物理课有趣吗（你们在物理课堂上玩过吗）

教学设计：4.6互感与自感，今天小编就来聊一聊关于物理课有趣吗?接下来我们就一起去研究一下吧!

物理课有趣吗

教学设计：4.6互感与自感

一．教学目标

1. 通过实验，了解互感现象和自感现象，以及对它们的利用和防止；

2. 能够通过电磁感应的有关规律分析通电、断电时自感现象的成因，以及磁场的能量转化问题；

3. 了解自感电动势的计算时，知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道他的单位；

4. 认识互感和自感是电磁感应现象的特例，感悟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。

二．教学重难点

重点：1.知道互感和自感是电磁感应现象的特例；

2. 知道互感和自感现象在生活中的应用和防护；

3. 知道通电自感和断电自感的现象；

难点：1.对自感规律的认识；

2.确定自感电动势的方向；

三．教学准备

声源和播放器通过互感实验播放音乐（互感激趣实验）、千人镇（自感激趣实验）、互感实验、自感实验、传感器实验、通过实验比较L大小

四．教学过程

（一）激趣引入——互感

1.播放音乐

展示：给学生展示与线圈连接的音响

提问：这边是与手机连接的原线圈，这边是与音响连接的副线圈，现在我打开播放器开始播放音乐，大家有听到声音吗？

动作：慢慢讲线圈靠近原线圈，声音响了起来。

提问：电脑作为播放器和音响没有直接连在一起，为什么音响中会出现音乐呢？结合本章学习过的知识，来谈谈你们的看法。

请学生说一说

学生：播放器中变化的电流产生变化的磁场，而变化的磁场让与扩音器相连的线圈中产生感应电动势，从而使扩音器发出了声音。

2. 互感

1）概念：当一个线圈中电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象我们称为互感。

2）应用

互感应用在我们生活的方方面面：

电磁炉:有生活经验的都知道，电磁炉要配金属锅使用，原理是什么呢？电磁炉内部有一个线圈，给线圈通上变化的电流，在周围的空间中就会产生变化的磁场，在附近的导体上就会产生感应电动势，利用电流的热效应，通过热传导，将热量传递给实物；

变压器：这是我们日常生活中经常看到的高压输电线，这是生活区的变电所，高压电通过变电所里的变压器进行降压，变压器的结构如图所示；

无线充电技术：我的手机本身没有无线充电的功能，我想体验这个功能怎么办呢，可以装一个无线接收装置，主要结构是一个线圈；把它放在两一个线圈附近，就可以实现充电；

当然，互感在生活中的应用还有很多,今后在生活中大家可以再去发现。

（二）体验式探究——自感

1. 千人镇

邀请：下面请5位同学一起跟老师来完成一个实验。

实验：请这5位同学手拉手面朝大家，最左边的同学的手握住正极，最右边的同学的手握住负极。现在这五位同学按图中所示，接在了电路中。实验过程中用的是1节干电池，非常安全，所以大家完全可以放心。

提问：下面我闭合开关，有电流流过你的身体吗？询问每一位同学，发现他们都没有感觉，从而让他们放松警惕；

实验：现在我断开开关；

学生：突然松开手，并从地上跳了起来；

提问：你刚刚是怎么了？

学生：被电击到了。

感谢这几位同学的参与，也请大家平复下心情。

提问：为什么一节小小的干电池会让同学们产生触电的感觉呢？

2. 通电自感

1）提问：电路中只有一个线圈，不存在互感现象，线圈内部的磁通量变化是否会在自身产生感应电流或电动势呢？

猜想：应该会。

提问：支撑大家的依据是什么？

学生：只有在断电的一瞬间才出现强大的电刺激的感觉，此时电流变化才出现此现象。

2）设计电路图

老师设计了以下几个电路，你会利用哪个电路来探究自感现象的存在呢？

与线圈A2相连的是线圈

3）电路结构分析

让学生说一说原因

思考：为什么要设计两条支路呢？

滑动变阻器的功能是什么？

对小灯泡的规格有什么要求呢？

学生：1.两条支路的目的——为了比较；

2.滑动变阻器的目的——控制两支电路中电阻相等；

3.小灯泡规格一致；

4）实验验证和分析

A.通电分析

参照大家的选择，组装好了电路，下面我们一起来看看实验现象。

提问：看到了什么现象？这个现象说明了什么？（一定一定要让学生回答）根据电磁感应的原理，说说具体怎么产生呢？就ppt呈现出过程

分析：A2慢慢变亮，说明A2延迟发亮与线圈有关。根据电磁感应原理，当电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量也逐渐增加，L中产生的感应电流方向与原来的电流方向相反，阻碍L中电流的增加，所以我们看到A2是缓缓变亮的。

B.恒定电流分析

当电路稳定之后，现象是什么？原因又是什么呢？

电路中的电流不再发生变化，线圈中的磁通量不再改变，所以灯泡亮度就不再改变了。

小结：感应电流的作用——阻止电路中电流的增大；效果——延缓变亮；

5）概念：

产生感应电流的本质是产生了感应电动势。我们把当线圈中磁通量的变化，会在自身产生感应电动势的现象称为自感。产生的电动势又叫自感电动势。

3. 断电

1）电路结构分析

既然通电过程会产生感应电动势，那么在开关断开的瞬间呢？我重新设计了一个新的实验，大家请看。

思考：1.为什么有三条支路；

2.为什么有两个灯泡？灯泡的规格有什么要求？

3.滑动变阻器的功能是什么呢？调节支路电阻小于灯泡？

4.这是一个联动开关，联动开关的作用是什么？同时断开，比较两个灯泡的放光情况。

2）实验、分析现象

现在我把开关断开，请大家预测下可能会看到什么现象？

学生：说一说

实验：断开开关

提问：刚刚在电路断开的瞬间，你们看到了什么？根据电磁感应的原理来解释刚刚出现的现象。

学生：断电瞬间，B直接变暗，A突然变亮，然后慢慢变暗；

产生了电动势。

思考1：为什么断开开关后，A灯泡中还有电流通过呢？（有电动势）

学生：1.线圈、滑动变阻器、A灯泡构成了一个新的回路。

2.线圈上产生了自感电动势，我们把这种现象称为断电自感。

3.自感电动势的作用是什么？延缓电流的变化。在断电自感中，是阻止电流的变小。

思考2：断开开关后，电流是沿什么方向通过A灯泡的呢？（自感电动势的方向）

让学生根据感应电动势的方向判断判断出。（给出图片）

学生：从左往右

追问：为什么？

分析：判断断电后，电流的方向，就是判断自感电动势的方向。自感电动势的方向判断满足楞次定律“增反减同”的原则。板书：I →φ →减同→自感电动势方向（在图中标出）

思考3.为什么灯泡会突然变亮呢？（电路中电流方向）

分析：开关断开后，线圈和小灯泡A构成了一个新的回路。断开瞬间，改由线圈给A提供电流，然后慢慢变小。那电流是从哪里开始变小的呢？就是从通过原线圈L的电流开始慢慢减小的，也就是说啊，在开关闭合时，通过L的电流是比小灯泡大的。以至于在断开瞬间，通过A的电流突然变大。

4. 小结

提问：到这里为止，大家觉得我们这节课学习了哪些内容？

1）知道了自感现象的存在；

2）会判断自感电动势的方向——增反减同；

3）知道了自感电动势会产生的效果——延缓。“延缓”类似于力学中的“惯性”，物体具有保持原状的特性，线圈中的电流也有类似的态度——具有维持原状的特性——这个特性通过自感电动势体现出来。

5. 自感电动势的大小

提问：自感电动势大小又跟什么因素有关系呢？

引导：我们来了解一下自感电动势的定义式

对公式的说明：

1）L是自感系数，只跟线圈本身有关，与本身的大小、匝数、形状、是否有铁芯有关。

通过音响的实验，有铁芯声音更响，说明L更大；匝数越多，L也是更大的。单位:亨利

2）是指电流的变化率，跟电流的变化快慢有关。

6. 解释千人镇的实验

1）解释现象

思考：下面我们要好好思考下前面的游戏体验，为什么在开关闭合瞬间，大家没有反应，而在开关断开的瞬间，大家确有被点到的感觉呢？

学生来说一说：闭合时，电阻大，电流小，没反应；断开后，线圈和人构成了回路，此时的电流从原电流开始慢慢减小，所以经过人的电流突然变很大，因此就有了大家刺激的体验。

2）从能量角度解释通电自感和断电自感

思考：1.断开开关后，电路中的能量是从何而来呢？

学生：线圈作为电源，释放能量。

2.为什么线圈中有能量呢？

学生：在开关闭合的时候，给线圈通上了电流，有了磁场，就储存了能量。

6）整理自感电动势的产生过程

线圈电流变化→线圈内部磁场变化→磁通量变化→自感电动势

7）自感电动势的方向

通电自感：原电流增加→感应电流与原电流方向相反

断电自感：原电流减小→感应电流与原电流方向相同

总之，感应电流方向，总是阻碍电路中原电流的变化，阻碍的规律是“增反减同”

“增”：原电流增；“反”原电流与感应电流方向相反；

“减”：原电流减；“同”原电流与感应电流方向相同。感应电流方向就是自感电动势的方向

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