【文章內(nèi)容簡介】 產(chǎn)生的原因 ③ 知道自感現(xiàn)象中的一個(gè)重要概念 —— 自感系數(shù)，了解它的單位及影響其大小的因素 （ 二 ） 過程與方法： 引導(dǎo)學(xué)生從事物的共性中發(fā)掘新的個(gè)性，從發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件和有關(guān)電磁感應(yīng)得規(guī)律，提出自感現(xiàn)象，并推出關(guān)于自感的規(guī)律 。 會(huì)用自感知識(shí)分析，解決一些簡單的問題，并了解自感現(xiàn)象的利弊以及對(duì)它們 的防止和利用 （ 三 ） 情感、態(tài)度、價(jià)值觀 培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力，通過對(duì)已學(xué)知識(shí)的理解實(shí)現(xiàn)知識(shí)的自我更新，以適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才的要求 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決辦法 1．重點(diǎn)：自感現(xiàn)象及自感系數(shù) 2．難點(diǎn)： ① 自感現(xiàn)象的產(chǎn)生原因分析 ② 通、斷電自感的演示實(shí)驗(yàn)中現(xiàn)象解釋 3．解決辦法： 通過分析實(shí)驗(yàn)電路和直觀的演示實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已學(xué)的電磁感應(yīng)知識(shí)進(jìn)行分析、歸納，再利用電路中的并聯(lián)規(guī)律，從而幫助學(xué)生突破本節(jié)重點(diǎn)、排除難點(diǎn)。 三．學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)： 啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生利用前面學(xué)過的電路知識(shí)及電磁感應(yīng)知識(shí)，分析通電自感 和斷電自感的電路圖，預(yù)測(cè)將會(huì)產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，然后再通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象驗(yàn)證自身的思維，并歸納總結(jié)自感現(xiàn)象這一規(guī)律產(chǎn)生的原因。 四． 教具準(zhǔn)備 通 、斷 電自感演示裝置 ，電池四節(jié)（帶電池盒）導(dǎo)線若干 五． 重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過程 引入新課 問題情景： ① 發(fā)生電磁感應(yīng)的條件是什么？ ② 怎樣得到這種條件，也就是讓閉合回路中磁通量發(fā)生變化？ ③ 下面這兩種電路中當(dāng)電鍵斷開和閉合瞬間會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象嗎？如果會(huì)發(fā)生，它們有什么不同呢？ （ 一 ） 互感現(xiàn)象 基本概念：① 互感： ② 互感現(xiàn)象： ③ 互感電動(dòng)勢(shì)： 互感的理解： （ 1）、如右圖斷開、閉合開關(guān)瞬間會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)嗎？（ 2）這是互感嗎？ 小結(jié)：互感現(xiàn)象不僅發(fā)生與繞在 同一鐵芯上的兩個(gè)何相互靠近的電路之間。線圈之間，而且可以發(fā)生于任何兩個(gè)相互靠近的電路之間。 問題情景： （ 互感中的能量 ） 另一電路中能量從哪兒來的？ 小結(jié)：互感現(xiàn)象可以把能量從一個(gè)電路傳到另一個(gè)電路。 互感的應(yīng)用和防止： （ 二 ） 自感現(xiàn)象 問題情景：由電流的磁效應(yīng)可知，線圈通電后周圍就有磁場(chǎng)產(chǎn)生，電流變化，則磁場(chǎng)也變化，那么對(duì)于這個(gè)線圈自身來說穿過它的磁通量在此過程中也發(fā)生了變化。是否此時(shí)也發(fā)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象呢 ？我們通過實(shí)驗(yàn)來解決這個(gè)問題。 演示實(shí)驗(yàn)： 實(shí)驗(yàn) 1 （演示 P25 實(shí)驗(yàn)）出示自感演示器，通電自感。 提出問題：閉合 S 瞬間，會(huì)有什么現(xiàn)象呢？引導(dǎo)學(xué)生做預(yù)測(cè)，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（實(shí)驗(yàn)前事先閉合開關(guān) S，調(diào)節(jié)變阻器R 和 R1使兩燈正常發(fā)光，然后斷開開關(guān)，準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)） 。開始做實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān) S，提示學(xué)生注意觀察現(xiàn)象 觀察到的現(xiàn)象：在閉合開關(guān) S 瞬間，燈 A2 立刻正常發(fā)光， A1 比 A2 遲一段時(shí)間才正常發(fā)光。 學(xué)思考現(xiàn)象原因。請(qǐng)學(xué)生分析現(xiàn)象原因。 總結(jié)：由于線圈 L 自身的磁通量增加，而產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總是阻礙磁通量 的變化，既阻礙線圈中電流的變化，故通過 A1 的電流不能立即增大，燈 A1 的亮度只能慢慢增加，最終與 A2 相同。 實(shí)驗(yàn) 2（演示課本 P26 實(shí)驗(yàn)）斷電自感 先給學(xué)生幾分鐘時(shí)間看課本實(shí)驗(yàn)，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，是回答課本思考與討論問題。 3．結(jié)論： 小結(jié)：線圈中電流發(fā)生變化時(shí)，自身產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙原電流的變化。 自感現(xiàn)象 ： 由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。 自感電動(dòng)勢(shì) ： 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)。 問題情景：在圖 中 ,開關(guān)斷開后 ,燈泡的發(fā)光還能持續(xù) 一段時(shí)間 ,有時(shí)甚至比開關(guān)斷開前更亮 ,這時(shí)燈泡的能量是從哪里來的呢 ? 教師引導(dǎo)學(xué)生分析，電源斷開以后，線圈中電流不會(huì)立即消失，這時(shí)的電流仍然可以做功，說明線圈儲(chǔ)存能量。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，線圈中的電流從無到有，其中的磁場(chǎng)也是從天到有，這可以看作電源把能量輸送到磁場(chǎng)，儲(chǔ)存在磁場(chǎng)中。這里我們知識(shí)一個(gè)合理的假設(shè)，有關(guān)電磁場(chǎng)能量的直接式樣驗(yàn)證，要在我們認(rèn)識(shí)了電磁波之后才有可能。 5．自感現(xiàn)象的理解： 線圈中電流的變化不能在瞬間完成，即不能“突變”。也可以說線圈能體現(xiàn)電的慣性 6．自感的應(yīng)用與防止： 應(yīng)用：日光燈 防止：變壓 器、電動(dòng)機(jī) （ 三 ） 自感系數(shù) 問題情景 ： 我們都知道感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與回路中磁通量變化的快慢有關(guān)，而自感現(xiàn)象中的自感電動(dòng)勢(shì)是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的一種，那么就是說，自感電動(dòng)勢(shì)也應(yīng)正比于穿過線圈的磁通量的變化率，即： E∝△Φ／△ t， 而磁場(chǎng)的強(qiáng)弱又正比于電流的強(qiáng)弱，即磁通量的變化正比于電流的變化。所以也可以說，自感電動(dòng)勢(shì)正比于電流的變化率。即 E∝△ I／△ t寫成等式即： E=L△ I／△ t ，簡稱自感或電感，用字母 L 表示。影響因素：形狀、長短、匝數(shù)、有無鐵芯。 3．單位：亨利 符號(hào)： H 常用單位：毫亨（ mH） 微亨（μ H） （四）實(shí)例探究 【例 1】如圖所示，電路甲、乙中，電阻 R 和自感線圈 L的電阻值都很小，接通 S，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡 D 發(fā)光。則（ AD） A．在電路甲中，斷開 S， D 將逐漸變暗 B．在電路甲中，斷開 S， D將先變得更亮，然后漸漸變暗 C．在電路乙中，斷開 S， D 將漸漸變暗 D．在電路乙中，斷開 S， D 將變得更亮，然后漸漸變暗 【例 2】如圖所示，自感線圈的自感系數(shù)很大，電阻為零。電鍵 K 原來是合上的，在 K 斷開后，分析： （ 1）若 R1＞ R2，燈泡的亮度怎樣變化？ （ 2）若 R1＜ R2，燈泡的亮度怎樣變化？ 鞏固 練習(xí) 1．下列關(guān)于自感現(xiàn)象的說法中，正確的是（ ACD） A．自感現(xiàn)象是由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象 B．線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向總與引起自感的原電流的方向相反 C．線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過線圈的磁通量變化的快慢有關(guān) D．加鐵芯后線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時(shí)要大 2．關(guān)于線圈的自感系數(shù)，下面說法正確的是（ D） A．線圈的自感系數(shù)越大，自感電動(dòng)勢(shì)一定越大 B．線圈中電流等于零時(shí)，自感系數(shù)也等于零 C．線圈中電流變化越快，自感系數(shù)越大 D．線圈的自感系數(shù)由線圈本身的因素及有無鐵芯決定 4．如圖 所示， L為一個(gè)自感系數(shù)大的自感線圈，開關(guān)閉合后，小燈能正常發(fā)光，那么閉合開關(guān)和斷開開關(guān)的瞬間，能觀察到的現(xiàn)象分別是（ A） A．小燈逐漸變亮，小燈立即熄滅 B．小燈立即亮，小燈立即熄滅 C．小燈逐漸變亮，小燈比原來更亮一下再慢慢熄滅 D．小燈立即亮，小燈比原來更亮一下再慢慢熄滅 六 、 課堂小結(jié) １ 、 自感現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中特殊情形，它的產(chǎn)生原因是由于通過導(dǎo)體自身的電流發(fā)生變化． ２ 、 自感電動(dòng)勢(shì)的大小與電流變化快慢和自感系數(shù)有關(guān)，它總是阻礙導(dǎo)體中電流的變化。 七、布置作業(yè)： 課后習(xí)題 渦流 教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1．知道渦流是如何產(chǎn)生的。 2．知道渦流對(duì)我們有不利和有利的兩方面，以及如何利用和防止。 3．知道電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)。 （二）過程與方法 培養(yǎng)學(xué)生客觀、全面地認(rèn)識(shí)事物的科學(xué)態(tài)度。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 培養(yǎng)學(xué)生用辯證唯物主義的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)問題。 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn) 1．渦流的概念及其應(yīng)用。 2．電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的實(shí)例分析。 ★ 教學(xué)難點(diǎn) 電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的實(shí)例分析。 教學(xué)方法 通過演示實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn) 教學(xué)手段 電機(jī)、變壓器鐵芯、演示渦流生熱裝置（ 可拆變壓器）、電磁阻尼演示裝置（示教電流表、微安表、彈簧、條形磁鐵），電磁驅(qū)動(dòng)演示裝置（ U 形磁鐵、能繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁框）。 教學(xué)活動(dòng) （一）引入新課 出示電動(dòng)機(jī)、變壓器鐵芯，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察其鐵芯有什么特點(diǎn)？ 它們的鐵芯都不是整塊金屬，而是由許多薄片疊合而成的。 為什么要這樣做呢？用一個(gè)整塊的金屬做鐵心不是更省事兒？學(xué)習(xí)了渦流的知識(shí)，同學(xué)們就會(huì)知道其中的奧秘。 （二）進(jìn)行新課 渦流 ［演示 1］渦流生熱實(shí)驗(yàn)。 在可拆變壓器的一字鐵下面加一塊厚約 2mm 的鐵板，鐵板垂直于鐵芯里磁感線的方向。在原線圈接交流電。幾 分鐘后，讓學(xué)生摸摸鐵芯和鐵板，比較它們的溫度，報(bào)告給全班同學(xué)。 為什么鐵芯和鐵板會(huì)發(fā)熱呢？原來在鐵芯和鐵板中有渦流產(chǎn)生。安排學(xué)生閱讀教材，了解什么叫渦流？ 當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，這個(gè)線圈附近的導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種電流看起來很像水的旋渦，所以叫做渦流。 課件演示，渦流的產(chǎn)生過程，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。 因?yàn)殍F板中的渦流很強(qiáng)，會(huì)產(chǎn)生大量的熱。而鐵芯中的渦流被限制在狹窄的薄片之內(nèi)，回路的電阻很大，渦流大為減弱，渦流產(chǎn)生的熱量也減少。 電磁阻尼 閱讀教材 30 頁上的“思考與討論”，分組討論，然后發(fā)表自 己的見解。 導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為 電磁阻尼 。 ［演示 2］電磁阻尼。 按照教材“做一做”中敘述的內(nèi)容，演示電表指針在偏轉(zhuǎn)過程中受到的電磁阻尼現(xiàn)象。 ［演示 3］如圖所示，彈簧下端懸掛一根磁鐵，將磁鐵托起到某高度后釋放，磁鐵能振動(dòng)較長時(shí)間才停下來。如果在磁鐵下端放一固定線圈，磁鐵會(huì)很快停下來。上述現(xiàn)象說明了什么？ 當(dāng)磁鐵穿過固定的閉合線圈時(shí)，在閉合線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)會(huì)阻礙磁鐵和線圈靠近或離開，也就是磁鐵振動(dòng)時(shí)除了空氣阻力 外，還有線圈的磁場(chǎng)力作為阻力，安培阻力較相對(duì)較大，因而磁鐵會(huì)很快停下來。 電磁驅(qū)動(dòng) ［演示 4］電磁驅(qū)動(dòng)。 演示教材 31 頁的演示實(shí)驗(yàn)。引導(dǎo)學(xué)生觀察并解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來，這種現(xiàn)象稱為 電磁驅(qū)動(dòng) 。 交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)就是應(yīng)用電磁驅(qū)動(dòng)的原理工作的。簡要介紹交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作過程。 （四）實(shí)例探究 【例 1】如圖所示是高頻焊接原理示意圖．線圈中通以高頻變化的電流時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流通過焊縫產(chǎn)生大量熱量，將金屬融化，把工件焊 接在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少，以下說法正確的是（ AD） A．電流變化的頻率越高，焊縫處的溫度升高的越快 B．電流變化的頻率越低，焊縫處的溫度升高的越快 C．工件上只有焊縫處溫度升的很高是因?yàn)楹缚p處的電阻小 D．工件上只有焊縫處溫度升的很高是因?yàn)楹缚p處的電阻大 鞏固練習(xí) 1．如圖所示，一塊長方形光滑鋁板水平放在桌面上，鋁板右端拼接一根與鋁板等厚的條形磁鐵，一質(zhì)量分布均勻的閉合鋁環(huán)以初速度 v從板的左端沿中線向右端滾動(dòng)，則（ B） A．鋁環(huán)的滾動(dòng)速度將越來越小 B．鋁環(huán)將保持勻速滾動(dòng) C．鋁環(huán)的運(yùn)動(dòng)將逐漸 偏向條形磁鐵的 N 極或 S 極 D．鋁環(huán)的運(yùn)動(dòng)速率會(huì)改變，但運(yùn)動(dòng)方向?qū)⒉粫?huì)發(fā)生改變 2．如圖所示，閉合金屬環(huán)從曲面上 h 高處滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升，設(shè)環(huán)的初速為零，摩擦不計(jì)，曲面處在圖示磁場(chǎng)中，則（ BD） A．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度小于 h B．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度等于 h C．若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度等于 h D．若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度小于 h 3．如圖所示，在光滑水平面上固定一條形磁鐵，有一小球以一定的初速度向磁鐵方向運(yùn)動(dòng)，如果發(fā)現(xiàn)小球做減速運(yùn)動(dòng)，則小球的材料可能是（ CD） A．鐵 B．木 C．銅 D．鋁 4．如圖所示，圓形金屬環(huán)豎直固定穿套在光滑水平導(dǎo)軌上，條形磁鐵沿導(dǎo)軌以初速度 v0向圓環(huán)運(yùn)動(dòng)，其軸線在圓環(huán)圓心，與環(huán)面垂直，則磁鐵在穿過環(huán)過程中，做 ___減速 ___運(yùn)動(dòng)．（選填“加速”、“勻速”或“減速”） 5．如圖所示，在 O 點(diǎn)正下方有一個(gè)具有理想邊界的磁場(chǎng)，銅環(huán)在 A點(diǎn)由靜止釋放向右擺至最高點(diǎn) B．不考慮空氣阻力，則下列說法正確的是（ B） A． A、 B 兩點(diǎn)在同一水平線 B． A 點(diǎn)高于 B 點(diǎn) C． A 點(diǎn)低于 B 點(diǎn) D．銅環(huán)將做等幅擺動(dòng) 作業(yè) 認(rèn)真閱讀 教材。 思考并完成“問題與練習(xí)”中的習(xí)題。 收集“渦流的利用和防止”方面的資料，課后交流。 第五章 交變電流 5． 1 交變電流 教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1．使學(xué)生理解交變電流的產(chǎn)生原理，知道什么是中性面。 2．掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法。 3．理解交變電流的瞬時(shí)值和最大值及中性面的準(zhǔn)確含義。 （二）過程與方法 1．掌握描述物理量的三種基本方法（文字法、公式法、圖象法）。 2．培養(yǎng)學(xué)生觀察能力，空間想象能力以及將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖形的能力。 3．培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過實(shí)驗(yàn)觀察，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，體會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的重要性 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 重點(diǎn) 交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析。 難點(diǎn) 交變電流的變化規(guī)律及應(yīng)用。 教學(xué)方法 演示法、分析法、歸納法。 教學(xué)手段 手搖單相發(fā)電機(jī)、小燈泡、示波器、多媒體教學(xué)課