利用传感器进行自感教学的设计

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一名认真的高中教师肯定有一份准备充分的教案，教案也是老师开展教学活动的依据，老师经常会为写教案感到苦恼，优秀的高中教案是什么样子的？为了帮助大家，下面是由小编为大家整理的利用传感器进行自感教学的设计，仅供参考，欢迎大家阅读。

北京市十一学校秦建云

传统实验教学演示自感现象是通过小灯泡亮度的变化来反映线圈在电流变化时将会产生感应电动势。由于小灯泡的亮度不完全由电流强度决定，人对亮度变化的识辨能力有限，易使学生产生只有在特定条件下线圈电流变化时才会产生自感现象的误解。

利用传感器进行教学时可以直接检测全过程中电流的变化，使学生直接观察到自感发生的条件。学生可以将观察到的现象与检测结果进行对比加深对自感本质的理解，还可以检测到无法观察到的自感现象，形成全面、准确的认识。

1．--

采用问题探究式的教学方法，由问题研究→现象发现与总结→原因分析与结论→观察、分析、验证。

2．教学过程

（1）研究等值的线圈电阻与标准电阻对电流的阻碍作用是否相同。

①研究方法：控制变量法（u、r相同时，通电过程中电流规律是否相同）。

②实验器材：朗威dis实验室系统、等阻值的线圈和标准电阻、6v的干电池电源、电键、导线若干。

③研究电路（图1）：

④实验图象（图2）：

⑤实验发现：线圈与标准电阻在电流增大或减小过程中对电流的阻碍作用不同，在电流稳定时，阻碍作用相同：线圈对电流的增大或减小有阻碍作用，断开电键时，通过标准电阻的电流方向发生变化且两电流等大同步变化。

⑥原因分析，说明自感现象。

（2）探究自感与哪些因素有关

①猜测：线圈直径大小，长度，单位长度上匝数多少，是否在线圈中插入铁芯。

②实验研究方法：控制变量法（是否在线圈中插入铁芯）

③电路设计（图3）。

④实验结果（图4）

⑤实验结论。线圈的自感系数由线圈的自身条件决定，与线圈的直径、长度、单位长度上导线匝数等有关。如果在线圈中插入铁芯，自感系数会增大很多。

（3）观察、分析、验证

①素材一将相同的两个小灯泡d1、d2接入图5所示的电路，观察从接通电键s到断开电键s的整个过程中两小灯泡的亮度如何变化？小灯泡d2在接通时逐渐变亮，d1立即变亮。

分析：根据自感发生的条件及特点，画出通过小灯泡的电流与时间的关系曲线（图6）。

验证：在两个小灯泡支路中分别接入电流传感器显示电流－时间图象，验证学生的分析是否正确。

②素材二（图7）

观察：从接通电键s到断开电键s的整个过程中小灯泡的亮度如何变化？断开电键时小灯泡d的亮度突然增大然后逐渐熄灭。'

分析：断电时小灯泡亮度突然增加，说明稳定时通过线圈的电流大于通过小灯泡的电流。图8为电流－时间图象。

验证：在两个支路中分别接入电流传感器显示电流－时间图象，验证学生的分析是否正确。在电流变化过程中，无论我们是否能观察到，通电线圈都会发生自感现象。

（4）课后探究

①设计探讨其它因数对自感影响的实验方法，并到实验室进行验证。

②对接通电源，电流增加后的回落现象进行猜测，设计验证方法并进行验证。

JK251.com延伸阅读

静电的利用防止【精】

教学目标

知识目标

1、了解静电的利用和静电的防止；知道静电的利用原理．

2、分析日常生活中的静电现象，对有害静电提出有效的防止措施．

能力目标

通过本节内容的学习，培养学生对现象的分析能力，以及利用所学知识解决问题的能力．

情感目标

让学生联系实际，关心社会，培养学生的社会责任感．

教学建议

本节内容是选学内容，教师在讲解时注意激发学生的积极性，培养学生的观察能力．生活中的静电现象比较常见，教师可以通过录像、图片等方法让学生更多的了解静电现象，并引导学生利用所学对有害静电提出有效的防止措施；另外针对静电的利用，重点讲解静电的利用原理．可以讲解静电复印机、或静电除尘．

在教学中，注意培养学生的社会责任感，联系实际，关心社会，让学生意识到用所学回报社会是社会公民的义务，这也是我们教学的目标．

教学设计示例

第十节

1、静电的利用

教师讲解：通过前面的学习，我们知道使物体带电的方法：摩擦起电、感应起电，我们也学习了电荷运动的一些规律，还研究了一种储存电荷的装置——电容器，人们通过各种装置来利用电荷，但是一些电荷还是会给人类带来麻烦，有时甚至造成危害．

教师出示有关静电的图片；

人们通常通过控制电极、利用各种物体特殊的光电性质来产生对我们有利的电荷加以运用，服务我们的生活．例如

（1）静电除尘（教师讲解）

（2）静电复印：（学生自学）

（3）静电喷漆（学生自学）

请同学思考：能否举出你知道的静电利用示例，你觉得，在哪些方面我们也可以利用静电？

2、静电的防止：

教师讲解：在干燥的天气里，用塑料梳子梳头发的时候，我们会看到静电现象，在干燥的北方秋季，静电现象也较为明显．静电会给人民的生活带来危害，甚至造成事故，同学们在看过书后，想一想，你的周围是否也有一些有害的静电现象呢？你能象到什么方法来避免呢？

3、总结

教师讲解：学过电场知识，尤其学过了本节内容，我希望同学们了解：我们的身边还有很多东西需要大家去学习、发现、还有很多东西可以通过我们的改造并让它为我们服务．关爱社会、学以致用，更好的为社会服务是我们每个人的社会责任．

变压器【精】

教学目标

一、知识目标

1、知道的构造．知道是用来改变交流电压的装置．

2、理解互感现象，理解的工作原理．

3、掌握理想工作规律并能运用解决实际问题．

4、理解理想的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决基本问题．

5、理解的输入功率等于输出功率．能用的功率关系解决简单的的电流关系问题．

6、理解在远距离输电时，利用可以大大降低传输线路的电能消耗的原因．

7、知道课本中介绍的几种常见的．

二、能力目标

1、通过观察演示实验，培养学生物理观察能力和正确读数的习惯．

2、从工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括能力．

3、从理想概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义．

三、情感目标

1、通过原副线圈的匝数与绕线线径关系中体会物理学中的和谐、统一美．

2、让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想．

3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度．

教学建议

教材分析及相应的教法建议

1、在学习本章之前，首先应明确的是，是用来改变交变电流电压的．不能改变恒定电流的电压．互感现象是工作的基础．让学生在学习电磁感应的基础上理解互感现象．这里的关键是明白原线圈和副线圈有共同的铁芯，穿过它们的磁通量和磁通量的变化时刻都是相同的．因而，其中的感应电动势之比只与匝数有关．这样原、副线圈的匝数不同，就可以改变电压了．

2、在分析的原理时，课本中提到了“次级线圈对于负载来讲，相当于一个交流电源”；一般情况下，忽略的磁漏，认为穿过原线圈每一匝的磁通量与穿过副线圈的磁通量总是相等的．这两个条件，都是“理想”的工作原理的内容．利用课本中的这些内容，教师在课堂上，首先可以帮助学生分析原理，原线圈上加上交变流电后，铁心中产生交变磁通量；在副线圈中产生交变电动势，则副线圈相当于交流电源对外供电．在这个过程中，如果从能量角度分析，可以看成是电能（原线圈中的交变电流）转换成磁场能（铁心中的变化磁场），磁场能又转换成电能（副线圈对外输出电流）．所以，是一个传递能量的装置．如果不计它的损失，则在工作中只传递能量不消耗能量．

要使学生明白，理想是忽略了中的能量损耗，它的输出功率与输入功率相等，这样才得出原、副线圈的电压、电流与匝数的关系式．在解决有两个副线圈的的问题时，这一点尤其重要．当然，在初学时，有两个副线圈的的问题，不做统一要求，不必急于去分析这类问题．对于学有余力的学生，可引导他们进行分析讨论．

3、学生对原理和中原、副线圈的电压、电流的关系常有一些似是而非的模糊认识，引导学生认真讨论章后习题，对学生澄清认识会有所帮助．

4、的电压公式是直接给出的．课本中利用原、副线圈的匝数关系，说明了什么是升压和什么是降压，这也是为了帮助学生能记住电压关系公式．利用的输出功率和输人功率相等的关系，得到了．建议教师做好用输出负载调节输入功率的演示实验．引导学生注意观察，当负载端接入的灯泡逐渐增多时，原、副线圈上的电压基本上不发生变化，原线圈中的电流逐渐增大，副线圈中的电流也逐渐增大．

5、介绍几种常见的，是让学生能见到真实的的外型和了解的实际构造．教师应当尽可能多地找一些的给学生看一看．在生产和生活中有十分广泛的应用．课本中介绍了一些，教学中可根据实际情况向学生进行介绍，或看挂图、照片、实物，或参观，以开阔学生眼界，增加实际知识

6、电能的输送，定性地说明了在远距离输送电能时，采用进行高压输电可以大大减少输电线路上的电能损失．这里重点描述了输电线上的电流大小与造成的电热损失的关系，教师应帮助学生分析，理解采用高压输电的必要性．

教学重点、难点、疑点及解决办法

1、重点：工作原理及工作规律．

2、难点：

（l）理解副线圈两端的电压为交变电压．

（2）推导原副线圈电流与匝数关系．

（3）掌握公式中各物理量所表示对象的含义．

3、疑点：铁心是否带电即如何将电能从原线圈传输出到副线圈．

4、解决办法：

（l）通过演示实验来研究工作规律使学生能在实验基础上建立规律．

（2）通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电流与匝数间的关系．

（3）通过运用工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义．

用GSP进行“波动”教学【荐】

安徽省滁州师范专科学校赵世武

【教学内容简析】

一、需求分析

学生的学习需求是指学生要达到的目标水平与他现在实际水平之间的差距。本课的教学目标是：了解波的形成条件及过程、波的种类、振动和波的关系；理解波的传播规律和波的图象。学生的实际是只学过振动和振动的图象，会使用《几何画板》软件。此差距很明显。这就要求教师根据建构主义学习理论，通过创设情景、提供脚手架来降低知识的梯度，真正把教学目标转化为学生自己的学习需求。

二、内容分析

波是一种普遍而重要的运动形式。本节内容包括：波的形成条件及过程；波的种类；振动和波的关系；波的传播规律和波的图象等。这对学生来说有一定的难度。教师可利用演示实验、gsp课件等为学生创设情景，提供脚手架；学生主动探索、建构自己的知识体系。这样，学生在有效地掌握知识的同时，又使探索能力，创新能力得到发展。、

【教学方法】

教师使用电脑和实验创设情景，提出问题，师生共同讨论和探索，最后得出结论。

【--】

一、复习振动知识

教师用电脑演示振动课件（界面图1所示），提问：什么是简谐振动？简谐振动中回复力、位移、速度、加速度是怎样变化的？

二、做好演示实验形成学习动机

【演示1】取一段中间拴有红绳的橡胶管，把管的一端固定，另一端握在手中，并把它松松地放在较长的桌面上，手握住管子令其一端上下振动。

【演示2】用弹簧纵波演示器，演示纵波的形成和传播。使金属小球在钢片弹力作用下，沿螺旋弹簧方向左右振动。

学生带着问题观察：

（1）波是怎样形成的？

（2）波有几种？

（3）波和振动一样吗？

三、引导学生猜测分析讨论

学生各自带着问题去观察，得出各自对结论的猜测，然后互相讨论得出公认的结论：

（1）波是振动在介质中的传播。

（2）波有质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上的纵波和质点的振动方向与波的传播方向垂直的横波之分。

四、学生利用gsp课件进一步探索

教师通过网络向学生提供gsp课件，由学生自己来操作，并向学生提出要求：振动和探波有何关系？波的传播规律是什么？波的图象和振动的图象一样吗？学生通过对课件的操作、索得出各自的结论，并进行互相讨论得出公认的结论。

（1）波的特征

①沿波的传播方向，各质点的运动特征是先振动的质点依次带动后振动的质点运动，振动质点相位依次落后。（由图2，3得出）

②波在传播的过程中，各质点的运动总是在平衡位置附近做周期性振动，质点本身并不随波迁移，所传播的是质点振动的形式和能量。从波形图上看，波的形状保持不变，只是波形整体的匀速平移。（由图2，3得出）

③波源振动的周期性，导致简谐波在介质中传播的周期性，即当波在介质中传播的时间t为t的整数倍或传播距离为波长λ的整数倍时，波形和原来重复。则，波在介质中传播时间t可以写成，传播距离，（n＝1，2，3……）。（由图2界面课件可得出）

（2）波和振动的关系

质点每振动一个周期，波就向前传播一个波长。

质点振动的振幅与波幅相同。

振动图象表示同一质点在不同时刻的位置；波动图象表示不同质点在同一时刻的位置。

可见，gsp具有强大的函数计算功能、图形显示功能和动画功能，能方便地以动态方式表现对象之间的关系，能够生动地反映物理图景。它既可作为一种演示工具，又可作为帮助学生探索和理解的工具，是教师和学生的帮手。