沪科版选修32 3.1自感现象与日光灯 教案.doc

教学设计课 题自感现象与日光灯授课人课时安排2课型新授课授课时间4.5课标依据（1）通过实验，了解自感现象和涡流现象。举例说明自感现象和涡流现象在生活中和生产中的应用。教材分析本节内容是“电磁感应”章的重要组成部分，它使学生在掌握电磁感应现象的规律后，进一步认识一种特殊的、普遍存在的电磁感应现象自感现象，并应用电磁感应知识解释有关的实际问题。所以本节在电磁感应一章的教学中，既有承上启下的功能，又有延伸的作用。学情分析已经学完本章的前4节，知道了电磁感应现象产生的条件，了解了楞次定律“阻碍”的含义，并能用法拉第电磁感应定律进行简单的计算。对学生相对来说，基础能力较差，缺乏一定的接受能力、一定的观察总结能力和知识综合应用能力。同时没有仔细观察过日光灯的结构和工作情况。高二理 （1）、艺体班对感应电流的产生、楞次定律都有了基本了解，也能做到熟练运用，但是速度较慢。同时设计到电路部分，都或多多少的存在一些困难。其中理（1）班学生成绩较好，但是对自感本质的分析，还需要教师的引导和讲解。而高二艺体班基础差，更多的都是教师讲解，学生能够跟上思路，能够理解重难点就行。三维学目标知识与能力1、知道什么是自感现象和自感电动势；2、知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量；3、了解并能解释自感在现实生活中的一些实际应用；4、知道目光灯管在点亮和正常发光时对电压、电流的要求。过程与方法学生在教师引导下，体会并运用观察、实验、分析、综合的 学研究方法，提高学生分析问题的能力和运用物理知识解决实际问题的能力。情感态度与价值观1、使学生感受物理 于生活，激发学生学习 学的欲望；2、乐于参与知识的探究过程；3、培养学生全面认识和对待事物的 学态度。 教学 重难 学 点教学重点：自感规律、自感现象的应用与防治教学难点：自感现象的产生、日光灯工作原理及各部件的作用教法与学法教法：探究式 讨论法 学法：讲练结合法 教学资源多媒体 视频 教学过程设计 师生活动设计意图 批注 一、复习提问师：我们前面学习了几种电磁感应现象，如磁铁向线圈中插入或从线圈中拔出，闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动等。在这些现象中，都产生了感应电动势。同学们还记得产生感应电动势的条件是什么吗？生：（回答要点）穿过回路的磁通量发生变化。师：对，不论采用什么方式，只要能使穿过电路的磁通量发生变化，均能产生感应电动势。 （为引出自感打下基础） 那么，产生感应电动势条件的最简单表达式是什么？生：（回答要点）师：根据法拉第电磁感应定律，电路中的感应电动势如何计算？生： -师：很好，那么我们下面来做一个实验。二、新课引入1、揭示现象，提出问题（1）介绍实验器材按图1所示的“千人震”电路图，出示其中各元件，说明：e是由四节一号干电池串联组成的6v直流电源，l为带闭合铁芯的线圈，拆开铁芯，取出线圈，让学生了解l的结构，在黑板上画出l的示意图（图2），对照示意图强调：线圈有电流通过，线圈周围存在磁场，穿过线圈的磁通量不为零。线圈中的电流如果变化，线圈周围的磁场也随之变化，必将引起线圈的磁通量发生变化。 电键k是由两根导线的裸露铜线构成的。两根导线的端部剥去12cm长的绝缘皮，用两只手的拇指和食指捏住裸露铜线，以余下铜线的搭接或分开，作为电键的接通或断开。（2）进行实验 按图1连接好电路。第一步：随意指定一位学生甲（最好是女同学）上台，甲用两只手分别接触l线圈的两端，询问学生是否有触电的感觉。生：无触电感觉。师：36v以下的电压对人体是安全的。第二步：要求同学甲迅速将电键k断开。同学甲会有强烈的触电感觉。从该学生的表情和动作，其余的学生也会注意到这一点。随后，可以再挑两位胆大的男同学来重复甲的实验，也会有强烈的触电感觉。师：实验说明什么？生：图1电路中电键k从接通到断开瞬间，a、b之间产生了很高的电压。师：这就是我们这节课要研究的课题自感（3）提出问题师：这个高电压从何而来？2、分析现象，建立概念（1）研讨：组织学生讨论，引导学生运用已学过的电磁感应现象的规律分析现象，提出自己对实验现象的解释。（2）研讨小结：（引导学生自己作出）在图1所示的电路中，当电键k搭接后，线圈中存在稳定的电流i，线圈内部铁芯中存在磁场，线圈有磁通量。在电键k断开瞬间，在很短的时间内，穿过线圈的磁通量也迅速的从减小到零，根据法拉第电磁感应定律可知，产生了一个很大的感应电动势，此时线圈相当于一个电压很大的电源，这就是引起实验同学强烈触电感觉的高压的 。（3）建立概念：师：上述现象属于一种特殊的电磁感应现象，其中穿过线圈磁通量的变化是由于通过线圈自身的电流的变化而引起的。这种由于线圈自身电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。在自感现象中产生的电动势叫做自感电动势。演示：高压线圈电警棍如图3所示图3（4）演示现象，强化概念按照图4演示电路板，（r、r1均为010的滑动变阻器，a1、a2均为3.8v的小灯泡，k为电键。先对电路进行调节：合上电键k，调节变阻器r的电阻，使灯泡a1、a2亮度相同。在调节变阻器r1的电阻使两个灯泡都正常发光，然后断开电键k。师：接通电键k，你们观察到了什么现象？生：a2灯立即正常发光，a1灯逐渐亮起来。师：为什么会出现这种现象呢？生：（思考、讨论后得出）接通电路瞬间，电路中的电流增大，穿过线圈l的磁通量也随之增加，线圈中必定会产生自感电动势。这个自感电动势是阻碍线圈中电流变化的。所以通过a1的电流只能逐渐增大，a1也只能逐渐亮起来。师：由此可见，在自感现象中既可能是由于线圈本身的电流增加，也可能是由于线圈本身的电流减小，其关键在于引起穿过电路的磁通量发生了变化。（5）应用规律，开拓创新 如图5所示，电键k是闭合的。师：断开k，会有什么现象？说明原因。生：（回答要点）电路断开通过线圈的电流突然减少穿过线圈 的磁通量很快减少线圈中产生自感电动势，线圈相当于电源，对灯泡供电灯泡逐渐熄灭 （关于闪亮的问题，可以下一节课再讲）3、综合因素，讲授规律讲授： 自感现象既然是一种电磁感应现象，它就可以用法拉第电磁感应定律来计算。 另外，磁通量，而又跟产生磁场的电流成正比，所以 l的单位是亨利，简称亨，符号是h，亨利这个单位比较大，常用的还有毫亨（mh）和微亨（h），4、联系实际，分析问题（1）有利应用：日光灯镇流器师：简述日光灯电路图（如图6所示），说明它主要由灯管、镇流器和启动器组成。 （出示日光灯管实物）日光灯管的两端各有一个灯丝，灯管内充有微量的惰性气体和稀薄的汞蒸气，灯管内壁上涂有荧光粉。在高压激发下，两个灯丝之间的气体会发出紫外线，打在荧光粉上，会发出我们所看到的乳白色的光。图6 镇流器是一个自感系数很大的线圈。（在实物投影仪上展出剥去外壳的启动器）启动器是一个充有氖气的小玻璃泡，里面有两个电极，分别连接u形触片和静触片。日光灯管要想发光，必须有一个比220v高的多的瞬时高压，而正常工作时，需要的电压又比220v低很多，那如何获得顺时高压呢？演示发光过程，说明自感电动势的作用。整个演示由具体到抽象，分四个阶段来进行。第一阶段：演示一：正常电路演示二：学生演示事先录制的视频小片段。（引导学生观察、总结出以下现象）接通日光灯的电源开关后，可以看到启动器发出桔红色的光，随后，启动器熄灭，不再发光（断开），在启动器熄灭的瞬间，日光灯发光。师：（提出问题）灯管开始发光所需要的瞬间高压怎么产生的？第二阶段： 在电路板镇流器的位置换成一个定值电阻。生：观察到启动器不断的亮（通）、灭（断），日光灯并不发光。（设计意图：对比强烈，引导学生思考镇流器在电路中的作用。）师：现在通过这个对比实验，回答问题。生：断电瞬间镇流器上产生很高的自感电动势，这一自感电动势加在灯管两端，满足了灯管发光所需要的瞬时高压。而定值电阻起不到这个作用。第三阶段：在电路板启动器的位置上，换装一个手动电键。手动电键接通510秒钟，此时可以看到灯管两端灯丝发黄光，说明电路中（包扩镇流器）有电流通过。随后断开电键，灯管发光。师：思考启动器在电路中的作用？生：启动器在电路中所起的作用就是一个自动开关，（人类创造性的伟大，实现了自动化控制），在它接通（发光）到断开（熄灭）瞬间，镇流器上产生一个很高的瞬间自感电动势，导致日光灯开始发光。第四阶段：日光灯正常发光后，在镇流器上并联一个定值电阻，当断开镇流器后，日光灯管仍然发光。师：提问：灯管正常工作时，镇流器所起的作用是什么？生：日光灯正常发光后，电流回路为：电源镇流器灯管电源。里面通的是交流电，因此线圈中始终产生一个自感电动势，来阻碍电流的变化。这样镇流器就起到了降压限流的作用，保证日光灯正常工作。同时可以为线圈和电阻对交流电的阻碍作用埋下伏笔。（2）危害防治：双线绕法师：根据图1实验我们还可以得知，自感现象在有些时候会危及人的安全，这就要求我们来防治它，如何做到呢？如图7所示，谁能解释一下呢？生：线圈一去一回，电流相等，产生的磁场等大、反向，导致线圈内总磁通量始终等于零。通过复习熟知电磁感应中感应电流的条件 为学习自感扫清障碍，打下基础。这段讲解似乎在复习旧知识，但实质上是为自感的学习打下伏笔，为学生顺利从实验中总结出规律扫除障碍，同时这段也可以通过提问的方式进行，引导学生思路一步一步的进入便于与第二步进行比较，女同学反应比较激烈，效果比较好让学生在实验中亲自感受到自感电动势带来的触电感觉，引起学生的注意力，从而激发起对自感现象的强烈探求欲望。良好的开端是成功的一半，一堂课在学生兴趣盎然、强烈探求欲望中开始，下面的教学就会顺当多了。老师归纳，上升到理论层次，培养学生从具体问题中提炼抽象物理知识的能力进一步学生对 学的强烈探求欲望。让学生自己观察、总结，品茶获得知识的快感使学生通过这样一个问题的分析，加深对自感现象的理解。老师讲授，使学生从具体到抽象，培养其总结、演绎的 学能力。这些知识使学生无法通过观察而得来的，通过老师讲解，使学生初步了解日光灯，同时提出需要思考的问题，回归这节课的内容，为下面活动的顺利进行打下基础引发思考，带着问题对比以下实验。先不要求学生回答打破学生的常规思维，让学生感到惊奇，引导学生思考启动器在电路中的作用体会 学的两面性，培养学生用掌握的 学知识解决生活中遇到的问题，让学生体会成功的快乐，并激发学生进一步学习 学的兴趣复习楞次定律当堂检测有效练习1、如图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为零。电键k原来是合上的，在k断开后，分析：（1）若r1r2，灯泡的亮度怎样变化？（2）若r1r2，灯泡的亮度怎样变化？2、在右图所示的电路中,电键s断开之前与断开之后的瞬间,通过灯a的电流方向应是( ).3、关于自感现象，正确的说法是：（ ）a、感应电流一定和原电流方向相反；b、线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数一定较大；c、对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈中产生的自感电动势也越大；d、自感电动势总是阻碍原来电流变化的。板书设计1.5 自感现象与日光灯一、自感现象：由于线圈自身电流发生变化而产生的电磁感应现象二、自感电动势：三、日光灯启动器：自动开关镇流器：在启动器断开（熄灭）的瞬间，产生高电压，灯管发光； 灯管发光时，降压限流四、危害防治 双线绕法教学反思教学反思1：1、在复习阶段，本课强调了“磁通量发生变化（）”是发生电磁感应现象的基本条件，不论用何种方式，只要能满足这一要求，均能发生电磁感应现象。这样复习就不只是简单的复述已经学过的知识，而是为新课讲授扫请了障碍，打下了基础2、在学生明确自感现象是学习的课题之后，教师进一步指导学生用观察、探究、分析、综合的方法，探究自感现象的概念、规律，并及时的得出总结。在学生掌握了有关自感现象的理论之后，教师又通过引导学生日光灯、双线绕法等具体事例，说明自感现象规律在实际中的应用，引动学生完成认识上的新飞跃。纵观教案设计结构上完整的。教学反思2：1、如果时间允许的话，可以探究自感系数l与哪些因素有关；2、如果条件允许的话，在研究启动器作用时，可以把启动器连入电路中之后再展示在实物投影仪上，这样，同学们就可以更直观的看到u