《互感和自感》教学设计人教版教材物理必修1衡南二中盛梅芳【教学内容分析】本节内容是电磁感应现象在技术中的应用，也是学生在认知上对电磁感应现象的进一步巩固和深化。
教材对互感部分内容的编写比较简单，让学生知道互感现象是常见的电磁现象，这节课是让学生从理论走向社会、生活的一节课，是培养学生动手动脑和用已学知识解决实际生活问题能力的一节课，对学生知识的巩高、解决生活实际问题能力的提高都有很大的帮助。
【教学目标】1、知识与技能（1）了解互感现象的电磁感应特点。
（2）指导学生运用观察、实验、分析、综合的方法，认识自感现象及其特点。
（3）明确自感系数的意义及决定条件。
（4）了解日光灯的工作原理。
（5）．了解自感现象的利与弊及应用与防止。
2、过程与方法（1）．通过对两个自感实验的观察、设计与分析，培养学生的观察能力、实验能力和探究能力（2）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。
3、情感态度和价值观（1）．通过了解自感的应用与防止，体会物理知识与技术的融合之美。
（2）培养、提高学生尊重科学，利用实验探索研究自然的科学素养【教学重点】自感现象产生的原因及特点。
【教学难点】运用自感知识解决实际问题。
【教学方法】讨论法、探究法、试验法、练习法【教学用具】变压器原理说明器(用400匝线圈)、3.8V0.3A灯泡两只、滑动变阻器、电源(3V)、导线、开关，日光灯组件，多媒体课件【教学过程】一、复习旧课，引入新课师：前面我们学习了电磁感应现象，了解了几种不同形式的电磁感应现象。
如磁铁向线圈中插入或拔出时、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时等，都会引起感应电动势，发生电磁感应现象。
你们认为引起电磁感应现象最重要的条件是什么？生：穿过电路的磁通量发生变化。
师：不论用什么方式，也不管是什么原因，只要穿过电路的磁通量发生了变化，都能引起电磁感应现象。
如果电路是闭合的，电路中就会有感应电流。
二、新课教学在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？一、互感现象指导学生自学教材，了解什么叫互感现象以及互感现象的应用与防止。
师：在互感现象或前面我们学习过的电磁感应现象中，对于发生电磁感应现象的线圈而言，变化的磁通量均是由外界其它磁场源激发的，如果线圈本身的电流发生变化，它自己激发的磁场也一定变化，能不能在自己的“身体”内产生感应电动势呢？下面我们通过两个实验来探究这个问题。
先让学生自学教材上的实验内容。
教师演示实验一：通电自感实验（将图4．6-2画在黑板上，并指出实验前与A1串联的线圈L的电阻肯定等于与A2串联的滑动变阻器R的工作电阻。
）教师演示实验二：断电自感实验（将图4．6-4画在黑板上，并适当调整线圈的匝数，使断电瞬间灯泡突然闪一下再熄灭。
）让多个学生描述自己看到的实验现象，并组织学生讨论、交流，最后达成一致意见：实验一中灯泡A2先亮，灯泡A1后亮，最后一样亮；实验二中灯泡A在切断电源后过了一小段时间才熄灭（先不说突然变得更亮后再熄灭）。
师：猜一猜实验现象的出现最有可能与哪部分电路的相关？如何验证你的猜想？组织学生讨论交流，最后达成一致：最有可能与电路中的线圈相关，可以将其换成等阻值的电阻再做一遍实验，看一看实验现象是否发生变化。
教师重新做一遍实验，并将两个实验中的线圈分别换成等阻值的电阻后再重新演示，学生仔细观察比较，验证自己的猜想。
师：看来当线圈中流过恒定的电流时，线圈在电路中起的作用就是电阻作用；而当线圈中流过变化的电流时，线圈在电路中起的作用不仅仅是电阻作用，还有别的作用。
例如在实验一中，当通过线圈的电流增大时，除了电阻以外，还有一个作用也在阻碍电流增大，造成线圈对电流总体的阻碍作用超过变阻器R，所以流过A1的电流小于流过A2的电流，A1落后于A2亮起来；但是这种阻碍作用不是阻止，线圈中的电流仍然要增大，而且当电流增到最大时，这种阻碍就消失了。
那么这种阻碍作用的本质是什么呢？组织学生讨论交流，最后达成一致：是电磁感应现象，因为感应电动势就是在磁通量变化时存在，而在磁通量不变时消失；而且感应电动势就有阻碍原磁通量变化的作用。
二、自感现象1．线圈中电流发生变化，它产生的变化磁场使它自身激发出感应电动势的现象叫自感现象；产生的感应电动势叫自感电动势。
师：请你假设出线圈的绕向，用自感电动势解释两个实验的现象教师组织学生讨论、交流。
例如实验一中线圈绕向如图所示，分析如下：I增大B原增大B感方向向左（根据楞次定律）自感电动势E自方向如图E自与I方向相反，阻碍I增大；当I达到最大时，E自=0，阻碍消失。
实验二中线圈绕向如图所示，分析如下：I减小B原减小B感方向向左（根据楞次定律）自感电动势E自方向如图E自与I方向相同，阻碍I减小切断电源后，I要通过线圈与灯泡组成的回路逐渐减小，所以造成灯泡又亮了一会儿才熄灭，而且灯泡中流过电流的方向与原来相反。
（或说成：当电源停止供电后，线圈作为感应电源对灯泡继续供电，造成灯泡又亮了一会儿才熄灭，同时由E自的方向可知灯泡中流过电流的方向与原来相反。
）师：从刚才大家的分析中可知，不管线圈绕向如何，自感电动势的方向有如下特点：若原电流增大，自感电动势就与原电流方向相反，阻碍原电流增大；若原电流减小，自感电动势就与原电流方向相同，阻碍原电流减小，这与楞次定律是一致的。
2．自感现象满足楞次定律：导体中电流发生变化时，导体内的自感电动势阻碍电流的变化，电流增强时，自感电动势与原电流方向相反，电流减弱时，自感电动势与原电流方向相同、板图：师进一步阐明“阻碍”的含义：阻碍的是“变化”，阻碍不是阻止；自感电动势只是减慢了原电流的变化速度，原电流最终还是要完成增大或减小的变化；当变化完成后，自感电动势也就消失了。
师：自感电动势的大小当然也满足法拉第电磁感应定律，请自学教材，了解自感电动势大小的决定因素。
3．自感满足法拉第定律（1）电动势的大小（2）L叫自感系数，由线圈本身（匝数、长度、粗细、匝密度、有无铁芯等）决定。
（教师可以用实物解释以上各因素的含义）师：自学课文最后一段，了解自感现象中的能量转化情况。
学生自学2分钟师：自感现象在生活中非常常见，有些是有益的，有些是有害的，下面我们亲自体会一下断电时自感电动势的存在。
四节电池串联组成电池组；取一个400匝的线圈，将两段导线的一端分别连接在线圈的两端，另一端分别连接两个表笔，学生双手紧握两支表笔的金属杆分别接触电池组的两极，在将表笔从电池组的两极拿开时体验断电自感电动势的电击感。
（本着自愿的原则做实验，教师可以身先士卒地示范一遍，但表情要自然以免给学生造成压力，同时也可以降低学生的戒备，“吓”他一跳，学生印象深刻，还可以激发学生的好奇心与参与的欲望，活跃课堂气氛。
、(三)、自感现象的应用——日光灯的原理日光灯就是利用自感现象的例子。
灯管的两端各有一个灯丝，灯管内充有微量的氩和稀薄的天然汞蒸汽，灯管内壁涂有荧光物质。
当灯管内的气体被击穿而导电时，灯管两端的灯丝就会释放出大量的电子，这些电子与汞原子碰撞而放出紫外线，涂在灯管内的荧光物质在紫外线的照射下发出可见光，根据不同的需要充以不同的气体，并在管的内壁上涂上不同的荧光物质，就可制造出不同颜色的日光灯了。
日光灯的电路图如下图所示：其中：启动器的作用是当开关闭合时电源把电压加在启动器两极间，使氖气放电发出辉光，辉光产生的热量使U形触片膨胀伸长接触静片而电路导通，于是镇流器中的线圈和灯管中的灯丝就有电流通过，电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U形触片冷却收缩，电路断开，镇流器线圈因自感产生一个瞬时高压，这个高压加上电源两端的电压一起加在灯管的两端，使水银蒸汽开始放电导通，使日光灯发光。
在启动器两触片间还并联了一个电容，它的作用是在动静触片分离时避免产生火花而烧毁，没有电容器，启动器也能正常工作，日光灯启动后，启动器就不需要了。
镇流器就是一个自感系数很大的线圈，在日光灯点燃时，利用自感现象，产生瞬时高压，在日光灯正常发光时，利用自感现象起降压限流的作用。
四．磁场中的能量开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中，开关断开时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。
【课堂练习】1、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、自感电动总是阻碍原来电流变化的。
解：D。
2、如图所示，两个电阻的阻值都是R，多匝线圈的电阻和电源内阻均可忽略不计。
电键S 原来断开，此时电路中的电流为I0=ε/2R。
现将S闭合，于是线圈产生自感电动势，此自感电动势的作用是：A、使电路的电流减小，最后由I0将小到0；B、有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0；C、有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变；D、有阻碍电流增大的作用，但电流还是增大，最后等于I0。
解：D。
3、如图所示的电路中，L是一带铁芯的线圈，R为电阻。
两条支路的直流电阻相等。
那么在接通和断开电键的瞬间，两电流表的读数I1、I2的大小关系是：A、接通时I1<I2，断开时I1>I2；B、接通时I1<I2，断开时I1=I2；C、接通时I1>I2，断开时I1<I2；D、接通时I1=I2，断开时I1<I2。
解：B。
【课堂小结】1．什么叫互感与自感；2．自感现象满足楞次定律和法拉第定律。
【板书设计】4.6互感和自感1、当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。
互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。
2、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。
3、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。
（1）自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。
（2）自感电动势大小：4、自感系数L：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁心有关5、磁场具有能量6、日光灯的工作原理【作业布置】：课本后思考与练习题：2,3【教学反思】：学生能从现象和楞次定律来理解自感和互感，上课例题的正确率也很高，但在电流大小和方向的变化上还需加强。
特别是在灯是否闪亮一下上存在很多问题，例如说自感系数很大的线圈，我们能等效的看成一个电阻非常大的电阻，这样来解释现象学生会更容易懂一些。
它在电路断开时有可能使和它并联的灯泡闪亮一下。