第二節(jié)自感互感教學(xué)設(shè)計(jì)中職基礎(chǔ)課-電工電子類-高教版（2021）-(物理)-55主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：自感互感

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：中職基礎(chǔ)課-電工電子類-高教版（2021）-物理-55班

3.授課時(shí)間：2023年3月15日（周三）下午第2節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力，通過自感、互感現(xiàn)象的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠運(yùn)用物理規(guī)律解釋電磁現(xiàn)象，提高分析問題和解決問題的能力。同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電磁學(xué)知識(shí)的興趣，增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感，使其能夠在電工電子領(lǐng)域更好地應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.自感和互感的概念理解：理解自感電動(dòng)勢(shì)和互感電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生原理，以及它們與電流變化率的關(guān)系。

2.自感和互感的計(jì)算：掌握自感和互感的計(jì)算公式，能夠根據(jù)實(shí)際電路計(jì)算自感和互感值。

難點(diǎn)：

1.自感和互感現(xiàn)象的物理意義：理解自感和互感現(xiàn)象對(duì)電路性能的影響，如對(duì)電路穩(wěn)定性的影響。

2.自感和互感的應(yīng)用：將自感和互感現(xiàn)象應(yīng)用于實(shí)際電路分析中，解決實(shí)際問題。

解決辦法：

1.通過實(shí)驗(yàn)演示和動(dòng)畫演示，幫助學(xué)生直觀理解自感和互感現(xiàn)象。

2.通過例題講解和課堂練習(xí)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)計(jì)算公式的掌握和應(yīng)用。

3.結(jié)合實(shí)際電路案例，引導(dǎo)學(xué)生分析自感和互感現(xiàn)象的應(yīng)用，提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力。

4.采用小組討論和合作學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生提出問題、解決問題，培養(yǎng)批判性思維。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源1.軟硬件資源：示波器、信號(hào)發(fā)生器、電阻箱、電感器、變壓器等實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

2.課程平臺(tái)：校園內(nèi)物理教學(xué)平臺(tái)，用于發(fā)布教學(xué)資料和學(xué)生作業(yè)。

3.信息化資源：電磁感應(yīng)動(dòng)畫軟件、自感互感現(xiàn)象的視頻資料。

4.教學(xué)手段：多媒體課件、實(shí)物模型、教學(xué)掛圖。教學(xué)過程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：教師通過提問：“大家知道電流和磁場(chǎng)之間的關(guān)系嗎？有沒有想過電流變化會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)？”來引發(fā)學(xué)生的思考，激發(fā)他們對(duì)自感和互感現(xiàn)象的好奇心。

-回顧舊知：教師簡(jiǎn)要回顧法拉第電磁感應(yīng)定律，提醒學(xué)生電流變化可以產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。

2.新課呈現(xiàn)（約30分鐘）

-講解新知：教師詳細(xì)講解自感和互感的概念、原理及其與電流變化率的關(guān)系，使用多媒體課件展示相關(guān)公式和圖示。

-舉例說明：通過具體電路實(shí)例，如自感線圈、變壓器等，說明自感和互感現(xiàn)象在實(shí)際電路中的應(yīng)用。

-互動(dòng)探究：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，探討自感和互感現(xiàn)象的影響因素，如電路結(jié)構(gòu)、材料、尺寸等。

3.實(shí)驗(yàn)演示（約20分鐘）

-教師演示自感和互感實(shí)驗(yàn)，如改變電流觀察自感線圈兩端電壓變化，通過示波器觀察變壓器次級(jí)線圈電壓變化。

-學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

4.鞏固練習(xí)（約25分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)，完成課本上的練習(xí)題，鞏固對(duì)自感和互感計(jì)算方法的理解。

-教師指導(dǎo)：教師在學(xué)生練習(xí)過程中巡視指導(dǎo)，解答學(xué)生的疑問，確保學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。

5.拓展延伸（約15分鐘）

-教師提出一些與自感和互感相關(guān)的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，如自感和互感在節(jié)能技術(shù)中的應(yīng)用。

-學(xué)生分組討論，提出解決方案，并分享討論結(jié)果。

6.總結(jié)反思（約5分鐘）

-教師總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)自感和互感在電工電子領(lǐng)域的重要性。

-學(xué)生反思：學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，分享自己的學(xué)習(xí)心得和體會(huì)。

7.課后作業(yè)（約10分鐘）

-教師布置課后作業(yè)，包括計(jì)算題、分析題和應(yīng)用題，幫助學(xué)生進(jìn)一步鞏固所學(xué)知識(shí)。

-學(xué)生記錄作業(yè)，準(zhǔn)備課后復(fù)習(xí)。

整個(gè)教學(xué)過程注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，通過實(shí)驗(yàn)演示、課堂練習(xí)和小組討論等方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。學(xué)生學(xué)習(xí)效果六、學(xué)生學(xué)習(xí)效果

1.知識(shí)掌握：學(xué)生能夠準(zhǔn)確理解自感和互感的概念，掌握自感和互感電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生原理，以及它們與電流變化率的關(guān)系。學(xué)生能夠運(yùn)用公式計(jì)算自感和互感值，并能解釋自感和互感現(xiàn)象在實(shí)際電路中的應(yīng)用。

2.實(shí)踐能力：通過實(shí)驗(yàn)演示和實(shí)際操作，學(xué)生能夠觀察并記錄自感和互感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提高了解決實(shí)際問題的能力。學(xué)生能夠根據(jù)電路圖分析電路中的自感和互感效應(yīng)，為電路設(shè)計(jì)和故障排除提供理論依據(jù)。

3.思維能力：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，通過小組討論和合作探究，培養(yǎng)了批判性思維和創(chuàng)造性思維。學(xué)生能夠提出問題、分析問題，并嘗試從不同角度解決問題，提高了邏輯推理和問題解決能力。

4.應(yīng)用能力：學(xué)生能夠?qū)⒆愿泻突ジ兄R(shí)應(yīng)用于實(shí)際電路分析中，如變壓器的設(shè)計(jì)、電路的穩(wěn)定性分析等。學(xué)生能夠根據(jù)電路參數(shù)選擇合適的自感元件和互感元件，提高電路性能。

5.學(xué)習(xí)興趣：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)電磁學(xué)知識(shí)產(chǎn)生了濃厚的興趣，激發(fā)了進(jìn)一步學(xué)習(xí)的動(dòng)力。學(xué)生能夠主動(dòng)探索電磁學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)，拓寬知識(shí)面。

6.團(tuán)隊(duì)合作：在小組討論和實(shí)驗(yàn)操作中，學(xué)生學(xué)會(huì)了與他人合作，共同完成任務(wù)。學(xué)生能夠傾聽他人的意見，尊重他人，提高溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

7.自主學(xué)習(xí)：學(xué)生在本節(jié)課的學(xué)習(xí)過程中，逐步培養(yǎng)了自主學(xué)習(xí)的能力。學(xué)生能夠根據(jù)自身情況，制定學(xué)習(xí)計(jì)劃，合理安排學(xué)習(xí)時(shí)間，提高學(xué)習(xí)效率。

8.知識(shí)遷移：學(xué)生能夠?qū)⒆愿泻突ジ兄R(shí)遷移到其他領(lǐng)域，如通信、控制、自動(dòng)化等。學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問題，提高綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。板書設(shè)計(jì)①自感現(xiàn)象

-自感：電流變化在電路本身產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。

-自感電動(dòng)勢(shì)：e=-L*(di/dt)

-自感系數(shù)L：表示自感特性的物理量。

②互感現(xiàn)象

-互感：一個(gè)電路中的電流變化在另一個(gè)電路中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。

-互感電動(dòng)勢(shì)：e=-M*(di1/dt)

-互感系數(shù)M：表示互感特性的物理量。

③自感和互感計(jì)算

-自感計(jì)算：L=(1/μ0μr)*(N^2*A/l)

-互感計(jì)算：M=(1/2)*μ0μr*(N1N2*A/l)

-其中，μ0為真空磁導(dǎo)率，μr為相對(duì)磁導(dǎo)率，N為線圈匝數(shù)，A為線圈截面積，l為線圈長(zhǎng)度。

④自感和互感的影響因素

-線圈匝數(shù)N：匝數(shù)越多，自感和互感越大。

-線圈截面積A：截面積越大，自感和互感越大。

-線圈長(zhǎng)度l：長(zhǎng)度越大，自感和互感越大。

-材料的磁導(dǎo)率μr：磁導(dǎo)率越高，自感和互感越大。

⑤自感和互感在實(shí)際電路中的應(yīng)用

-變壓器：利用互感原理，實(shí)現(xiàn)電壓的升高或降低。

-電流互感器：用于測(cè)量高電壓線路中的電流。

-電壓互感器：用于測(cè)量高電壓線路中的電壓。

-信號(hào)傳輸：利用互感原理，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸和轉(zhuǎn)換。典型例題講解例題1：

已知一個(gè)自感線圈的自感系數(shù)L為0.5H，當(dāng)線圈中的電流變化率為5A/s時(shí)，求線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)。

解答：

根據(jù)自感電動(dòng)勢(shì)的公式e=-L*(di/dt)，代入已知數(shù)值得到：

e=-0.5H*(5A/s)=-2.5V

答案：線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)為-2.5V。

例題2：

一個(gè)變壓器的初級(jí)線圈匝數(shù)為100匝，次級(jí)線圈匝數(shù)為200匝，初級(jí)線圈中的電流為2A，求次級(jí)線圈中的電流。

解答：

根據(jù)變壓器的電壓比和電流比的關(guān)系，電壓比等于匝數(shù)比，電流比也等于匝數(shù)比。因此，次級(jí)線圈中的電流為：

I2=(N2/N1)*I1=(200/100)*2A=4A

答案：次級(jí)線圈中的電流為4A。

例題3：

一個(gè)理想變壓器的初級(jí)線圈接入220V的交流電源，次級(jí)線圈輸出電壓為110V，初級(jí)線圈匝數(shù)為200匝，求次級(jí)線圈的匝數(shù)。

解答：

根據(jù)變壓器的電壓比等于匝數(shù)比，得到：

N2/N1=V2/V1

N2=(V2/V1)*N1=(110V/220V)*200匝=100匝

答案：次級(jí)線圈的匝數(shù)為100匝。

例題4：

一個(gè)自感線圈接入一個(gè)交流電源，電源頻率為50Hz，自感系數(shù)L為0.1H，求線圈中的感抗。

解答：

感抗的公式為X_L=2πfL，代入已知數(shù)值得到：

X_L=2π*50Hz*0.1H=10πΩ≈31.4Ω

答案：線圈中的感抗為31.4Ω。

例題5：

一個(gè)電流互感器的次級(jí)線圈接入一個(gè)電壓表，次級(jí)線圈電阻為100Ω，當(dāng)次級(jí)線圈中流過1A的電流時(shí)，電壓表讀數(shù)為10V，求互感系數(shù)。

解答：

電流互感器的電壓與電流成正比，即V/I=N2/N1，其中N2為次級(jí)線圈匝數(shù)，N1為初級(jí)線圈匝數(shù)。由于是理想互感器，次級(jí)線圈電阻可以忽略不計(jì)，因此：

V/I=N2/N1

10V/1A=N2/N1

N2/N1=10

由于互感系數(shù)M=N2/N1，所以：

M=10

答案：互感系數(shù)為10。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.結(jié)合實(shí)際案例：在教學(xué)過程中，我嘗試將自感和互感現(xiàn)象與實(shí)際工程案例相結(jié)合，如變壓器的設(shè)計(jì)、電路的穩(wěn)定性分析等，讓學(xué)生感受到物理知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值，提高他們的學(xué)習(xí)興趣。

2.多媒體輔助教學(xué)：利用多媒體課件和動(dòng)畫演示，將抽象的物理現(xiàn)象直觀化，幫助學(xué)生更好地理解自感和互感的概念和原理。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.學(xué)生理解困難：部分學(xué)生對(duì)自感和互感的概念理解不夠深入，需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的講解和鞏固。

2.實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范：在實(shí)驗(yàn)操作過程中，部分學(xué)生存在操作不規(guī)范、數(shù)據(jù)記錄不準(zhǔn)確等問題，需要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性培訓(xùn)。

3.評(píng)價(jià)方式單一：目前主要依靠學(xué)生的課堂表現(xiàn)和作業(yè)完成情況來評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，缺乏對(duì)學(xué)生實(shí)際操作能力和創(chuàng)新思維的評(píng)估。

反思改進(jìn)措施（三）

1.深入講解基礎(chǔ)知識(shí)：針對(duì)學(xué)生對(duì)自感和互感概念理解困難的問題，我將加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的講解，如自感系數(shù)、互感系數(shù)的計(jì)算方法等，并通過舉例說明，幫助學(xué)生更好地理解。

2.規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作：為了提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性，我將加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)前的培訓(xùn)，確保學(xué)生掌握正確的實(shí)驗(yàn)步驟和操作方法，并在實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，及時(shí)糾正不規(guī)范的操作。

3