2.4 自感 教学设计 -2025-2026学年高二下学期物理教科版选择性必修第二册

该高中物理《自感》教学设计聚焦自感与互感核心知识，通过“无导线线圈传递声音”“小灯泡无电源发光”实验视频导入，衔接法拉第电磁感应定律和楞次定律，搭建电磁感应理论到电工电子实践的学习支架。 该设计以核心素养为导向，物理观念上形成互感、自感及磁场能量观念，科学思维通过实验现象推理发展演绎能力，如用楞次定律分析断电自感中线圈临时供电现象，科学探究经历完整探究过程。对比表格强化概念辨析，实例分析培养辩证思维，助力学生深化理解，为教师提供清晰教学流程与评价支持。

《自感》教学设计 一、课题：自感 二、第1学时 三、教学内容分析 本节课选自教科版选择性必修第二册第二章第4节，是电磁感应规律的核心应用延伸。基于法拉第电磁感应定律和楞次定律的基础，聚焦“电磁感应在邻近电路与自身电路中的特殊表现”，搭建起电磁感应理论与电工电子技术实践的桥梁，既是对前序知识的深化，也是后续学习交变电流、电磁振荡的重要铺垫。 四、学情分析 熟练掌握电磁感应的产生条件、法拉第电磁感应定律及楞次定律，能解释简单的感应电流现象。具备基本的实验观察、变量分析与逻辑推理能力，可通过现象推导初步的物理本质。互感与自感的差异这个知识点易混淆，对“自感电动势阻碍电流变化而非阻止电流”的理解存在偏差。学生难以将“电流变化→磁场变化→感应电动势→电流阻碍变化”形成闭环推理，尤其对断电自感中“线圈作为临时电源”的逻辑理解薄弱。而且“磁场具有能量”这个性质无法通过直接观察感知，需依托实验现象间接推断，易停留在记忆层面。 五、教学目标 物理观念：1. 形成互感、自感的物理观念，能准确描述两种现象的本质及区别；2. 建立“磁场具有能量”的物质观念，理解磁场能量的储存与转化规律。 科学思维：1.通过实验现象分析，运用楞次定律推理自感电动势的作用效果，发展演绎推理能力；2.对比互感与自感的特点，归纳共性与差异，提升模型建构与辨析能力。 科学探究：1.经历“观察实验现象→提出问题→分析推理→得出结论”的探究过程，掌握实验探究的基本方法；2.能针对自感实验中的疑问（如 “灯泡为何延时亮灭”）提出合理猜想并进行逻辑验证。 科学态度与社会责任：1.认识互感、自感现象在技术中的应用价值（如变压器保障电力供应），激发对电磁技术的探究兴趣；2.辩证看待互感现象的利弊（应用与干扰），树立“科学技术需合理应用”的责任意识。 六、教学重点、难点 重点：互感与自感现象的定义及本质特征；自感实验现象的解释及自感系数的物理意义。 难点：用楞次定律解释自感现象中“电流阻碍变化”的规律；理解磁场能量的储存与转化本质。 七、评价设计 观念形成评价：通过“互感是否需要导线连接”“自感电动势阻碍电流的‘变化’还是‘存在’” 等提问，评价物理观念的准确性。 思维发展评价：观察虚拟学生对自感实验的推理过程，判断是否形成“电流→磁场→电动势” 的链状思维，是否能区分互感与自感的本质。 探究能力评价：通过“断电自感中能量来源”的猜想与论证，评价科学探究的逻辑完整性。八、教学过程活动设计 环节名称 教师活动 学生活动 设计意图 时间 新课导入 展示 PPT 中“无导线连接的线圈传递手机声音”“小灯泡直接供电发光”的实验视频，提出问题链：“两个线圈没有导线相连，声音如何传递？小灯泡未接电源，为何能发光？这些现象与电磁感应有关吗？” 结合电磁感应知识猜想：“可能是一个线圈的磁场影响了另一个线圈”“磁场变化产生了感应电动势”。 以生活中 “熟悉却无法解释” 的现象激活前备知识，引发认知冲突，引发认知冲突，自然引出“电磁感应的特殊表现”这一课题，激发探究兴趣。 2min 探究一：（互感现象） 1. 结合学生猜想给出互感定义，展示变压器、无线充电器、收音机磁性天线的图片，提问：“这些设备如何利用互感实现功能？” 2. 补充互感的危害（如手机射频信号干扰精密电路），追问：“生活中如何减小互感干扰？” 小结：互感是“异路间的电磁感应”，兼具应用价值与潜在危害，需辩证看待。 1. 小组讨论后发言：“变压器原线圈电流变化产生变化磁场，副线圈感应电动势，实现电能传递；无线充电器通过线圈互感给手机供电。” 2. 结合生活经验猜想：“让电路远离干扰源”“给电路加屏蔽罩”。 从 “应用实例” 切入构建互感概念，既贴合生活实际，又突出 “能量传递” 的本质；通过 “利弊分析” 培养辩证思维，落实科学态度与社会责任素养。 3min 探究二：（自感现象） 1. 提问：“线圈电流变化时，除了影响邻近电路，会不会对自身产生作用？”引出“自感现象”定义。 2. 展示实验装置（A1、A2 为相同灯泡，L为线圈，含变阻器），描述操作：“闭合开关调节变阻器，使两灯正常发光；断开后重新闭合，观察现象。” 3. 抛出问题链：“A1 为何延时亮？电流增大时，线圈的磁场如何变化？感应电动势的方向与原电流方向相同还是相反？它能阻止电流增大吗？” 4. 展示断电实验装置，描述操作：“闭合开关使灯泡发光，断开开关，观察灯泡变化。” 5. 追问：“断电后电源已断开，电流从何而来？线圈此时相当于什么元件？能量来自哪里？” 1. 记录定义，初步区分互感与自感的作用对象差异。 2. 观察（预设）现象：“A2 立即亮，A1 缓慢亮起，最终两灯亮度相同。” 3. 结合楞次定律推理：“电流增大→磁通量增大→线圈产生自感电动势，方向与原电流相反，阻碍电流增大，但不能阻止，故 A1 逐渐变亮。” 4. 观察（预设）现象：“灯泡不立即熄灭，短暂发光后逐渐熄灭。” 5. 讨论后达成共识：“线圈电流减小→产生自感电动势，相当于临时电源；电流通过灯泡形成回路，能量来自线圈磁场储存的能量。 1.通过问题自然过渡，引导学生从 “异路” 转向 “自身”，为后续探究铺垫概念基础。 2-3. 通过 “现象观察→问题拆解→逻辑推理” 的环节，引导学生用楞次定律解释实验现象，突破 “自感电动势阻碍电流变化” 的理解难点，发展科学思维。 4-5.通过 “异常现象” 引发思考，结合 “电源类比” 帮助学生理解线圈的临时供电作用，为 “磁场具有能量” 的认知铺垫实验基础。 8min 探究三：（自感系数与磁场能量） 1.给出自感电动势表达式 ，提问：“式中 L 的物理意义是什么？哪些因素会影响 L 的大小？” 2.明确 L 的单位（亨利， 1H=103mH=106μH），结合断电自感总结：“电流通过线圈时，电能转化为磁场能储存；电流变化时，磁场能转化为电能释放。” 结合 PPT 中“几匝导线、空芯线圈、铁芯多匝线圈”的对比图，归纳：“L是描述线圈自感本领的物理量，匝数越多、线圈越大、有铁芯时L越大。” 从 “定量表达式” 切入理解自感系数，通过 “实物对比” 具象化决定因素，结合实验现象阐释磁场能量，落实物理观念中的物质观念。 总结巩固 引导学生对比互感与自感（表格形式），强化概念辨析： 巩固题（1. 互感应用判断；2. 通电自感现象分析），快速核对答案 填充表格并复述核心区别。 通过 “对比表格” 梳理知识体系，强化概念辨析；通过 “即时检测” 快速反馈学习效果，巩固核心知识。 4min 九、板书设计 2.4 自感和互感 一、互感现象 1. 定义：异路电流变→感应电动势 2. 应用：变压器、无线充电器、磁性天线 3. 危害：电路干扰→减小间距/屏蔽 二、自感现象 1. 定义：自身电流变→自身感应电动势 2. 实验规律： 通电自感：阻碍电流增大（A1延时亮） 断电自感：阻碍电流减小（灯泡延时灭） 3. 自感电动势： 4. 自感系数L： 意义：自感本领 决定因素：匝数、大小、形状、铁芯 单位：亨利（H） 1H=10³mH=10⁶μH 三、磁场的能量 储存：电能→磁场能（电流存在时） 释放：磁场能→电能（电流变化时） 十、作业设计 辨析下列现象属于互感还是自感： ①日光灯启动时镇流器的作用；②手机无线充电；③线圈断电后灯泡短暂发光。 用楞次定律详细解释 “通电自感中 A1 灯泡延时亮” 的过程。 十一、教学反思和改进 1.优点 核心素养导向清晰：每个环节均围绕物理观念、科学思维等素养设计，如通过实验推理落实科学探究，通过利弊分析渗透社会责任。 无生适配性强：虚拟学生活动依托问题链层层递进，教师引导语精准，既体现学生主体地位，又符合无生课堂 “逻辑闭环” 的需求。 难点拆解有效：将自感现象的解释拆解为 “电流→磁场→电动势→阻碍变化” 的子问题，降低认知台阶。 2. 不足与改进 抽象过程可视化不足：磁场变化、能量转化等过程较抽象，无生课堂中缺乏真实实验支撑，可在课件中增加 “电流 - 磁场 - 电动势” 同步变化的动画，增强直观性。 互动反馈缺失：无真实学生的即时反馈，难以精准判断素养达成度，可在设计中预设 “学生常见错误回答”（如 “自感电动势阻止电流变化”），并增加针对性纠错环节。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $