2024-2025學年高中物理 第二章 楞次定律和自感現(xiàn)象 第2節(jié) 自感教學實錄 魯科版選修3-2

2024-2025學年高中物理第二章楞次定律和自感現(xiàn)象第2節(jié)自感教學實錄魯科版選修3-2授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點授課時間課程基本信息1.課程名稱：楞次定律和自感現(xiàn)象

2.教學年級和班級：高一年級1班

3.授課時間：2024年9月15日星期一第3節(jié)課

4.教學時數(shù)：1課時核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學生的科學探究能力，通過實驗觀察和數(shù)據(jù)分析，使學生能夠理解和應(yīng)用楞次定律。

2.提升學生的科學思維能力，引導學生運用歸納和演繹的方法，分析自感現(xiàn)象的原理。

3.強化學生的科學態(tài)度與責任，使學生認識到電磁現(xiàn)象在自然界和工程技術(shù)中的應(yīng)用價值，激發(fā)對物理學科的興趣和探索精神。學習者分析1.學生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：

學生在進入本節(jié)課之前，已經(jīng)學習了電磁感應(yīng)的基本概念，包括法拉第電磁感應(yīng)定律和電動勢的產(chǎn)生。他們應(yīng)該能夠理解磁通量、感應(yīng)電流和感應(yīng)電動勢之間的關(guān)系。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：

高一學生對物理學科普遍抱有較高的興趣，尤其是與日常生活相關(guān)的電磁現(xiàn)象。他們的學習能力強，能夠通過實驗和數(shù)學推導來理解物理概念。學習風格上，部分學生偏好通過實驗直觀理解物理現(xiàn)象，而另一些學生則更喜歡通過數(shù)學公式進行抽象分析。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學生在理解楞次定律時可能會遇到困難，因為這一規(guī)律不僅需要記憶，還需要理解其背后的物理意義。此外，自感現(xiàn)象的引入可能會讓學生感到抽象，因為他們需要理解電流變化如何影響自感電動勢。學生可能難以將自感現(xiàn)象與實際應(yīng)用聯(lián)系起來，如變壓器和電機的工作原理。此外，對于部分學生來說，將楞次定律與法拉第電磁感應(yīng)定律結(jié)合起來理解可能會是一個挑戰(zhàn)。教學方法與策略1.采用講授與討論相結(jié)合的教學方法，首先通過講解楞次定律的基本原理，引導學生理解自感現(xiàn)象的概念。

2.設(shè)計實驗活動，讓學生親自動手進行自感實驗，觀察電流變化與自感電動勢的關(guān)系，增強學生的實踐操作能力。

3.利用多媒體教學，通過動畫演示楞次定律的物理過程，幫助學生直觀理解抽象的物理現(xiàn)象。

4.設(shè)置小組討論環(huán)節(jié)，讓學生分析案例，探討自感現(xiàn)象在實際應(yīng)用中的重要性，促進學生批判性思維的發(fā)展。教學過程一、導入新課

（教師）同學們，上節(jié)課我們學習了法拉第電磁感應(yīng)定律，了解了電動勢的產(chǎn)生原理。今天，我們將繼續(xù)探索電磁感應(yīng)的另一個重要現(xiàn)象——自感現(xiàn)象。請大家翻開課本，找到第二章第二節(jié)，我們先來回顧一下法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容。

（學生）好的，老師。

二、新課講授

（教師）現(xiàn)在，讓我們來探討自感現(xiàn)象。首先，我們要明確什么是自感。自感是指電路中的電流變化時，在電路本身產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。這個過程與法拉第電磁感應(yīng)定律有相似之處，但也有一些不同。

（學生）老師，自感電動勢的方向是怎樣的呢？

（教師）這是一個很好的問題。根據(jù)楞次定律，自感電動勢的方向總是阻礙引起它的電流變化。也就是說，當電流增大時，自感電動勢的方向與電流方向相反；當電流減小時，自感電動勢的方向與電流方向相同。

（學生）哦，我明白了。那么，自感電動勢的大小與什么有關(guān)呢？

（教師）自感電動勢的大小與電流變化率以及自感系數(shù)有關(guān)。自感系數(shù)是描述電路自感能力的物理量，它與電路的結(jié)構(gòu)和材料有關(guān)。

（學生）那我們怎么測量自感系數(shù)呢？

（教師）我們可以通過實驗來測量自感系數(shù)。實驗中，我們可以改變電流的大小，并測量相應(yīng)的自感電動勢，然后根據(jù)公式計算出自感系數(shù)。

三、實驗演示

（教師）接下來，我將進行一個實驗演示，向大家展示自感現(xiàn)象。請同學們注意觀察實驗裝置和操作步驟。

（學生）好的，老師。

（教師）首先，我將閉合開關(guān)，使電流通過線圈。然后，我會迅速斷開開關(guān)，觀察電流變化和電壓表的變化。

（學生）老師，我看到了電流表指針的跳動，電壓表也顯示出了電壓變化。

（教師）很好，這就是自感現(xiàn)象。當電流迅速減小時，線圈中產(chǎn)生了自感電動勢，阻礙了電流的變化。

四、案例分析

（教師）現(xiàn)在，我們來分析一個實際案例。請大家思考一下，變壓器是如何利用自感現(xiàn)象工作的？

（學生）變壓器通過改變線圈匝數(shù)來改變自感系數(shù)，從而實現(xiàn)電壓的升高或降低。

（教師）非常好，變壓器的原理正是基于自感現(xiàn)象。接下來，我們再來看一個電機的工作原理。

（學生）電機是通過電流通過線圈產(chǎn)生磁場，從而驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的。

（教師）是的，電機中的轉(zhuǎn)子線圈在磁場中受到力的作用，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。這個過程也涉及到了自感現(xiàn)象。

五、課堂小結(jié)

（教師）通過本節(jié)課的學習，我們了解了自感現(xiàn)象的概念、原理和應(yīng)用。希望大家能夠掌握自感電動勢的方向、大小以及與電流變化率的關(guān)系。

（學生）老師，我明白了。自感現(xiàn)象在許多實際應(yīng)用中都有重要作用，如變壓器、電機等。

（教師）很好，希望大家能夠?qū)⑺鶎W知識應(yīng)用到實際生活中，提高自己的科學素養(yǎng)。

六、作業(yè)布置

（教師）同學們，今天的作業(yè)是：

1.復(fù)習本節(jié)課所學內(nèi)容，完成課本上的相關(guān)練習題。

2.思考自感現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用，下節(jié)課我們將進行分享。

（學生）好的，老師，我們一定會認真完成作業(yè)。

七、課堂總結(jié)

（教師）今天的課程到此結(jié)束。希望大家能夠通過本節(jié)課的學習，對自感現(xiàn)象有更深入的理解。下節(jié)課我們將繼續(xù)探討電磁感應(yīng)的其他現(xiàn)象，希望大家能夠積極參與，共同進步。

（學生）謝謝老師，我們下節(jié)課再見！知識點梳理1.自感現(xiàn)象的定義：

自感現(xiàn)象是指電路中的電流變化時，在電路本身產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。

2.楞次定律：

楞次定律指出，感應(yīng)電動勢的方向總是阻礙引起它的電流變化。具體來說，當電流增大時，自感電動勢的方向與電流方向相反；當電流減小時，自感電動勢的方向與電流方向相同。

3.自感電動勢的大小：

自感電動勢的大小與電流變化率以及自感系數(shù)有關(guān)。電流變化率越大，自感電動勢越大；自感系數(shù)越大，自感電動勢也越大。

4.自感系數(shù)：

自感系數(shù)是描述電路自感能力的物理量，它與電路的結(jié)構(gòu)和材料有關(guān)。自感系數(shù)越大，電路的自感能力越強。

5.自感現(xiàn)象的實驗：

通過實驗可以測量自感系數(shù)。實驗中，改變電流的大小，并測量相應(yīng)的自感電動勢，然后根據(jù)公式計算出自感系數(shù)。

6.自感現(xiàn)象的應(yīng)用：

自感現(xiàn)象在許多實際應(yīng)用中都有重要作用，如變壓器、電機等。變壓器通過改變線圈匝數(shù)來改變自感系數(shù)，從而實現(xiàn)電壓的升高或降低。電機則是通過電流通過線圈產(chǎn)生磁場，從而驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

7.自感現(xiàn)象與法拉第電磁感應(yīng)定律的關(guān)系：

自感現(xiàn)象是法拉第電磁感應(yīng)定律的一個特例。它們都涉及到電流變化時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，但自感現(xiàn)象是電流變化在電路本身產(chǎn)生的電動勢。

8.自感現(xiàn)象的物理意義：

自感現(xiàn)象反映了電流變化時電路內(nèi)部能量轉(zhuǎn)換的過程，即電能和磁能之間的相互轉(zhuǎn)換。

9.自感現(xiàn)象的數(shù)學表達：

自感電動勢的大小可以用以下公式表示：ε=-L*(dI/dt)，其中ε為自感電動勢，L為自感系數(shù)，dI/dt為電流變化率。

10.自感現(xiàn)象的影響因素：

自感現(xiàn)象的影響因素包括電流變化率、自感系數(shù)、電路的結(jié)構(gòu)和材料等。教學反思教學反思

今天這節(jié)課，我?guī)ьI(lǐng)同學們一起學習了自感現(xiàn)象，這是一個相對抽象且重要的物理概念。在回顧教學過程時，我想分享一下我的幾點反思。

首先，我覺得課堂的導入環(huán)節(jié)做得還可以。我通過提問的方式，讓學生回顧了法拉第電磁感應(yīng)定律，這樣既復(fù)習了舊知識，又為引入新概念做了鋪墊。不過，我也注意到有些學生對于法拉第定律的理解還不夠深入，這讓我意識到在今后的教學中，我需要更加注重基礎(chǔ)知識的鞏固。

在實驗演示環(huán)節(jié)，我選擇了簡單的自感實驗，讓學生親自操作，觀察電流變化和電壓表的變化。這個環(huán)節(jié)的效果非常好，學生們通過親身體驗，對自感現(xiàn)象有了更直觀的認識。不過，我也發(fā)現(xiàn)，在實驗過程中，有些學生對于實驗操作不夠熟練，這可能是由于他們對實驗器材不夠熟悉。因此，我認為在今后的教學中，我需要提前讓學生熟悉實驗器材，并加強實驗操作的指導。

在案例分析環(huán)節(jié)，我選擇了變壓器和電機作為案例，讓學生思考自感現(xiàn)象在實際應(yīng)用中的重要性。這個環(huán)節(jié)的目的是讓學生將理論知識與實際應(yīng)用相結(jié)合，提高他們的應(yīng)用能力。從學生的反應(yīng)來看，他們對于案例的分析比較積極，能夠提出一些有見地的觀點。但是，我也注意到，有些學生對于案例的分析還不夠深入，這可能是因為他們對相關(guān)領(lǐng)域的知識了解不夠。因此，我計劃在今后的教學中，增加一些跨學科的知識點，幫助學生拓寬視野。

在課堂小結(jié)和作業(yè)布置環(huán)節(jié)，我強調(diào)了自感現(xiàn)象的重要性，并布置了相關(guān)的練習題。我希望通過這些練習題，讓學生鞏固所學知識，并能夠?qū)⑵鋺?yīng)用到實際問題中。同時，我也提醒學生思考自感現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用，這有助于激發(fā)他們的學習興趣。典型例題講解例題1：

一個自感系數(shù)為L的線圈，當電流以恒定速率增加時，求線圈中的自感電動勢的大小。

解答：

根據(jù)自感電動勢的公式：ε=-L*(dI/dt)，其中ε為自感電動勢，L為自感系數(shù)，dI/dt為電流變化率。

已知電流以恒定速率增加，即dI/dt為常數(shù)。設(shè)電流變化率為k，則有：

ε=-L*k

例題2：

一個自感系數(shù)為L的線圈，電流從I0增加到2I0，所用時間為t。求線圈中的自感電動勢。

解答：

同樣使用自感電動勢的公式：ε=-L*(dI/dt)。

電流從I0增加到2I0，變化量為ΔI=2I0-I0=I0。所用時間為t，則電流變化率dI/dt=ΔI/t=I0/t。

代入公式得：

ε=-L*(I0/t)=-L*I0/t

例題3：

一個自感系數(shù)為L的線圈，電流變化時產(chǎn)生的自感電動勢為ε。若電流變化率為0.5A/s，求自感系數(shù)L。

解答：

根據(jù)自感電動勢的公式：ε=-L*(dI/dt)。

已知電流變化率dI/dt=0.5A/s，代入公式得：

L=-ε/(dI/dt)=-ε/0.5A/s

例題4：

一個自感系數(shù)為L的線圈，當電流從I0減小到0時，求線圈中的自感電動勢。

解答：

電流從I0減小到0，變化量為ΔI=0-I0=-I0。假設(shè)所用時間為t，則電流變化率dI/dt=ΔI/t=-I0/t。

代入自感電動勢的公式得：

ε=-L*(d