2019-2020年高中物理 4.2《探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件 二》教學(xué)設(shè)計 新人教版選修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 4.2《探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件 二》教學(xué)設(shè)計 新人教版選修3-2 　　一、學(xué)習(xí)任務(wù)分析 　　1．教材的地位和作用 　　探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件是高中物理新課程（選修3-2）第四章第二節(jié)的內(nèi)容，是電磁學(xué)的核心內(nèi)容之一，在整個高中物理中占有相當(dāng)重要的地位。本節(jié)內(nèi)容揭示了磁和電的內(nèi)在聯(lián)系，通過探究實驗的方法歸納出了“磁生電”的規(guī)律，在教材中起到了承前啟后的作用，是學(xué)生今后學(xué)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律和交變電流產(chǎn)生的基礎(chǔ)。 　　在教材的編排上本節(jié)從初中知識點閉合電路的部分導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生電流入手，再設(shè)計學(xué)生探究實驗，對現(xiàn)象進行分析歸納，最后總結(jié)出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，這樣的編排符合學(xué)生的認知規(guī)律。 　　2．學(xué)習(xí)的主要任務(wù) 　　除了從知識上讓學(xué)生了解并掌握電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件外，更為重要的是，本節(jié)教材內(nèi)容一個顯著的特點就是探究性強，通過觀察三個實驗，理出頭緒、分析論證進而歸納出結(jié)論，充分體現(xiàn)了實驗探究的具體過程，能夠很好的培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。 　　同時，教材中對法拉第堅信磁能生電，并歷經(jīng)十年的不懈努力，最后終于發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)規(guī)律的物理學(xué)史料的介紹，是一個很好的德育切入點，同時也體現(xiàn)了教材對學(xué)生人文思想和科學(xué)精神的熏陶。 　　3．教學(xué)重點和難點 　　（1）教學(xué)重點 　?、賹W(xué)生實驗探究的過程。 　?、趯Ξa(chǎn)生感應(yīng)電流條件的歸納總結(jié)。 　?。?）教學(xué)難點 　　①教師對學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的操控。 　?、趯W(xué)生對實驗現(xiàn)象的分析總結(jié)──磁通量的變化。 　　二、學(xué)習(xí)者情況分析 　　學(xué)生對閉合電路的部分導(dǎo)線切割磁感線能產(chǎn)生電流，在初中已有一定的認識，但在空間想象、問題本質(zhì)的分析等方面還較為薄弱。因此，在教學(xué)中從學(xué)生的已有知識出發(fā)，通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究實驗、產(chǎn)生問題、協(xié)作交流等學(xué)習(xí)方法，從而解決問題得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的結(jié)論。 　　三、教學(xué)目標 　　根據(jù)上述對學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)者情況的分析，確定本節(jié)課教學(xué)目標如下： 　　1．知識和技能 　　（1）知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 　　（2）能根據(jù)實驗事實歸納產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。 　?。?）會運用產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件判斷具體實例中有無感應(yīng)電流。 　?。?）能說出電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化特點。 　　2．過程和方法 　　（1）體會科學(xué)探索的過程特征，領(lǐng)悟科學(xué)思維方法。 　?。?）通過實驗探究，歸納概括出利用磁場產(chǎn)生電流的條件，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、操作、探究、概括能力。 　　3．情感、態(tài)度和價值觀 　?。?）通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，培養(yǎng)他們嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。 　　?。?）介紹法拉第不怕困難，頑強奮戰(zhàn)十年，終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，感受法拉第勇于探索科學(xué)真理的科學(xué)精神。 　?。?）通過對物理學(xué)中簡潔美的介紹賞析，培養(yǎng)學(xué)生欣賞物理學(xué)中美的情懷。 　　四、教學(xué)方法 　　在課堂中通過一個演示實驗和兩個學(xué)生探究實驗，創(chuàng)設(shè)物理情景。教師引導(dǎo)學(xué)生認真觀察、積極思維，然后進行分析論證，歸納總結(jié)出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件；同時通過同學(xué)間的分組實驗和討論，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的效率，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神。 　　五、教學(xué)器材 　　　自制鋁管“電磁隧道”，小鐵球，磁性小球，靈敏電流計，蹄形磁鐵，線框，條形磁鐵，大小螺線管各一個，電源，滑動變阻器，導(dǎo)線，多媒體課件，學(xué)生分組實驗器材。 　　六、教學(xué)過程設(shè)計 【引入新課】 師：xx年奧運會在我國北京隆重舉行，我們奧運健兒在奧運會上取得了優(yōu)異成績，尤其是在男子佩劍比賽中，我國運動員仲滿以15：9的好成績戰(zhàn)勝了法國運動員尼古拉-洛佩，贏得了自1984年洛杉磯奧運會以來中國擊劍隊的首枚金牌，為祖國贏得了榮譽。大家想一下，擊劍比賽中是如何記錄比賽成績的？ 生：是用運動員頭盔上的指示燈發(fā)出的閃光來記錄比賽成績的。 師：下面我發(fā)明一種裝置，同樣可以用來記錄比賽成績。下面進行演示實驗，指示燈發(fā)光。 師：為什么會發(fā)生上述現(xiàn)象呢？等學(xué)完本章內(nèi)容后，我們就會明白了，本節(jié)課我們先來學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容──探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件。 【新課教學(xué)】 1．史料介紹 首先讓我們把目光投向1820年4月的一天，丹麥物理學(xué)家奧斯特在一次演講中，碰巧在南北方向的導(dǎo)線下面放置了一枚小磁針，當(dāng)電源接通時，小磁針居然轉(zhuǎn)動了，聽眾中大概沒有人注意到這一現(xiàn)象，但奧斯特卻為這一發(fā)現(xiàn)感到振奮，這就是后來著名的奧斯特實驗。 奧斯特實驗揭示了電能夠產(chǎn)生磁，那反過來磁能否產(chǎn)生電呢？當(dāng)時很多物理學(xué)家都進行了艱難的探索，如法國的安培、瑞士的科拉頓等，但均以失敗告終。最后只有英國的法拉第經(jīng)過十年的不懈努力，終于為我們找到了答案，磁可以產(chǎn)生電，但是有條件的，下面就讓我們沿著當(dāng)年法拉第探索的足跡，來探究一下產(chǎn)生電磁感應(yīng)所需要滿足的條件吧。（講述的同時在屏幕上展示安培、科拉頓、法拉第等圖片） 2．探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件 師：大家看，我這樣直接把導(dǎo)線接到磁鐵兩端，能否產(chǎn)生感應(yīng)電流。 生：不能。 師：請大家思考一下，要進行這個探究實驗，器材應(yīng)該如何去選。 引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：①要有產(chǎn)生磁場的物體：如蹄形磁鐵、條形磁鐵、通電螺旋管等；②要有能夠顯示電流的器材，如靈敏電流計等；③要有產(chǎn)生感應(yīng)電流的裝置，如導(dǎo)體棒、線圈等。 師：大家看屏幕，顯示的是我們教材為大家提供的三套實驗方案，請大家仔細體會是不是滿足我們探究需要，然后進行實驗 探究實驗一：導(dǎo)體棒（環(huán)）切割磁感線運動，如圖2所示。 學(xué)生操作實驗，記錄觀察結(jié)果 導(dǎo)體棒（環(huán)）動作 指針是否偏轉(zhuǎn) 水平向右運動 水平向左運動 斜向運動 豎直上下運動 ②小組討論，歸納 ③教師總結(jié)：當(dāng)閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線運動時，電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流。 師：除此之外，還有那些情況可以產(chǎn)生感應(yīng)電流呢？下面讓我們看探究實驗二。 （2）探究實驗二：向線圈中插拔磁鐵，如圖3所示 ①學(xué)生操作實驗，記錄觀察結(jié)果 磁鐵的動作 表針擺動方向 磁鐵的動作 表針擺動方向 N極插入線圈 S極插入線圈 N極停在線圈中 S極停在線圈中 N極從線圈中抽出 S極從線圈中抽出 ②小組討論，歸納 ③教師總結(jié)：當(dāng)向線圈中插、拔磁鐵時線圈中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生。 （3）探究實驗三：模仿法拉第的實驗，如圖4所示。 ①學(xué)生操作實驗，記錄觀察結(jié)果 實驗操作 表針偏轉(zhuǎn) 開關(guān)閉合瞬間 開關(guān)斷開瞬間 開關(guān)閉合時，滑動變阻器不動 開關(guān)閉合時，迅速移動滑動變阻器的滑片 ②小組討論，歸納 ③教師總結(jié)：當(dāng)螺線管A中的電流發(fā)生變化時，線圈B中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生。 3．分析論證 實驗二：如圖5所示，磁鐵插入線圈時磁場由弱變強，磁鐵由線圈抽出時，磁場由強變?nèi)?，即通過線圈B的磁場強弱變化時，可以產(chǎn)生感應(yīng)電流。 實驗三：如圖6所示，由于開關(guān)閉合、斷開及迅速移動滑動變阻器的滑片，線圈A中的電流迅速變化，產(chǎn)生的磁場也在迅速變化，又由于兩個線圈套在一起，所以通過線圈B的磁場強弱也在迅速變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流。 總結(jié)一：由實驗二、三可以得出結(jié)論：當(dāng)通過閉合電路的磁場強弱變化時，閉合電路中可以產(chǎn)生感應(yīng)電流。 師：大家再看一下實驗一，剛才我們總結(jié)出來的結(jié)論適用么？ 生：不適用，因為閉合電路所在處的磁場強弱并未發(fā)生變化。 師：既然磁場沒有發(fā)生變化，那是由于那個量發(fā)生變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電流呢？為了更好的說明問題，我們畫出實驗一的俯視圖，如圖7所示。 師：當(dāng)當(dāng)導(dǎo)體棒AB向左、右運動時，回路的那個量在變化？ 生：當(dāng)導(dǎo)體棒AB向左、右運動時，雖然磁場的強弱沒有變化，但是導(dǎo)體棒切割磁感線的運動使得閉合回路包圍的面積在變化。 總結(jié)二：當(dāng)磁場強弱不變但閉合回路面積發(fā)生變化時，同樣可以產(chǎn)生感應(yīng)電流。 師：以上我們得出的是兩個結(jié)論，大家知道，我們物理有一種簡單樸實之美，我們最好能把剛才得到的兩個結(jié)論總結(jié)起來。下面需要引入一個新的物理量──磁通量。 4．磁通量 定義：穿過某一閉合回路的磁感線的條數(shù)。 我們有以上結(jié)論可以看出，不論是通過閉合回路的磁場強弱發(fā)生變化，還是面積發(fā)生變化，穿過閉合回路的磁通量都會發(fā)生變化。 由以上總結(jié)我們可以得到結(jié)論：不論什么原因，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會有感應(yīng)電流產(chǎn)生。 【課堂小結(jié)】 以上我們通過實驗探究了電磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件，本節(jié)課我們除了要掌握產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件外，更重要的是要掌握物理探究實驗的探究方法，體驗探究過程。 【作業(yè)設(shè)計】 （1）完成學(xué)案和課后練習(xí)。 （2）課后探究實踐：搖“繩”能發(fā)電嗎？（教師略作指導(dǎo)）