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2019-2020年高中物理《自感現(xiàn)象》說(shuō)課教案 一、教材分析 ㈠自感在教材的地位和作用 本節(jié)內(nèi)容是《電磁感應(yīng)》一章的重要組成部分，它是在學(xué)生掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象的基本規(guī)律之的基礎(chǔ)上，使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)一種普遍存在的電磁感應(yīng)現(xiàn)象——自感現(xiàn)象。這一現(xiàn)象在非穩(wěn)恒電路中有著重要意義，它上承電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下啟進(jìn)一步學(xué)習(xí)交流電、電磁振蕩等后續(xù)知識(shí)。也是進(jìn)入高一級(jí)學(xué)?；虿饺肷鐣?huì)后，學(xué)習(xí)和了解電磁學(xué)和電工學(xué)的基礎(chǔ)，所以本節(jié)在整個(gè)電磁學(xué)知識(shí)體系中有非常重要的的作用。 ㈡自感的知識(shí)結(jié)構(gòu) 本節(jié)教材作為電磁感應(yīng)現(xiàn)象的特例而編排，是對(duì)已學(xué)過(guò)的電磁感應(yīng)規(guī)律的進(jìn)一步的鞏固和加深。 主要由四個(gè)知識(shí)點(diǎn)構(gòu)成： 1、自感現(xiàn)象 2、自感電動(dòng)勢(shì) 3、自感系數(shù) 4、自感現(xiàn)象的應(yīng)用 ㈢自感認(rèn)知目標(biāo) 依據(jù)現(xiàn)代教學(xué)理論，教學(xué)目標(biāo)的確定可從知識(shí)本身的理論價(jià)值、應(yīng)用價(jià)值、知識(shí)的能力價(jià)值和教育功能四方面考慮。因此從知識(shí)本身的理論價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值的角度來(lái)看，本節(jié)課要達(dá)到的： 1、了解自感現(xiàn)象（*及其應(yīng)用） 2、理解自感系數(shù)的物理意義 ㈣能力培養(yǎng)目標(biāo) 從知識(shí)的能力價(jià)值和教育的社會(huì)功能來(lái)看，要達(dá)到的是： 1、通過(guò)對(duì)自感現(xiàn)象的推測(cè)，培養(yǎng)分析推理、運(yùn)用已知知識(shí)認(rèn)識(shí)未知知識(shí)的能力； 2、實(shí)驗(yàn)觀察能力； 3、運(yùn)用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論推測(cè)的辯證思維能力。 二、學(xué)生情況分析 學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)法拉第電磁電磁感應(yīng)定律、楞次定律，對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生的條件也相當(dāng)熟悉，加上高二的學(xué)生已經(jīng)具有抽象思維能力，學(xué)習(xí)為一章具備了必要的知識(shí)和心理準(zhǔn)備。完成教學(xué)和學(xué)習(xí)任務(wù)是能夠?qū)崿F(xiàn)的。 三、重點(diǎn)、難點(diǎn)的確定與突破 電磁感應(yīng)現(xiàn)象所循規(guī)律是學(xué)生普遍感到抽象因而較難掌握的一種物理規(guī)律。因?yàn)樵诎l(fā)生電磁感應(yīng)的過(guò)程中，“原磁場(chǎng)”的變化，引起了“感應(yīng)電流磁場(chǎng)”的產(chǎn)生，這兩種磁場(chǎng)相互作用導(dǎo)致了“感應(yīng)電流”與“原電流”的相互制約。對(duì)這一矛盾的把握、分析，要有較高水平的邏輯思維能力。而在自感現(xiàn)象中，“原電流”與“感應(yīng)電流”，“原磁場(chǎng)”與“感應(yīng)電流磁場(chǎng)”又都集中在同一導(dǎo)體上，這就更增加了分析問(wèn)題的難度。因此確定本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)：自感現(xiàn)象、自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因與自感電動(dòng)勢(shì)的作用。難點(diǎn)：自感現(xiàn)象的成因分析與自感電動(dòng)勢(shì)的作用理解。為了幫助學(xué)生克服理解過(guò)程中的思維障礙，須精心設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備演示實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮演示教具的作用。此外，在板書(shū)設(shè)計(jì)上應(yīng)增加形象化的表達(dá)方式（如在電路圖中用彩筆標(biāo)明原電流的方向，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向等），使思維發(fā)展的梯度不會(huì)過(guò)大。 二、教學(xué)方法選擇 課堂教學(xué)是在教師引導(dǎo)下地雙邊活動(dòng)，教師的作用是導(dǎo)和引。適時(shí)適度地加以引導(dǎo)和點(diǎn)拔，使學(xué)生進(jìn)入教師導(dǎo)演的角色中，以期獲得最佳的課堂情景和課堂效果。根據(jù)本課培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和分析推理能力的教學(xué)目標(biāo)，以及高二學(xué)生的實(shí)際，在教學(xué)方法上采用啟發(fā)誘導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)觀察、分析推理等方法。 教學(xué)過(guò)程 1、引入新圖1 L I 感 原 B N N極插入 依據(jù)右手定則 課 一堂物理課的引入十分重要，一開(kāi)始就要使學(xué)生明確課題，引起學(xué)生對(duì)課題的探求欲望。在本課設(shè)計(jì)上，通過(guò)外加磁場(chǎng)在線(xiàn)圈中磁通量變化與線(xiàn)圈本身電流變化引起的磁通量的變化相類(lèi)比，引入新課。 先請(qǐng)學(xué)生分析判斷（如圖1）：當(dāng)條形磁鐵的N極插入某一閉合線(xiàn)圈時(shí)，在線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向。根據(jù)已學(xué)的電磁感應(yīng)的基本理論，學(xué)生很快就會(huì)判斷出如圖1的感應(yīng)電流的方向。分析思路：原磁場(chǎng)方向————線(xiàn)圈中的磁場(chǎng)如何變？————————感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向該如何？————感應(yīng)電流的方向。 然后啟發(fā)學(xué)生思考（如圖2）：若上述線(xiàn) 圈中通以方向如圖2所示強(qiáng)度不斷變化的電流時(shí)，情況又怎樣呢？分步設(shè)問(wèn)：⑴I原變化，線(xiàn)圈中的磁通量Φ原有無(wú)變化？⑵Φ原變化，那么在線(xiàn)圈中能否產(chǎn)生ε感、I感？⑶如果能的話(huà)，ε感的產(chǎn)生對(duì)I原的變化有何影響？I感的方向有何規(guī)律？讓學(xué)生自己得出結(jié)論：當(dāng)線(xiàn)圈中的電流增強(qiáng)時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量增加，根據(jù)楞次定律，線(xiàn)圈中將產(chǎn)生一個(gè)與原電流方向相反的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，阻礙線(xiàn)圈中電流的增強(qiáng)；當(dāng)線(xiàn)圈中的電流減弱時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量減少，根據(jù)楞次定律，線(xiàn)圈中將產(chǎn)生一個(gè)與原電流方向相同的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，阻礙線(xiàn)圈中電流的減弱。但這只是我們通過(guò)類(lèi)比作出的一種推測(cè)，是否屬實(shí)，還必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。（教給學(xué)生物理研究的正確方法） 2、講述新課 新課的展開(kāi)，按思維邏輯共安排了四個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，分別演示通斷電自感現(xiàn)象，意在分散難點(diǎn)。 實(shí)驗(yàn)一： 因?yàn)榍懊娴男抡n引入已作了鋪墊，學(xué)生急于想讓實(shí)驗(yàn)給自己的推測(cè)以一個(gè)“滿(mǎn)意的回答”。欲揚(yáng)先抑，教師質(zhì)疑：我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究線(xiàn)圈中電流的變化，而線(xiàn)圈中電流的看得見(jiàn)嗎？——看不見(jiàn)。那怎么知道線(xiàn)圈中電流的變化呢？（怎么觀察？）——串聯(lián)一個(gè)小燈泡，通過(guò)小燈泡的亮度變化來(lái)顯示線(xiàn)圈中電流變化情況（如何將電流這一看不見(jiàn)的“隱變化”轉(zhuǎn)化為看得見(jiàn) 的“顯變化”而為我所觀察到）。給出設(shè)計(jì)電路圖（如圖3），閉合電路瞬時(shí)，小燈泡應(yīng)該延時(shí)正常發(fā)光（觀察什么？）。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)所期望的延時(shí)現(xiàn)象，分析原因，啟發(fā)學(xué)生引出實(shí)驗(yàn)中采取對(duì)比的思想方法。 實(shí)驗(yàn)二： 給出教材實(shí)驗(yàn)電路圖（如圖4）。用A2燈的亮度變化來(lái)顯示線(xiàn)圈中電流的變化，同時(shí)用另一無(wú)線(xiàn)圈的支路參照對(duì)比，突現(xiàn)出對(duì)其所在支路電流變化的影響。實(shí)驗(yàn)得到了預(yù)期的效果：當(dāng)線(xiàn)圈中的電流增加時(shí)，線(xiàn)圈中將產(chǎn)生一個(gè)與原電流方向相反的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，阻礙線(xiàn)圈中電流的增加，燈A2比A1滯后正常發(fā)光。 實(shí)驗(yàn)三： 在學(xué)生釋然之際，追問(wèn)：如果再斷開(kāi)電鍵S，將觀察到什么現(xiàn)象？演示結(jié)果，兩個(gè)小燈泡立即熄滅。（實(shí)驗(yàn)后應(yīng)“給學(xué)生以思維的空間”，指定學(xué)生回答，以加以點(diǎn)評(píng)分析）。進(jìn)一步設(shè)問(wèn)：那么如何觀察到斷電后的電磁感應(yīng)現(xiàn)象呢？ 實(shí)驗(yàn)四： 刪繁就簡(jiǎn)后給出比較電路（如圖5），說(shuō)明：小燈泡的電阻要比線(xiàn)圈的電阻大得多。當(dāng)電路接通、電流穩(wěn)定時(shí)，通過(guò)線(xiàn)圈的電流比圖4中通過(guò)線(xiàn)圈的電流大得多。演示電路切斷時(shí)自感現(xiàn)象：小燈泡發(fā)出強(qiáng)光。通過(guò)前面的“說(shuō)明”，啟發(fā)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的成因，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)線(xiàn)圈中電源電流減弱時(shí)，線(xiàn)圈中產(chǎn)生與原電流方向相反的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，阻礙線(xiàn)圈中電流的減弱，線(xiàn)圈與 小燈泡構(gòu)成的回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，使小燈泡繼續(xù)發(fā)光。 通過(guò)以上四個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察分析了自感現(xiàn)象，驗(yàn)證了理論推斷的正確性，把握了重點(diǎn)，突破了難點(diǎn)，達(dá)到了知識(shí)目標(biāo)和能力目標(biāo)。 在自感現(xiàn)象概念確立的基礎(chǔ)上，結(jié)合楞次定律，通過(guò)教師的講授，使學(xué)生明白決定自感電動(dòng)勢(shì)大小的因素，并引出自感系數(shù)概念及其物理意義、大小相關(guān)因素和單位規(guī)定。自感現(xiàn)象的應(yīng)用作為選學(xué)內(nèi)容，可通過(guò)學(xué)生自己閱讀教材，了解產(chǎn)生活中利用自感現(xiàn)象和消除自感現(xiàn)象S A L 圖5 的實(shí)例。 3、課堂小結(jié) 課堂回顧是對(duì)所學(xué)新知識(shí)的歸納和整理，如同登上山頂后的全景鳥(niǎo)瞰。在簡(jiǎn)要概括本課內(nèi)容后，提出在我們研究其它問(wèn)題時(shí)也有借鑒意義的下面幾點(diǎn)： ①根據(jù)已經(jīng)掌握的基本理論可以對(duì)一種求知的現(xiàn)象作出推測(cè)； ②根據(jù)理論作出的推測(cè)，必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)； ③用實(shí)驗(yàn)來(lái)觀察一種物理現(xiàn)象，必須控制好實(shí)驗(yàn)條件，并且掌握正確的觀察方法，對(duì)比就是一種行之有效的方法； ④必須把實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與理論分析結(jié)合起來(lái)，才能通過(guò)現(xiàn)象，看到本質(zhì)。 4、課堂練習(xí) 課堂練習(xí)不僅是起到課堂所學(xué)知識(shí)的鞏固和提高作用，還要起到深化和活化的作用，同時(shí)又是教學(xué)的一個(gè)反饋，本課的課堂練習(xí)選用以下兩道習(xí)題： ①在圖6中，L是自感線(xiàn)圈，當(dāng)S接通的瞬間，通過(guò)燈A的電流方向是 ；當(dāng)S斷開(kāi)的瞬間，通過(guò)燈A的電流方向是 。 ②當(dāng)通過(guò)一個(gè)線(xiàn)圈的電流變化率增大時(shí)，線(xiàn)圈的自感系數(shù) ，線(xiàn)圈的自感電動(dòng)勢(shì) 。（回答增大、減小、不變） 選擇習(xí)題目的是考查學(xué)生對(duì)自感現(xiàn)象物理過(guò)程的理解程度。習(xí)題目的是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課堂所學(xué)自感系數(shù)和自感電動(dòng)勢(shì)的物理意義掌握程度。 5、板書(shū)設(shè)計(jì) 由于本課以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主，故在板書(shū)設(shè)計(jì)上力求圖文并茂——圖：電路圖；文：實(shí)驗(yàn)結(jié)論及自感系數(shù)的物理意義。 板書(shū)： 一、自感現(xiàn)象 ㈠觀察自感現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)1 實(shí)驗(yàn)2 實(shí)驗(yàn)3 （圖略） ㈡實(shí)驗(yàn)小結(jié) ⑴由于通電導(dǎo)體本身的電流變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象，在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)。 ⑵自感電動(dòng)勢(shì)的作用總是阻礙導(dǎo)體中電流的變化（增反減同）。 ⑶自感現(xiàn)象同樣遵循楞次定律。 ⑷自感電動(dòng)勢(shì)的大小決定于線(xiàn)圈本身的構(gòu)造和穿過(guò)線(xiàn)圈磁通量變化的快慢。 二、自感系數(shù)（L） ⑴L的物理意義：在線(xiàn)圈中電流強(qiáng)度的變化率相同的情況下，L越大，則自感電動(dòng)勢(shì)越大，自感現(xiàn)象越明顯，說(shuō)明L是表示線(xiàn)圈自感能力的物理量。 ⑵L的大小決定因素：線(xiàn)圈長(zhǎng)度、橫截面積、單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)、有無(wú)鐵心。 ⑶L的單位：享利（H） 1享=1伏秒/安 1享（H）=103豪享（mH） =103微享（μH）