2.4 互感和自感 教学设计-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

互感和自感 课标要求 通过实验了解自感现象，能够举例说明自感现象在生活中的应用。 学习目标 1.物理观念 知道互感与自感现象及其产生原因，并知道互感和自感都是特殊的电磁感应现象。 2.科学思维 利用电磁感应有关规律分析通电、断电时自感现象的原因。 会运用互感和自感的原理对该现象进行应用和防止。 3.科学探究 通过对实验的观察讨论和体验，解释实验中发生的物理现象。 通过带领学生进行实验的设计与改进，增强学生分析问题、解决问题的能力。 4.科学态度与责任 认识互感和自感是电磁感应的两种现象，体验特殊现象的普遍性。 领悟科学家对科学的执着和对名利的淡泊的科学献身精神。 重难点 教学重点：互感和自感现象 教学难点：利用电磁感应有关规律分析自感现象产生的原因和特点。 教学过程 可包含学习任务设计，评价内容（目标可测，关联核心素养或学业质量水平），作业设计，课堂小结，板书设计等。 课堂引入 自主先学 教师演示实验：将连有闭合线圈的灯泡靠近变压器的铁芯，观察实验现象,灯泡发光。 （1） 互感现象 1.互感的定义 当一个线圈中电流发生改变时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。 2.互感的应用 利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛应用。 教师演示 互感应用（1） 变压器 教师演示实验：将连有闭合线圈的灯泡靠近变压器的铁芯，观察实验现象 互感的利用和防止预习任务已提前布置好，学生三个小组上台展示（手抄报+现场演示解说） 小组1 互感应用（2）无线充电技术 学生演示，其余学生观察无线充电的过程，体会两个线圈之间的互相并感应做出解释。 小组2 互感应用（3）金属探测仪 学生演示实验：使用金属探测仪检查学生身上的金属制品请学生解释其中的电磁感应原理 小组3 互感应用（4）非接触式智能卡 请小组同学简述门禁卡、校园卡的原理 3.互感的危害与防止 互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要设法减小电路间的互感。在数据线上我们经常看到一个圆柱形的结构，这叫磁环，在电子电路中起到抗干扰的作用。电路中有防止互感的电路板，线圈的双线绕法等。 （二）自感现象 如果线圈A中的电流发生变化，除了会与线圈B里发生互感现象，那在他自身的回路中磁通量也发生了变化，是不是也产生感应电动势呢？ 学生实验：怦然心动 体验断电自感的短暂电击感 15人左右 1.自感现象的定义 当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势。这种现象称为自感现象，由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。 问题探究 以行促学 2.通电自感 实验演示 开关闭合时，会出现什么现象？ 怎么去解释这种现象？小组讨论请第四小组解释。 3.断电自感 实验演示 开关断开时时，会出现什么现象？ 怎么去解释这种现象？小组讨论第五小组解释。教师引导学生分析断电自感，学生画出断电自感时电流的流向，并用平板上传至大屏幕，教师抽取一人的答案讲评。 4.数字化实验演示通电/断电自感 四个小组分组实验 最后请一位小组学生上台利用朗威数字化实验室得出的图像在大屏幕上对得出的实验数据做出解释。 4.自感的应用与防止 （1）应用 日光灯的镇流器，闭合开关时自感产生高压加在灯丝两端，灯丝发射电子轰击管壁的荧光粉发光。 （2）危害 生活生产中很多电路中都有大型线圈，在切断电路的瞬间会产生很高的自感电动势，使开关附近的空气被电离击穿形成电弧。电弧会把开关烧坏，甚至引起火灾。油浸开关：把开关放在绝缘性良好的油中防止空气被击穿。 （三）磁场的能量 断电自感：开关断开后，灯泡的发光还能维持一小段时间，能量是从哪里来的？ 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。 总结提升 以学促行 互感：发生于任何两个相互靠近的电路之间。①变压器；②无线充电；③电磁炉；④探雷器；⑤手持安检仪。 自感：在线圈本身激发出感应电动势。通电自感；断电自感；其它应用…… 适时检测 以行验学（用平板答题展示错误率有针对讲解） 练习1. 下列关于互感现象的说法正确的是(　 　) A．一个线圈中的电流变化时，与之靠近的另一线圈中产生感应电动势的现象称为互感现象 B．互感现象的实质是电磁感应，同样遵循楞次定律和法拉第电磁感应定律 C．利用互感现象能够将能量由一个线圈传递到另一个线圈，人们制造了收音机的“磁性天线” D．在电力工程以及电子电路中，互感现象不会影响电路的正常工作 练习2 (多选)目前无线电力传输已经比较成熟.如图所示为一种非接触式电源供应系统,这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力,两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置,利用这一原理,可以实现对手机进行无线充电.下列说法正确的是( 　 ) A.若A线圈中输入电流,B线圈中就会产生感应电动势 B.只有A线圈中输入变化的电流,B线圈中才会产生感应电动势 C.A线圈中电流越大,B线圈中感应电动势越大 D.A线圈中电流变化越快,B线圈中感应电动势越大 练习3. (通电自感和断电自感)图甲和乙是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈.实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同.下列说法正确的是( 　) A.图甲中,A1与L1的电阻值相同 B.图甲中,闭合开关S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流 C.图乙中,变阻器R接入电路的阻值与L2的电阻阻值相同 D.图乙中,闭合开关S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等 会判断什么是自感什么是互感       （2分）    能举例生活中自感现象和互感现象的应用和防止（2分）    能解释互感现象和自感现象           （2分）    能画出自感时电流变化情况           （1分）    能解释自感现象中的能量关系       （1分）    知道自感电动势的表达式与自感系数的影响因（2分）   《互感和自感》课堂达标自评表 用平板展示学生自评表得分情况 课后作业 结合你对自感现象互感现象的认识，和你的同学一起讨论动车组进站过程中如何进行能量转化的，并把你们的讨论形成一篇不少于800字的小论文 学科网（北京）股份有限公司 $$