1.7自感现象及其应用教案(粤教版)

1.7自感现象及其应用

一、教材分析：

自感现象是一种特殊的电磁感应现象，教材通过实验探究，使学生明白自感现象的规律都符合电磁感应现象的一般规律。导体本身的电流变化，引起磁通量变化，这是产生自感现象的原因；而根据楞次定律，自感电动势的作用是阻碍电流变化，即当电流增大时，自感电动势阻碍电流增大，当电流减小时，自感电动势阻碍电流减小。

然后教材通过讨论与交流，利用类比，电磁感应产生的感应电动势与磁通量的变化率成正比，那么自感电动势与什么因素有关？能启迪学生思考，然后通过实验探究，要让学生自己动手，并把实验现象观察结果填写在表格中，从而引出自感系数。

日光灯是常用的设备。课本介绍了日光灯的结构和发光特点，然后通过“观察与思考”栏目，让学生搞清楚日光灯的工作原理，并总结镇流器所起的作用。并在书末简单提出了电子镇流器及新型灯具，引导学生进一步收集资料、自行探究。

二、教学目标

（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。

三、教学重点

1．自感现象。2．自感系数。

四、教学难点

分析自感现象。

五、教学方法

通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验

六、教学用具：

自感现象示教板，CAI课件。

七、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），A 1、A 2是规格完全一样的灯泡。闭合电键S ，调节变阻器R ，使A 1、A 2亮度相同，再调节R 1，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A 2立刻正常发光，跟线圈L 串联的灯泡A 1逐渐亮起来。 教师：为什么A 1比A 2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。

教师：为什么A 灯不立刻熄灭？

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：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.

（师生共同活动：总结上述两个实验得出结论）

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。

教师：自感现象有其有利的一面，也有其有害的一面。请同学们课下查阅资料，举出自感

现象在电工技术和电子技术中有哪些应用，又有哪些需要避免的实例。

2．自感系数

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。

学生：阅读教材。

教师：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。

学生：自感电动势的大小与线圈中电流的变化率t I ∆∆成正比，与线圈的自感系数L 成正比。写成公式为

E =L t

I ∆∆

教师：电流的变化率是什么？ 学生：与磁通量的变化率t ∆∆Φ相似，电流的变化率反映电流变化的快慢，其值等于电流的变化与所用时间的比值。

教师：什么叫自感系数呢？

学生：自感系数是用来表示线圈的自感特性的物理量。

教师：线圈的自感系数与哪些因素有关？

学生：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。

教师：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。

教师：自感系数的单位是什么？

学生：亨利，符号H ，更小的单位有毫亨（mH ）、微亨（μH ）

1H=103 mH 1H=106μH

3．自感现象的防止及应用：

日光灯原理（应用）

日光灯的构造

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。

4．磁场的能量

教师：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。

教师指出：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：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？