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

该高中物理教学设计聚焦“自感”核心知识，通过“断电电击”实验情境导入，衔接电磁感应、楞次定律前序知识，为交流电学习奠定基础，以实验观察和问题串搭建学习支架。 特色在于实验创新与核心素养融合，通过通断电自感演示、传感器定量显示电流变化，引导学生科学探究（设计实验验证）、科学思维（归纳“增反减同”规律），结合磁场能量转化深化物理观念，助力学生突破难点，提升教师教学效率。

《自感》教学设计 一、课题：自感 二、第4学时 三、教学内容分析 “自感”是《电磁感应》第4节的内容，是电磁感应现象的重要实例，同时也是楞次定律规律应用的重要体现，它揭示了感应电动势的产生与方向，是电磁感应现象中较难的知识。本节课是法拉第电磁感应定律的实际应用，可加深学生对产生电磁感应现象条件的理解。同时通过设计、推导与实验来引导学生观察通断电自感现象，对培养学生抽象思维能力和综合运用所学知识分析解决实际问题的能力有着至关重要的作用。因此，对自感现象的研究，既是对电磁感应规律的巩固和深化，也为以后学习交流电、电磁波奠定了知识基础。同时，自感现象知识与人们日常生活、生产技术有着密切的关系，因此，学习该部分知识有着重要的现实意义。 4、 学情分析 学生已经具备分析简单电路结构的能力，具备判断感应电流产生条件、方向、计算感 应电动势大小等电磁感应相关知识的能力，对于互感现象也有了初步的感性认识，但是头 脑中还没有互感这个概念，也没有意识到当线圈通过变化的电流时，线圈本身也会产生电 磁感应现象，即自感现象，学习中对自感现象的解释以及分析相关的自感现象的特点时学生遇到的最大挑战。 五、教学目标 物理观念：了解影响自感电动势大小的因素，知道其中能量的转化规律，会解释日常生活和生产技术中有关自感现象的应用情况。能分析自感现象的利用与防治，认识到事物的两面性，知道如何趋利避害。 科学思维：能够根据“穿过线圈内磁通量的变化能引起电磁感应现象的产生”，提出“通过线圈自身电流变化引起的穿过自身的磁通量变化是否也能引起电磁感应现象的产生”的问题，并通过对比实验，归纳出自感现象的规律。 科学探究：能够根据“线圈自身电流变化，引起的穿过自身回路中磁通量变化，是否也要产生感应电动势和感应电流”这一问题，设计合理的实验验证，并能根据观察的实验现象，利用电磁感应现象和能量转化关系进行合理的解释。 科学态度与责任：能够运用已学的物理知识对实验结果进行预测和判断，培养学生在学习知识时，避免偏见，敢于质疑的精神。 六、教学重点、难点 教学重点：通断电自感现象的理解。 教学难点：自感现象产生的原理。 七、评价设计 为了加深学生对此节内容的理解，并教学过程中培养学生的科学思维，教师需要在教 学过程中利用已有的电磁感应相关知识和分析电磁感应问题的方法解决自感的新问题，培养他们基于已知信息和方法分析未知问题的科学推理和科学论证的能力 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 环节一：引入新课 创设实验情境，认识自感现象 问题：断开开关，为什么他们却被电击了呢？是谁惹的祸？ 观察思考回答 线圈 利用新奇震撼的实验带领学生走入自感的世界，建立概念理解性质，引入自感。从而达到变教为引的教学目的，突出教学重点。 2min 环节二：进入新课通电自感 解释自感定义 探究自感对电流的影响。 演示实验：通电自感 学生分组讨论实验现象 设置问题串： 讨论：开关闭合瞬间 （1）线圈中产生的自感电动势的方向? （2）最终一样亮，说明了什么？ 预测并观察实验现象，并讨论交流回答问题 采用学生分组，直观的观察实验现象，从定性角度分析到自感的存在；同时，小组合作的方式，学生互帮互助，共同进步。这部分总体也体现了以学生为主的教育思想，并突出教学重点。 5min 环节二：进入新课断电自感 演示实验：断电自感 问题串： 开关断开前，流过灯泡和线圈的电流方向？ 开关断开瞬间,线圈中的电流如何变化？ 此时线圈充当了什么功能？ 流过灯泡A的电流方向有什么变化？ （5）为什么灯泡闪亮一下再熄灭？ （6）开关断开瞬间,线圈产生的自感电动势的方向？ 探究活动：用传感器显示自感对电流的影响 预测并观察实验现象，并讨论交流回答问题 学生观察现场：闭合开关瞬间，电流缓慢达到稳定值，断开开关瞬间，电流反向并缓慢减小。 学生分析实验的现象，总结并小组讨论，得出结论。 通过神奇现象，以直观的视觉效果，感知，引发学生对小灯泡电流情况分析的欲望，从而加深对自感规律的认识。 达到了化抽象为具体的教学目的。真正的做到了让学生知其然，必知其所以然，进而顺利的攻克教学难点。 借助电流传感器、数据采集器等现代教育技术手段，学生能够从定量观察角度观察断电自感和通电自感实验中电流的变化情况。进而将微观原因与宏观现象有机的结合在一起。 13min 环节二：总结自感规律 总结自感规律： （1） 自感电动势产生的原因？ （2） 自感电动势产生的方向？ （3） 自感电动势的作用？ 强调： （1）“阻碍”并非“阻止”，增大的最终还是要增大，减小的最终还是要减小，自感电动势只是延缓了电流的变化过程！ （2）线圈不允许通过它的电流发生突变，体现了它“固执”的特性，有点像力学中物体的“惯性”。 学生思考回答： （1）线圈本身电流变化，引起自身磁通量的变化。 （2）方向： 原电流增大时，自感电动势与原电流方向相反，阻碍电流增加原电流减小时，自感电动势与原电流方向相同，阻碍电流减小 （增反减同） （3）总是阻碍自身电流的变化，即延缓电流变化的时间。 学生通过自己分析实验现象，总结概括实验结论，构建知识脉络，培养学生概括总结能力和知识体系建构能力，即巩固了知识基础，又学习了新知识。 5min 环节二：磁场的能量 问题：在断电自感的实验中，开关断开,灯泡却能闪亮一下？这时灯泡的能量从哪来？试从能量的角度加以解释。 学生分析思考并回答：开关闭合时，线圈中有电流时，电流产生磁场，电源把能量输送给磁场， 能量储存在磁场中；当开关断开后的瞬间，通过电磁感应把磁场能转化为电能，线圈充当了电源。 通过这一问题让学生对通断电自感过程当中的能量变化情况有着更清晰的认识。同时物理观念当中关键要素又包含物质观念、运动观念、相互作用观念和能量观念，因此，在不同的物理概念和知识当中均让学生认识到其中的能量变化情况，对于整体能量观念的建构具有十分重要的意义。 5min 环节二：新知学习自感系数 教师引导： 自感电动势也属于感应电动势，其大小同样遵循法拉第电磁感应定律。 （1）什么是自感系数？ （2）那么决定一个线圈的自感系数的因素有哪些呢？ 介绍物理学家亨利 学生阅读教材，思考推导自感电动势 在讲述知识点的同时又能渗透科学和科学家的故事，学生能够深刻体会科研的艰辛和科学家的奉献精神。至此，拓展延伸这部分的设计体现了从生活走进物理，从物理走向社会的教育理念。 5min 环节三：学以致用 问题：想一想，自感在生活中有哪些应用呢？ 自感危害？ 播放电弧火花——烧蚀开关视频。 自感的防止 自感现象的应用——日光灯 学生：电焊， 燃气罩点火装置，汽车点火装置。 引导学生将所学到的知识解释生活中常见的物理现象，并学会学以致用，加深学生对自感现象的理解。 3min 环节四：课堂总结 收获到了什么？ 总结归纳 总结归纳本节课所学，帮助学生建立知识框架。 2min 九、板书设计 2.4自感 1、 自感定义 （1） 通电自感 （2） 断电自感 二、自感现象 三、磁场的能量 四、自感电动势和自感系数： 十、作业设计 （1）完成课后习题。 （2）分组课后研究性学习任务：查阅资料，了解自感在生活中的其他应用。 十一、教学反思和改进 通过实验演示通电、断电自感现象，灯泡明暗变化与电流曲线同步呈现，突破了传统实验 “现象瞬间难观察” 的问题，多数学生能直观感知 “自感电动势阻碍电流变化” 的核心规律，课堂互动环节。但存在自感系数讲解浅、反馈单一等问题，后续将从深化知识、优化节奏、完善反馈，以学生为中心优化教学，助力其掌握物理本质。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $