【核心素养】4.2 互感与自感 教学设计（表格式）

教学设计 课程基本信息 课题 互感与自感 教学目标 物理观念： 1.会分析通电、断电自感现象的成因，会利用自感现象和互感现象解释相关问题。 2.知道自感系数，初步了解磁场能量。 科学思维： 1.能将日常生活中有关互感和自感的事例抽象为物理模型，培养学生的模型构建能力。 2.通过对两个自感实验的观察、设计与分析，培养学生的科学推理与科学论证能力。 科学探究： 通过情境展开探究式学习，培养学生善于发现问题并进行实验探究的能力。 科学态度与责任： 1.通过对问题的思考，激发学生的探究热情，培养正确的科学态度。 2.通过了解自感的应用与防护，体会物理知识与技术的融合，树立STSE 意识。 教学内容 教学重点： 自感现象产生的原因和对自感现象的解释。 教学难点： 对自感电动势概念及其对电流变化进行阻碍作用的理解。 教学过程 今天这节课，我们继续深入研究生活中两个常见的电磁感应现象：互感和自感。 我们先一起来看一个实验： 一、互感现象 【演示实验1】这是两个大小不同的线圈A和B，两个线圈A、B之间并没有导线相连。现在让线圈A与手机的音频输出端（耳机）连接，线圈B与扩音器的输入端（话筒线）连接。先打开手机播放音乐，将A线圈靠近B线圈，请同学们观察实验现象。 提问：两个线圈并没有直接相连，扩音器中为什么会有声音传出呢？我们先不急着回答这个问题。我们再来看个实验。 【演示实验2】将交流电与一个线圈相连，将小灯泡与另一个线圈相连，将两个线圈靠近。请同学们观察实验现象。 两线圈并没有直接相连，灯泡为什么会发光呢？ 解释：这是因为A线圈中通以变化的电流，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场通过B线圈，使B线圈中的磁通量发生改变，从而在B线圈中产生了感应电流。若是将电流信号转化为声音信号，扩音器中就有声音传出。像这种由于一个线圈中电流变化时，在另一个线圈中产生感应电动势的现象。 互感现象：当一个线圈中电流变化时，在另一个线圈中产生感应电动势的现象。 互感电动势：互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。 互感在生活中有很多应用： 互感的应用：例如变压器、手机无线充电器、收音机里的磁性天线。 当然互感也有危害。实际上互感现象不仅发生于绕在同一铁芯的两个线圈之间，也可以发生在任何两个相互靠近的电路之间。生产生活中互感有时会影响电路的正常工作，这时要设法减小互感。 自感现象 提问：A线圈中变化的电流在B线圈中可以产生感应电流，在A线圈中是否也会产生感应电流呢？ 【演示实验3】将两节干电池与学生及线圈连成如图所示回路。观察通电与断电瞬间学生反应。 提问：为什么断开电源的瞬间，同学们反而会被电一下呢？ 我们将学生换成小灯泡，请同学们观看实验现象。 【演示实验4】断电自感实验。 提问：灯泡为什么会闪亮一下再熄灭？线圈在电路中相当于什么部件？线圈在电路中起到什么作用？我们结合下面的问题来解释现象。 1．开关闭合时，线圈中电流的方向（右视）及磁场的方向（左or右）怎样？ 2．开关断开时，线圈中磁场方向（左or右）及感应电流的方向（右视）怎样？ 3．感应电流的方向与与原来通过它的电流方向是否一致？ 4．感应电流的作用是使线圈中电流减小的更快些还是更慢些？ 自感现象：由于线圈自身的电流发生变化而在它本身激发出感应电动势的现象。 自感电动势：自感现象中产生的感应电动势，称为自感电动势。 提问：开关断开的瞬间会有自感现象，在开关闭合的瞬间是否也会有自感现象呢？如图8所示连接电路，开关闭合时会出现什么现象呢？我们可以结合下面的问题帮助同学们思考。 1．开关闭合时，线圈中电流的方向（右视）及磁场的方向（左or右）？ 2．线圈中磁通量的变化及感应电流的方向（右视）？ 3．原电流方向与感应电流方向的 ... ...