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自感的教學(xué)設(shè)計(jì)
自感的教學(xué)設(shè)計(jì)
知識目標(biāo)
1、了解自感現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因；
2、理解自感電動(dòng)勢的作用；
3、知道自感系數(shù)是表示線圈本身特征的物理量，知道它的單位；
4、通過分析理解在自感現(xiàn)象中能量形式的轉(zhuǎn)化情況，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)電磁振蕩打下基礎(chǔ)．
能力目標(biāo)
1、引導(dǎo)學(xué)生從事物的共性中發(fā)掘新的個(gè)性，從發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件和有關(guān)電磁感應(yīng)的規(guī)律，提出自感現(xiàn)象，并推出關(guān)于自感的規(guī)律
2、會用自感知識分析、解決一些簡單問題，并了解自感現(xiàn)象的利弊以及對它們的防止和利用。
情感目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力，通過對已學(xué)知識的理解實(shí)現(xiàn)知識的自我更新以適應(yīng)社會對人才的要求．
教學(xué)建議
教材分析
自感現(xiàn)象是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象——由于導(dǎo)體本身的電流的變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，所謂“自感”，簡單地說，就是線圈自身電流發(fā)生變化時(shí)，線圈本身就感應(yīng)出感應(yīng)電動(dòng)勢（若電路閉合，就會產(chǎn)生感應(yīng)電流）．這個(gè)自感電動(dòng)勢總是阻礙原電流的變化，在教學(xué)中，要使學(xué)生明白自感現(xiàn)象的規(guī)律都符合電磁感應(yīng)現(xiàn)象的一般規(guī)律．
本教材通過兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)對學(xué)生認(rèn)識自感現(xiàn)象非常重要，教學(xué)中必須要設(shè)法做好這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，做好實(shí)驗(yàn)，效果非常明顯，做好兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)、對兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的結(jié)果認(rèn)真地分析，是突破教材難點(diǎn)、掌握好本節(jié)內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)．關(guān)于演示實(shí)驗(yàn)，我認(rèn)為還是采用課本中的傳統(tǒng)的演示方法為好．這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的電路簡單，現(xiàn)象明顯，給學(xué)生的印象深刻，容易引起興趣和激發(fā)思維的矛盾．只要引導(dǎo)得法，把它當(dāng)成“探索型”實(shí)驗(yàn)來使用，可以有效地促進(jìn)邏輯思維能力的發(fā)展．
這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說明以下兩個(gè)問題：一是：導(dǎo)體本身電流變化，引起磁通量的變化，這是產(chǎn)生自感現(xiàn)象的原因；二是：自感電動(dòng)勢的作用是阻礙電流變化，即電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢阻礙電流增大；當(dāng)電流減小時(shí)，阻礙電流減小，總是起著推遲電流變化的作用．在教學(xué)中，建議教師給學(xué)生強(qiáng)調(diào)：分析自感現(xiàn)象，關(guān)鍵是分清電流的變化，確定自感電動(dòng)勢的方向以及怎樣阻礙電流的變化．
另外，教材還介紹了一個(gè)新物理量——自感系數(shù)．教材是先做演示實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，然后對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，使學(xué)生了解自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因和理解自感電動(dòng)勢的作用的。
教法建議
自感現(xiàn)象非常普遍，只要電路中的電流發(fā)生變化，都會有程度不同的自感現(xiàn)象發(fā)生．我們需要利用自感電動(dòng)勢時(shí)可以設(shè)法增大自感系數(shù)，反之則減小自感系數(shù)．課本從利、害兩方面舉了不同的例子，以利于學(xué)生全面認(rèn)識問題．
對于基礎(chǔ)比較好的學(xué)生，為了使學(xué)生對自感現(xiàn)象有比較正確的認(rèn)識，在教學(xué)中不能作深入探討的情況下，教師可以向?qū)W生定性地交待以下幾個(gè)問題：
1、通電時(shí)產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢的最大值等于外加電源的電動(dòng)勢（或外加電壓），因此通電時(shí)的自感現(xiàn)象只能延緩電流的增大，而不會完全阻止電流的增加，更不會產(chǎn)生相反方向的電流；斷電時(shí)產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢的最大值可以大于外加電源的電動(dòng)勢（或外加電壓）；
2、一般情況下，自感電動(dòng)勢的平均值（或瞬時(shí)值）與線圈的自感系數(shù)無關(guān)；
3、電流的變化率不是決定于閉合或者斷開開關(guān)的快慢，而是決定于電路的參數(shù)
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
教學(xué)重點(diǎn)：通過對兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的分析，使學(xué)生掌握自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因、自感電動(dòng)勢的作用．
教學(xué)難點(diǎn)：自感電動(dòng)勢的作用．
教學(xué)用具：演示自感現(xiàn)象的示教板（有鐵心的大線圈、滑線變阻器、小燈泡、電池組、電鍵）
教學(xué)過程：
�。ㄒ唬�、自感現(xiàn)象：
1、提出問題：
發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的條件是什么？怎樣得到這種條件？如果通過線圈本身的電流有變化，使它里面的磁通量改變，能不能產(chǎn)生電動(dòng)勢？
2、演示實(shí)驗(yàn)：
�。�1）用圖1電路作演示實(shí)驗(yàn)．
和 是規(guī)格相同的兩個(gè)燈泡.合上開關(guān) ，調(diào)節(jié) ，使 和 亮度相同，再調(diào)節(jié) ，使 和 正常發(fā)光，然后打開 再合上開關(guān) 的瞬間，問同學(xué)們看到了什么?（實(shí)驗(yàn)要反復(fù)幾次）
可以觀察到： 比 亮得多．
�。�2）用圖2電路作演示實(shí)驗(yàn)．
合上開關(guān) ，調(diào)節(jié) 使 正常發(fā)光.打開 的瞬間，問同學(xué)們看到了什么？(實(shí)驗(yàn)要反復(fù)幾次)
可以觀察到： 在熄滅前閃亮一下．
[啟發(fā)講解] 當(dāng)通過螺線管中電流變化時(shí)，螺線管中也能產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象與我們前面學(xué)過的電磁感應(yīng)現(xiàn)象有所不同，這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于通過導(dǎo)體自身的電流變化引起磁通量的變化．這種現(xiàn)象就稱為自感現(xiàn)象。
分析討論: 實(shí)驗(yàn)（1）和實(shí)驗(yàn)（2）中的兩種現(xiàn)象：
小結(jié)：
當(dāng)導(dǎo)體中的電流發(fā)生變化時(shí),導(dǎo)體本身就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，這個(gè)電動(dòng)勢總是阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化．這種由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫做自感現(xiàn)象，自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢,叫做自感電動(dòng)勢．
注意：對“阻礙”的理解．
[小結(jié)講解] 阻礙的含義：當(dāng)通過螺線管中原來的電流 增大時(shí)，螺線管中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢阻礙 變大；當(dāng)通過螺線管中原來的電流 減小時(shí)，螺線管中產(chǎn)生的自感電動(dòng)阻礙 減�。�
（1）導(dǎo)體中原電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢阻礙它增大．
（2）導(dǎo)體中原電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢阻礙它減小．
�。ǘ�、自感系數(shù)：
[設(shè)問]自感電動(dòng)勢是一種感應(yīng)電動(dòng)勢，它的大小也與磁通量的變化快慢有關(guān)．在發(fā)生自感現(xiàn)象時(shí)，導(dǎo)體中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢與哪個(gè)因素有關(guān)？
（感應(yīng)電動(dòng)勢大小與穿過閉合電路的磁通量變化快慢有關(guān)）
指出：自感電動(dòng)勢的大小與其他感應(yīng)電動(dòng)勢一樣跟穿過線圈的磁通量變化的快慢有關(guān)系，線圈的磁場是由電流產(chǎn)生的，所以穿過線圈的磁通量變化的快慢跟電流變化快慢有關(guān)系．
對同一個(gè)線圈：電流變化越快，穿過線圈的磁通量變化也就越快，線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢就越大．
對不同的線圈：電流變化快慢相同的情況下，產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢是不相同的．
即： 與線圈本身的特性有關(guān)——用自感系數(shù) 來表示線圈的這種特性．
說明：
(1)決定線圈自感系數(shù)的因素：線圈的形狀、長短、匝數(shù)、線圈中是否有鐵芯．線圈越粗,越長,匝數(shù)越密,它的自感系數(shù)就越大,另外有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時(shí)大得多.
�。�2）自感系數(shù)的單位：亨利，簡稱亨（H）——如果通電線圈的電流在1秒內(nèi)改變1安時(shí)產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢是1伏，這個(gè)線圈的自感系數(shù)就是1亨．
�。ㄈ⒆愿鞋F(xiàn)象的應(yīng)用：
說明自感現(xiàn)象廣泛存在．凡是有導(dǎo)線、線圈的設(shè)備中，只要有電流變化都有自感現(xiàn)象存在，因此要充分考慮自感和利用自感．
引導(dǎo)學(xué)生看書
小結(jié)：本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：是由于通過導(dǎo)體本身電流的變化，自感電動(dòng)勢的作用：阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化、自感系數(shù)的決定因素和單位．
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