第二节 自感 互感教学设计中职基础课-电工电子类-高教版（2021）-(物理)-55

第二节自感互感教学设计中职基础课-电工电子类-高教版（2021）-(物理)-55主备人备课成员课程基本信息1.课程名称：自感互感

2.教学年级和班级：中职基础课-电工电子类-高教版（2021）-物理-55班

3.授课时间：2023年3月15日（周三）下午第2节课

4.教学时数：1课时核心素养目标分析本节课旨在培养学生的科学思维和科学探究能力，通过自感、互感现象的学习，使学生能够运用物理规律解释电磁现象，提高分析问题和解决问题的能力。同时，培养学生对电磁学知识的兴趣，增强学生的工程意识和社会责任感，使其能够在电工电子领域更好地应用所学知识。重点难点及解决办法重点：

1.自感和互感的概念理解：理解自感电动势和互感电动势的产生原理，以及它们与电流变化率的关系。

2.自感和互感的计算：掌握自感和互感的计算公式，能够根据实际电路计算自感和互感值。

难点：

1.自感和互感现象的物理意义：理解自感和互感现象对电路性能的影响，如对电路稳定性的影响。

2.自感和互感的应用：将自感和互感现象应用于实际电路分析中，解决实际问题。

解决办法：

1.通过实验演示和动画演示，帮助学生直观理解自感和互感现象。

2.通过例题讲解和课堂练习，强化学生对计算公式的掌握和应用。

3.结合实际电路案例，引导学生分析自感和互感现象的应用，提高学生的工程应用能力。

4.采用小组讨论和合作学习，鼓励学生提出问题、解决问题，培养批判性思维。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源1.软硬件资源：示波器、信号发生器、电阻箱、电感器、变压器等实验设备。

2.课程平台：校园内物理教学平台，用于发布教学资料和学生作业。

3.信息化资源：电磁感应动画软件、自感互感现象的视频资料。

4.教学手段：多媒体课件、实物模型、教学挂图。教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：教师通过提问：“大家知道电流和磁场之间的关系吗？有没有想过电流变化会产生磁场？”来引发学生的思考，激发他们对自感和互感现象的好奇心。

-回顾旧知：教师简要回顾法拉第电磁感应定律，提醒学生电流变化可以产生电动势。

2.新课呈现（约30分钟）

-讲解新知：教师详细讲解自感和互感的概念、原理及其与电流变化率的关系，使用多媒体课件展示相关公式和图示。

-举例说明：通过具体电路实例，如自感线圈、变压器等，说明自感和互感现象在实际电路中的应用。

-互动探究：组织学生进行小组讨论，探讨自感和互感现象的影响因素，如电路结构、材料、尺寸等。

3.实验演示（约20分钟）

-教师演示自感和互感实验，如改变电流观察自感线圈两端电压变化，通过示波器观察变压器次级线圈电压变化。

-学生观察实验现象，记录数据，分析实验结果。

4.巩固练习（约25分钟）

-学生活动：学生根据所学知识，完成课本上的练习题，巩固对自感和互感计算方法的理解。

-教师指导：教师在学生练习过程中巡视指导，解答学生的疑问，确保学生对知识点的掌握。

5.拓展延伸（约15分钟）

-教师提出一些与自感和互感相关的问题，引导学生思考，如自感和互感在节能技术中的应用。

-学生分组讨论，提出解决方案，并分享讨论结果。

6.总结反思（约5分钟）

-教师总结本节课的主要内容，强调自感和互感在电工电子领域的重要性。

-学生反思：学生回顾本节课所学内容，分享自己的学习心得和体会。

7.课后作业（约10分钟）

-教师布置课后作业，包括计算题、分析题和应用题，帮助学生进一步巩固所学知识。

-学生记录作业，准备课后复习。

整个教学过程注重理论与实践相结合，通过实验演示、课堂练习和小组讨论等方式，激发学生的学习兴趣，提高他们的实践能力和创新能力。学生学习效果六、学生学习效果

1.知识掌握：学生能够准确理解自感和互感的概念，掌握自感和互感电动势的产生原理，以及它们与电流变化率的关系。学生能够运用公式计算自感和互感值，并能解释自感和互感现象在实际电路中的应用。

2.实践能力：通过实验演示和实际操作，学生能够观察并记录自感和互感现象的实验数据，分析实验结果，提高了解决实际问题的能力。学生能够根据电路图分析电路中的自感和互感效应，为电路设计和故障排除提供理论依据。

3.思维能力：学生在学习过程中，通过小组讨论和合作探究，培养了批判性思维和创造性思维。学生能够提出问题、分析问题，并尝试从不同角度解决问题，提高了逻辑推理和问题解决能力。

4.应用能力：学生能够将自感和互感知识应用于实际电路分析中，如变压器的设计、电路的稳定性分析等。学生能够根据电路参数选择合适的自感元件和互感元件，提高电路性能。

5.学习兴趣：通过本节课的学习，学生对电磁学知识产生了浓厚的兴趣，激发了进一步学习的动力。学生能够主动探索电磁学领域的相关知识，拓宽知识面。

6.团队合作：在小组讨论和实验操作中，学生学会了与他人合作，共同完成任务。学生能够倾听他人的意见，尊重他人，提高沟通能力和团队协作能力。

7.自主学习：学生在本节课的学习过程中，逐步培养了自主学习的能力。学生能够根据自身情况，制定学习计划，合理安排学习时间，提高学习效率。

8.知识迁移：学生能够将自感和互感知识迁移到其他领域，如通信、控制、自动化等。学生能够将所学知识应用于解决实际问题，提高综合运用知识的能力。板书设计①自感现象

-自感：电流变化在电路本身产生电动势的现象。

-自感电动势：e=-L*(di/dt)

-自感系数L：表示自感特性的物理量。

②互感现象

-互感：一个电路中的电流变化在另一个电路中产生电动势的现象。

-互感电动势：e=-M*(di1/dt)

-互感系数M：表示互感特性的物理量。

③自感和互感计算

-自感计算：L=(1/μ0μr)*(N^2*A/l)

-互感计算：M=(1/2)*μ0μr*(N1N2*A/l)

-其中，μ0为真空磁导率，μr为相对磁导率，N为线圈匝数，A为线圈截面积，l为线圈长度。

④自感和互感的影响因素

-线圈匝数N：匝数越多，自感和互感越大。

-线圈截面积A：截面积越大，自感和互感越大。

-线圈长度l：长度越大，自感和互感越大。

-材料的磁导率μr：磁导率越高，自感和互感越大。

⑤自感和互感在实际电路中的应用

-变压器：利用互感原理，实现电压的升高或降低。

-电流互感器：用于测量高电压线路中的电流。

-电压互感器：用于测量高电压线路中的电压。

-信号传输：利用互感原理，实现信号的传输和转换。典型例题讲解例题1：

已知一个自感线圈的自感系数L为0.5H，当线圈中的电流变化率为5A/s时，求线圈中产生的自感电动势。

解答：

根据自感电动势的公式e=-L*(di/dt)，代入已知数值得到：

e=-0.5H*(5A/s)=-2.5V

答案：线圈中产生的自感电动势为-2.5V。

例题2：

一个变压器的初级线圈匝数为100匝，次级线圈匝数为200匝，初级线圈中的电流为2A，求次级线圈中的电流。

解答：

根据变压器的电压比和电流比的关系，电压比等于匝数比，电流比也等于匝数比。因此，次级线圈中的电流为：

I2=(N2/N1)*I1=(200/100)*2A=4A

答案：次级线圈中的电流为4A。

例题3：

一个理想变压器的初级线圈接入220V的交流电源，次级线圈输出电压为110V，初级线圈匝数为200匝，求次级线圈的匝数。

解答：

根据变压器的电压比等于匝数比，得到：

N2/N1=V2/V1

N2=(V2/V1)*N1=(110V/220V)*200匝=100匝

答案：次级线圈的匝数为100匝。

例题4：

一个自感线圈接入一个交流电源，电源频率为50Hz，自感系数L为0.1H，求线圈中的感抗。

解答：

感抗的公式为X_L=2πfL，代入已知数值得到：

X_L=2π*50Hz*0.1H=10πΩ≈31.4Ω

答案：线圈中的感抗为31.4Ω。

例题5：

一个电流互感器的次级线圈接入一个电压表，次级线圈电阻为100Ω，当次级线圈中流过1A的电流时，电压表读数为10V，求互感系数。

解答：

电流互感器的电压与电流成正比，即V/I=N2/N1，其中N2为次级线圈匝数，N1为初级线圈匝数。由于是理想互感器，次级线圈电阻可以忽略不计，因此：

V/I=N2/N1

10V/1A=N2/N1

N2/N1=10

由于互感系数M=N2/N1，所以：

M=10

答案：互感系数为10。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.结合实际案例：在教学过程中，我尝试将自感和互感现象与实际工程案例相结合，如变压器的设计、电路的稳定性分析等，让学生感受到物理知识的应用价值，提高他们的学习兴趣。

2.多媒体辅助教学：利用多媒体课件和动画演示，将抽象的物理现象直观化，帮助学生更好地理解自感和互感的概念和原理。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生理解困难：部分学生对自感和互感的概念理解不够深入，需要进一步加强对基础知识的讲解和巩固。

2.实验操作不规范：在实验操作过程中，部分学生存在操作不规范、数据记录不准确等问题，需要加强实验操作的规范性培训。

3.评价方式单一：目前主要依靠学生的课堂表现和作业完成情况来评价学生的学习效果，缺乏对学生实际操作能力和创新思维的评估。

反思改进措施（三）

1.深入讲解基础知识：针对学生对自感和互感概念理解困难的问题，我将加强对基础知识的讲解，如自感系数、互感系数的计算方法等，并通过举例说明，帮助学生更好地理解。

2.规范实验操作：为了提高学生的实验操作规范性，我将加强实验前的培训，确保学生掌握正确的实验步骤和操作方法，并在实验过程中进行现场指导，及时纠正不规范的操作。

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