2.4互感和自感教學(xué)設(shè)計-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點授課時間教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課選自人教版物理選擇性必修第二冊第二章第四節(jié)“互感和自感”，主要內(nèi)容包括：

1.互感的概念及其產(chǎn)生條件；

2.互感的方向；

3.自感的概念及其產(chǎn)生條件；

4.自感的方向；

5.互感和自感在實際應(yīng)用中的例子。

本節(jié)課通過對互感和自感的概念、產(chǎn)生條件和方向的講解，幫助學(xué)生理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象在實際生活中的應(yīng)用，提高學(xué)生的物理素養(yǎng)和實際應(yīng)用能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.理解互感和自感的概念，掌握其產(chǎn)生條件和方向，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力；

2.學(xué)會分析實際生活中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，提高學(xué)生的應(yīng)用能力和實踐能力；

3.培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和團隊協(xié)作能力，通過小組討論和實驗探究，提高學(xué)生的交流和溝通能力；

4.激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)的興趣和好奇心，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探究精神。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點

（1）互感的概念及其產(chǎn)生條件

互感是指兩個電路相互感應(yīng)的現(xiàn)象，其產(chǎn)生條件是兩個電路之間存在磁場耦合。例如，當(dāng)一個線圈中的電流發(fā)生變化時，會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。

（2）互感的方向

互感電動勢的方向可以通過右手定則來確定。具體來說，將右手四指彎曲成與兩個線圈平行的方向，然后讓四指指向電流的流向，大拇指指向的線圈中產(chǎn)生的電動勢方向就是互感電動勢的方向。

（3）自感的概念及其產(chǎn)生條件

自感是指線圈在電流變化時，線圈本身產(chǎn)生的電動勢的現(xiàn)象。其產(chǎn)生條件是線圈中的電流發(fā)生變化。例如，當(dāng)電流突然斷開時，線圈會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這就是自感電動勢。

（4）自感的方向

自感電動勢的方向可以通過右手定則來確定。具體來說，將右手四指彎曲成與線圈平行的方向，然后讓四指指向電流的流向，大拇指指向的線圈中產(chǎn)生的電動勢方向就是自感電動勢的方向。

（5）互感和自感在實際應(yīng)用中的例子

互感和自感在實際生活中有很多應(yīng)用，例如變壓器、電感器、電機等。變壓器就是利用互感原理來改變電壓的設(shè)備，而電感器則是利用自感原理來控制電流的設(shè)備。

2.教學(xué)難點

（1）互感和自感的概念及其產(chǎn)生條件

互感和自感是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的重要概念，但其產(chǎn)生條件和原理較為抽象，學(xué)生可能難以理解和掌握。

（2）互感和自感方向的理解

互感和自感電動勢的方向判斷需要運用右手定則，這對一些學(xué)生來說可能比較困難。

（3）互感和自感在實際應(yīng)用中的例子

雖然變壓器、電感器等設(shè)備在日常生活中比較常見，但學(xué)生可能并不清楚其內(nèi)部的工作原理，因此理解互感和自感在實際應(yīng)用中的例子可能有一定的難度。

針對以上難點，教師可以通過以下方法進行教學(xué)：

（1）通過實物演示和動畫模擬，幫助學(xué)生直觀地理解互感和自感的產(chǎn)生條件和原理。

（2）通過大量的實例和實際應(yīng)用，幫助學(xué)生理解互感和自感在生活中的應(yīng)用。

（3）通過小組討論和實驗探究，幫助學(xué)生深入理解和掌握互感和自感的概念和方向。

（4）通過練習(xí)題和問題解答，幫助學(xué)生鞏固和提高對互感和自感的理解和應(yīng)用能力。教學(xué)方法與策略1.教學(xué)方法

（1）講授法

（2）討論法

采用討論法，教師可以組織學(xué)生針對互感和自感的問題進行小組討論，激發(fā)學(xué)生的思考和交流，提高學(xué)生的理解和應(yīng)用能力。

（3）案例研究法

（4）實驗法

2.教學(xué)活動

（1）角色扮演

教師可以組織學(xué)生進行角色扮演，模擬變壓器或電感器的工作原理，讓學(xué)生通過扮演不同角色來理解和掌握互感和自感的概念。

（2）實驗探究

教師可以組織學(xué)生進行互感和自感的實驗探究，讓學(xué)生通過實際操作來體驗電磁感應(yīng)現(xiàn)象，加深對知識的理解和應(yīng)用能力。

（3）游戲設(shè)計

教師可以設(shè)計一些與互感和自感相關(guān)的游戲，如互感電動勢的方向判斷游戲，讓學(xué)生在游戲中學(xué)習(xí)和鞏固知識。

3.教學(xué)媒體和資源

（1）PPT

教師可以使用PPT來展示互感和自感的概念、產(chǎn)生條件和方向，幫助學(xué)生建立完整的知識體系。

（2）視頻

教師可以播放一些與互感和自感相關(guān)的視頻，如變壓器的工作原理視頻，幫助學(xué)生直觀地理解互感和自感在實際生活中的應(yīng)用。

（3）在線工具

教師可以使用一些在線工具，如電路模擬軟件，讓學(xué)生通過模擬電路來理解和掌握互感和自感的概念。教學(xué)過程設(shè)計1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生對互感和自感的興趣和好奇心

過程：教師通過展示一些與互感和自感相關(guān)的實際應(yīng)用，如變壓器和電感器，來激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心。

2.互感的概念及其產(chǎn)生條件（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生理解互感的概念及其產(chǎn)生條件

過程：教師通過PPT展示互感的概念和產(chǎn)生條件，并進行講解。

3.互感的方向（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生掌握互感的方向判斷方法

過程：教師通過PPT展示互感電動勢的方向判斷方法，并進行講解。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：加深學(xué)生對互感和自感概念的理解

過程：教師組織學(xué)生進行小組討論，讓學(xué)生通過討論來加深對互感和自感概念的理解。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標(biāo)：展示學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，并進行點評

過程：教師組織學(xué)生進行課堂展示，展示他們的學(xué)習(xí)成果，并進行點評。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容

過程：教師通過PPT總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，幫助學(xué)生鞏固知識。教學(xué)資源拓展1.互感和自感的應(yīng)用實例

-變壓器的工作原理

-電感器的應(yīng)用場景

-電機中的互感和自感現(xiàn)象

-無線充電技術(shù)中的互感和自感原理

2.互感和自感的實驗探究

-互感和自感的實驗設(shè)計

-互感和自感的實驗操作步驟

-互感和自感的實驗數(shù)據(jù)分析和解釋

3.互感和自感的數(shù)學(xué)表達式

-互感電動勢的數(shù)學(xué)表達式

-自感電動勢的數(shù)學(xué)表達式

-互感和自感在電路中的數(shù)學(xué)分析

4.互感和自感的實際應(yīng)用案例

-電力系統(tǒng)中的互感和自感現(xiàn)象

-電子設(shè)備中的互感和自感應(yīng)用

-工業(yè)控制中的互感和自感應(yīng)用

-電動汽車中的互感和自感應(yīng)用

2.拓展建議

1.組織學(xué)生進行互感和自感的實驗探究，讓學(xué)生通過實驗來加深對互感和自感概念的理解。

2.引導(dǎo)學(xué)生查閱互感和自感的應(yīng)用實例，了解其在實際生活中的應(yīng)用，提高學(xué)生的應(yīng)用能力。

3.組織學(xué)生進行互感和自感的數(shù)學(xué)分析，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力。

4.引導(dǎo)學(xué)生查閱互感和自感的實際應(yīng)用案例，了解其在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用，提高學(xué)生的實際應(yīng)用能力。

5.鼓勵學(xué)生進行互感和自感的創(chuàng)新性研究和設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探究精神。板書設(shè)計1.互感的概念及其產(chǎn)生條件

-互感：兩個電路相互感應(yīng)的現(xiàn)象

-產(chǎn)生條件：兩個電路之間存在磁場耦合

2.互感的方向

-方向判斷：右手定則

-方向：電流流向的線圈中產(chǎn)生的電動勢方向

3.自感的概念及其產(chǎn)生條件

-自感：線圈在電流變化時產(chǎn)生的電動勢

-產(chǎn)生條件：線圈中的電流發(fā)生變化

4.自感的方向

-方向判斷：右手定則

-方向：電流流向的線圈中產(chǎn)生的電動勢方向

5.互感和自感在實際應(yīng)用中的例子

-變壓器：利用互感原理改變電壓

-電感器：利用自感原理控制電流重點題型整理1.互感和自感的概念及其產(chǎn)生條件

（1）題目：解釋互感的概念及其產(chǎn)生條件。

答案：互感是指兩個電路相互感應(yīng)的現(xiàn)象，其產(chǎn)生條件是兩個電路之間存在磁場耦合。

（2）題目：解釋自感的概念及其產(chǎn)生條件。

答案：自感是指線圈在電流變化時產(chǎn)生的電動勢，其產(chǎn)生條件是線圈中的電流發(fā)生變化。

2.互感和自感的方向

（1）題目：判斷互感電動勢的方向。

答案：互感電動勢的方向可以通過右手定則來判斷，具體來說，將右手四指彎曲成與兩個線圈平行的方向，然后讓四指指向電流的流向，大拇指指向的線圈中產(chǎn)生的電動勢方向就是互感電動勢的方向。

（2）題目：判斷自感電動勢的方向。

答案：自感電動勢的方向也可以通過右手定則來判斷，具體來說，將右手四指彎曲成與線圈平行的方向，然后讓四指指向電流的流向，大拇指指向的線圈中產(chǎn)生的電動勢方向就是自感電動勢的方向。

3.互感和自感在實際應(yīng)用中的例子

（1）題目：舉例說明變壓器的工作原理。

答案：變壓器是利用互感原理來改變電壓的設(shè)備。當(dāng)一個線圈中的電流變化時，會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而改變電壓。

（2）題目：舉例說明電感器的作用。

答案：電感器是利用自感原理來控制電流的設(shè)備。當(dāng)電流通過電感器時，線圈會產(chǎn)生自感電動勢，從而減緩電流的變化速度。

（3）題目：舉例說明電機中的互感和自感現(xiàn)象。

答案：電機中的互感和自感現(xiàn)象體現(xiàn)在電機的轉(zhuǎn)子和定子之間的相互作用。當(dāng)定子中的電流變化時，會在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩。

（4）題目：舉例說明無線充電技術(shù)中的互感和自感原理。

答案：無線充電技術(shù)利用了互感和自感的原理。發(fā)射線圈中的電流變化會在接收線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而實現(xiàn)無線能量傳輸。

4.互感和自感的數(shù)學(xué)表達式

（1）題目：寫出互感電動勢的數(shù)學(xué)表達式。

答案：互感電動勢的數(shù)學(xué)表達式為：

\[e_m=M\cdot\frac{di_1}{dt}\]

其中，\(e_m\)是互感電動勢，\(M\)是互感系數(shù)，\(i_1\)是第一個線圈的電流，\(t\)是時間。

（2）題目：寫出自感電動勢的數(shù)學(xué)表達式。

答案：自感電動勢的數(shù)學(xué)表達式為：

\[e_L=L\cdot\frac{di_2}{dt}\]

其中，\(e_L\)是自感電動勢，\(L\)是自感系數(shù)，\(i_2\)是第二個線圈的電流，\(t\)是時間。

（3）題目：寫出互感和自感在電路中的數(shù)學(xué)分析。

答案：互感和自感在電路中的數(shù)學(xué)分析可以通過以下方程來表示：

\[L_1\cdot\frac{di_1}{dt}+M\cdot\frac{di_2}{dt}=e_m\]

\[L_2\cdot\frac{di_2}{dt}+M\cdot\frac{di_1}{dt}=e_L\]

其中，\(L_1\)和\(L_2\)分別是兩個線圈的自感系數(shù)，\(e_m\)和\(e_L\)分別是互感電動勢和自感電動勢。教學(xué)反思與總結(jié)在教學(xué)互感和自感這一節(jié)時，我采用了講授、討論、實驗和游戲等多種教學(xué)方法，旨在幫助學(xué)生更好地理解和掌握這一概念。通過實物演示和動畫模擬，我盡量讓抽象的概念變得形象易懂。在小組討論中，我鼓勵學(xué)生積極參與，相互交流，以提高他們的合作能力和交流能力。

然而，我也發(fā)現(xiàn)了一些問題和不足。例如，在講解互感和自感的方向時，有些學(xué)生仍然感到困惑。這可能是因為我在講解時沒有充分考慮到學(xué)生的實際理解和接受能力。因此，我計劃在未來的教學(xué)中，采用更多的實例和實際應(yīng)用來幫助學(xué)生理解這個概念。

在實驗環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生在實驗操作中不夠細心，導(dǎo)致實驗結(jié)果不準(zhǔn)確。針對這個問題，我計劃加強對實驗操作的指導(dǎo)和監(jiān)督，以確保每位學(xué)生都能正確地完成實驗，并從實驗中獲得更深入的理解。

在未來的教學(xué)中，我將繼續(xù)改進教學(xué)方法，以更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。同時，我也會繼續(xù)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和反饋，以便及時調(diào)整教學(xué)策略，提高教學(xué)效果。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測1.課堂小結(jié)

本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了互感和自感的概念及其產(chǎn)生條件，以及互感和自感在實際應(yīng)用中的例子。通過學(xué)習(xí)，我們了解到互感是指兩個電路相互感應(yīng)的現(xiàn)象，其產(chǎn)生條件是兩個電路之間存在磁場耦合?；ジ须妱觿莸姆较蚩梢酝ㄟ^右手定則來判斷，即電流流向的線圈中產(chǎn)生的電動勢方向。自感是指線圈在電流變化時產(chǎn)生的電動勢，其產(chǎn)生條件是線圈中的電流發(fā)生變化。自感電動勢的方向也可以通過右手定則來判斷，即電流流向的線圈中產(chǎn)生的電動勢方向。互感和自感在實際生活中有很多應(yīng)用，例如變壓器、電感器、電機等。變壓器就是利用互感原理來改變電壓的設(shè)備，而電感器則是利用自感原理來控制電流的設(shè)備。

2.當(dāng)堂檢測

（1）題目：解釋互感的概念及其產(chǎn)生條件。

答案：互感是指兩個電路相互感應(yīng)的現(xiàn)象，其產(chǎn)生條件是兩個電路之間存在磁場耦合。

（2）題目：解釋自感的概念及其產(chǎn)生條件。

答案：自感是指線圈在電流變化時產(chǎn)生的電動勢，其產(chǎn)生條件是線圈中的電流發(fā)生變化。

（3）題目：判斷互感電動勢的方向。

答案：互感電動勢的方向可以通過右手定則來判斷，即電流流向的線圈中產(chǎn)生的電動勢方向。

（4）題目：判斷自感電動勢的方向。

答案：自感電動勢的方向也可以通過右手定則來判斷，即電流流向的線圈中產(chǎn)生的電動勢方向。

（5）題目：舉例說明變壓器的工作原理。

答案：變壓器是利用互感原理來改變電壓的設(shè)備。當(dāng)一個線圈中的電流變化時，