“自感”教學設計

根據新課程標準，講述自感現象有以下兩種方案：一種是先演示再分析，最后介紹應用。這樣講思路清晰易于被學生接受。另一種方案是先分析實驗電路，提出問題，再利用學過的電磁感應知識引導學生作出預測，然后再進行實驗驗證。這種方法適于基礎好的學生，既能提高分析問題的能力，又能使學生理解自感發生的物理原因。但不管使用哪種方案都要使學生理解：①導體本身電流變化，引起磁通量變化，這是產生自感現象的原因；②自感電動勢的作用是阻礙電流變化。

借鑒傳統講授方案的優點，結合新課改理念，體現“自主、合作、探究”思想，本節課作如下處理。

一、復習引入，實驗開路

1.問題

從幾種不同形式的電磁感應現象中，你認為要產生電感應現象的最重要的條件是什么？

穿過回路的磁通量發生變化，即只要即可。

2.演示鎮流器“觸電”

如圖1讓學生用手捏住導線裸露部分搭接電池組兩極體會有什么感覺？并作分析（有觸電感覺，說明ab間有高壓，這高壓從何而來？值得深思）。

分析　“電鍵”搭接以后，線圈中存在穩定的很強的電流i，故線圈內部鐵芯中存在很強的磁場穿過線圈的磁通量很大；而當斷開瞬間，在很短的δt時間內，線圈中電流迅速減小到零，則穿過線圈的磁通量也迅速減小到零，由于δt很小，故對線圈來說值很大，即線圈上產生了很高的感應電動勢。這就是引起有觸電感覺的高壓來源。

3.建立概念

上述現象屬于一種特殊的電磁感應現象。是指穿過電路的φ的變化是由于通過導體本身的電流發生變化引起的。這種由于導體本身電流發生變化而產生的電磁感應現象叫做自感現象。

二、進入正題，探索原因

通過剛才實驗，同學們已有了自感現象感性認識，我們試著用其他的方法來再現自感現象。

首先，如圖2甲，提出一個實驗構思，請大家評判是否合理？如果不合理，請你提出改進方案。

說明　r為限流電阻，且已調節好，使通電后a1、a2正常發光且亮度相同。

思考　s閉合瞬時會出現什么現象？（a1立即變亮，a2逐漸變亮）

實驗　驗證了同學們的猜測是正確的。

思考　為什么會出現這種現象？

由楞次定律，在通電瞬間，線圈中電流增大時，穿過線圈的磁通量增加，線圈中產生感應電動勢（自感電動勢），它阻礙了線圈中電流的增大，推遲了電流達到正常值的時間，因此出現a2逐漸變亮的。這種阻礙有別于阻止，a2的電流最終達到正常值。

創新　s接通會產生自感現象，自感電動勢阻礙電流增大。如果不斷通斷開關，會出現什么現象？

a2一直較暗或不亮，a1亮暗情況正常。

提問　原因是什么？

通電自感實驗，說明自感電動勢對電流增大的阻礙作用。我們知道電流的變化包括增大和減小。電流增大有自感現象，電流減小時是否有自感現象？我們改裝電路成為斷電自感演示電路（圖3）

演示　s閉合后打開

現象　燈泡閃亮一下逐漸熄滅

解釋　開關斷開時，線圈中產生自感現象，線圈和燈泡組成閉合回路中有電流流過（線圈改為可拆變壓器400匝）

結論　不管是導體本身電流的增大也好或才是減小也好，產生自感現象關鍵在于線圈中的磁通量發生變化。在線圈中電流減小時自感電動勢對其也有阻礙作用。由此可知：自感電動勢的作用便是阻礙線圈中電流的變化。

問題　自感現象中產生的自感電動勢與哪些因素有關？