邱学华尝试教学法
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高中物理“自感”的教学设计

原载于<邱学华尝试在线>
山东省齐河县第一中学 张著军

【教学目标】

    1、 知道什么是自感现象和产生自感现象的原因。

    2、 能利用电磁感应规律分析出自感电动势的方向,说出自感电动势的定义,理解自感电动势的大小与哪些因素有关。

    3、 说出自感系数的含义,写出它的单位,说出决定自感系数的因素。

    4、 知道自感现象的利、弊极其利用和防止。

  【教 具】自感现象演示仪、线圈、电源、导线等。

  【教学过程】

   一、 准备练习

    1、产生感应电流的条件是什么?感应电动势的大小跟什么有关?

    2、如图1所示,L中有无感应电流?为什么? 图1 图2

    3、如图2所示,K断开或闭合时,L1中有无感应电流?L2中呢?

     (L2中有无 感应电流?这类问题就是本课研究的电磁感应中的特殊情况--"自感现象",板书本节标题。)

   二、学习新课

   出示尝试题后,先让学生自学课本;然后边做尝试题边做实验,引导学生分析、观察、讨论、总结。把"做尝试题、学生讨论、教师讲解"融合在一起。

     (尝试练习一)(学习新课)

   1、 图3所示的电路,合上K后, 通过调节,使两个规格相同的灯泡都 图3 正常发光,然后断开K,再接通电路时,

     (1)A1、A2将会出现什么现象?试说明原因。

     (说明:首先请同学们分析、回答,然后做演示实验验证结论是否正确;并得出正确结论:A2立即正常发光,A1却逐渐亮起来。说明原因。)

     (2)接通电路和瞬间线圈L上的 自感电动势的方向如何?(说明:要 求学生用法拉弟电磁感应定律和楞次 定律做出分析、判断。) 图4

   2、如图4所示、已知线圈L的直流电阻RL远小于灯A的电阻RA,且线圈的自感很强,接通K灯A正常发光后,请分析:

    (1)K断开后,灯A出现什么现象?为什么?

    (说明:首先请同学们分析、回答,然后做演示实验验证结论是否正确;并得出正确结论:K断开后,A并不立即熄灭,而是突然亮一下才熄灭。并说明原因。)

    (2)K断开的瞬间线圈L上的自感电动势的方向如何?由此判断K断开后流过灯A的电流的方向怎样?

   3、由上面的两个实例,请同学们总结:

    (1)当导体中的电流发生变化时,导体本身能否产生感应电动势? 说明:学生回答后得到正确结论,然后给出自感现象和自感电动势的概念。

    (2)自感电动势的效果怎样?

    (要求回答:它总是阻碍导体中原来电流的变化。可据此判断自感电动势[或电流]的方向;需要引导学生认清的是:产生自感电动势的"线圈部分"相当于电源,其电流方向由负极流向正极。)

    (3)自感电动势的大小跟什么有关呢?

    (要求回答:跟线圈中I变化的快慢有关,还与线圈本身的因素有关。由此引出自感系数L)

    (4)引出自感系数L后,请同学说明L与哪些因素有关,关系如何?你可以怎样改变线圈的自感系数?然后说明自感的单位及换算关系。

   4、自感现象有广泛的应用,请举一实例(镇流器),自感现象也有不利的一面,请举一实例(大型电动机的定子绕组在切断电路瞬间)

   5、实验操作,"触摸自感电压":在图示4所示电路中,取下灯泡,在该支路中引出两根导线,如图5示,请同学们用肥皂水将两手湿润,一位同学两手紧握导线,另一位同学将K闭合,待稳定后,突然把电键关打开,手持导线的同学会明显体验到电击的感觉。

   说明:电击同学的这个较高的电压 显然是线圈L产生的自感电压,这个实 验很安全,同时又使同学们确实感觉到 自感电压的存在,能引起学生很大的学 习兴致,是教师精心设计的一个很好的实验。 图5

  三、巩固练习

   1、关于自感现象,正确的说法是:( )
     A、线圈中产生的自感电动势较大时,其自感系数民一定较大。
     B、对于同一线圈,当电流变化较快时,线圈中的自感系数一定较大。
     C、对于同一线圈,当电流变化较大时,线圈中的自感电动势一定大。
     D、对于同一线圈,当电流变化较快时,线圈中的自感电动势一定较大。

   2、 在如图6所示的电路中,S1和S2是 两个完全相同的灯泡,L是自感系数相当大 的线圈,R为电阻,在开关K由闭合到断开 时,S1、S2哪个先灭? 图6

  四、课堂小节(略)

  [评议]:"自感现象"是"法拉弟电磁感应定律、楞次定律"的下位学习内容。本节课运用尝试教学的方法和程序,先用尝试问题引导学生自学课本,然后本着"先试后导,先练后讲"的原则,首先让学生试着分析实验中可能发生的现象,然后观察实验现象以验证(或矫正)自己的分析预测是否正确,引发学生讨论,老师参与到学生的讨论之中,通过解答"尝试练习一"中的问题,逐步掌握通电自感、断电自感、自感电动势产生的原因、自感电动势的大小、方向、以及表征线圈自身特性的自感系数"等问题分析清楚。在此过程中,培养了学生的自学、分析、观察、表述能力。特别是最后的"触摸电压"实验,使学生的参与意识空前高涨,是对学生"敢于尝试"一种鼓励。

    

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