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2019-2020年高中物理《自感現(xiàn)象》說課教案 新人教版選修3-2 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。也是進(jìn)入高一級學(xué)?；虿饺肷鐣?，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)知識體系中有非常重要的的作用。 ㈡自感的知識結(jié)構(gòu) 本節(jié)教材作為電磁感應(yīng)現(xiàn)象的特例而編排，是對已學(xué)過的電磁感應(yīng)規(guī)律的進(jìn)一步的鞏固和加深。 主要由四個(gè)知識點(diǎn)構(gòu)成： 1、自感現(xiàn)象 2、自感電動勢 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)的確定可從知識本身的理論價(jià)值、應(yīng)用價(jià)值、知識的能力價(jià)值和教育功能四方面考慮。因此從知識本身的理論價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值的角度來看，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) 從知識的能力價(jià)值和教育的社會功能來看，要達(dá)到的是： 1、通過對自感現(xiàn)象的推測，培養(yǎng)分析推理、運(yùn)用已知知識認(rèn)識未知知識的能力； 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)過法拉第電磁電磁感應(yīng)定律、楞次定律，對電磁感應(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)的過程中，“原磁場”的變化，引起了“感應(yīng)電流磁場”的產(chǎn)生，這兩種磁場相互作用導(dǎo)致了“感應(yīng)電流”與“原電流”的相互制約。對這一矛盾的把握、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”與“感應(yīng)電流磁場”又都集中在同一導(dǎo)體上，這就更增加了分析問題的難度。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勢的作用。難點(diǎn)：自感現(xiàn)象的成因分析與自感電動勢的作用理解。為了幫助學(xué)生克服理解過程中的思維障礙，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)電動勢方向等），使思維發(fā)展的梯度不會過大。 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，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，一開始就要使學(xué)生明確課題，引起學(xué)生對課題的探求欲望。在本課設(shè)計(jì)上，通過外加磁場在線圈中磁通量變化與線圈本身電流變化引起的磁通量的變化相類比，引入新課。 先請學(xué)生分析判斷（如圖1）：當(dāng)條形磁鐵的N極插入某一閉合線圈時(shí)，在線圈中產(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)生很快就會判斷出如圖1的感應(yīng)電流的方向。分析思路：原磁場方向————線圈中的磁場如何變？————————感應(yīng)電流的磁場方向該如何？————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 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：⑴I原變化，線圈中的磁通量Φ原有無變化？⑵Φ原變化，那么在線圈中能否產(chǎn)生ε感、I感？⑶如果能的話，ε感的產(chǎn)生對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)線圈中的電流增強(qiáng)時(shí)，穿過線圈的磁通量增加，根據(jù)楞次定律，線圈中將產(chǎn)生一個(gè)與原電流方向相反的感應(yīng)電動勢，阻礙線圈中電流的增強(qiáng)；當(dāng)線圈中的電流減弱時(shí)，穿過線圈的磁通量減少，根據(jù)楞次定律，線圈中將產(chǎn)生一個(gè)與原電流方向相同的感應(yīng)電動勢，阻礙線圈中電流的減弱。但這只是我們通過類比作出的一種推測，是否屬實(shí)，還必須通過實(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，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)給自己的推測以一個(gè)“滿意的回答”。欲揚(yáng)先抑，教師質(zhì)疑：我們通過實(shí)驗(yàn)研究線圈中電流的變化，而線圈中電流的看得見嗎？——看不見。那怎么知道線圈中電流的變化呢？（怎么觀察？）——串聯(lián)一個(gè)小燈泡，通過小燈泡的亮度變化來顯示線圈中電流變化情況（如何將電流這一看不見的“隱變化”轉(zhuǎn)化為看得見 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燈的亮度變化來顯示線圈中電流的變化，同時(shí)用另一無線圈的支路參照對比，突現(xiàn)出對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)線圈中的電流增加時(shí)，線圈中將產(chǎn)生一個(gè)與原電流方向相反的感應(yīng)電動勢，阻礙線圈中電流的增加，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：如果再斷開電鍵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)評分析）。進(jìn)一步設(shè)問：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： 刪繁就簡后給出比較電路（如圖5），說明：小燈泡的電阻要比線圈的電阻大得多。當(dāng)電路接通、電流穩(wěn)定時(shí)，通過線圈的電流比圖4中通過線圈的電流大得多。演示電路切斷時(shí)自感現(xiàn)象：小燈泡發(fā)出強(qiáng)光。通過前面的“說明”，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)線圈中電源電流減弱時(shí)，線圈中產(chǎn)生與原電流方向相反的感應(yīng)電動勢，阻礙線圈中電流的減弱，線圈與 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，通過教師的講授，使學(xué)生明白決定自感電動勢大小的因素，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) 課堂回顧是對所學(xué)新知識的歸納和整理，如同登上山頂后的全景鳥瞰。在簡要概括本課內(nèi)容后，提出在我們研究其它問題時(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一種求知的現(xiàn)象作出推測； ②根據(jù)理論作出的推測，必須通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)； ③用實(shí)驗(yàn)來觀察一種物理現(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，才能通過現(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是自感線圈，當(dāng)S接通的瞬間，通過燈A的電流方向是 ；當(dāng)S斷開的瞬間，通過燈A的電流方向是 。 ②當(dāng)通過一個(gè)線圈的電流變化率增大時(shí)，線圈的自感系數(shù) ，線圈的自感電動勢 。（回答增大、減小、不變） 選擇習(xí)題目的是考查學(xué)生對自感現(xiàn)象物理過程的理解程度。習(xí)題目的是檢驗(yàn)學(xué)生對課堂所學(xué)自感系數(shù)和自感電動勢的物理意義掌握程度。 5、板書設(shè)計(jì) 由于本課以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主，故在板書設(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： 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)電動勢叫自感電動勢。 ⑵自感電動勢的作用總是阻礙導(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自感電動勢的大小決定于線圈本身的構(gòu)造和穿過線圈磁通量變化的快慢。 二、自感系數(shù)（L） ⑴L的物理意義：在線圈中電流強(qiáng)度的變化率相同的情況下，L越大，則自感電動勢越大，自感現(xiàn)象越明顯，說明L是表示線圈自感能力的物理量。 ⑵L的大小決定因素：線圈長度、橫截面積、單位長度上的匝數(shù)、有無鐵心。 ⑶L的單位：享利（H） 1享=1伏秒/安 1享（H）=103豪享（mH） =103微享（μH）