教材对自感的编写顺序是提出自感的概念演示实验通电自感理论分析理论分析按这样的顺序开展教学虽然条理比较强但不能有效地激发学生探索规律的积极没有学习必备 欢迎下载 这节课后，我总结自己的可取和不足之处时进一步的体会到，学生一直是课堂的主体，我们的课堂因为他们而精彩或黯淡。为了学生也是为了我们自己专业成长，这需要我们教师一生的追求。2012 年 10 月 16 日 海秀设计思想本教学设计以新课程的三维目标为宗旨重视学生的学习过程体现以学生为主体以教师为主导的新型师生关系强化情感态度与价值观的教育发展学生的科学素养力图在教学中营造活跃宽松的学习氛围鼓励学生合作探究为生活如加油站不能接打手机手机与音箱结合播放音乐电磁炉还可以使灯泡发光等其二创造地利用现代化仪器和设备进行实验为教学服务如发光二级管等突破教学难点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应现象是后面变压器学习的基础课堂应把重心放在对自感的教学上但是教材对自感的编写顺序是提出自感的概念演示实验通电自感理论分析理论分析按这样的顺序开展教学虽然条理比较强但不能有效地激发学生探索规律的积极没有