高中物理《探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件》教案 (人教版選修3-2)
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111 選修3-2第四章 電磁感應(yīng) 第2節(jié)《探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件》 一、教材分析 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(gè)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(guò)探究實(shí)驗(yàn)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(shí)點(diǎn)閉合電路的部分導(dǎo)線(xiàn)切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生電流入手,再設(shè)計(jì)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn),對(duì)現(xiàn)象進(jìn)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(rèn)知規(guī)律。 二、教學(xué)目標(biāo) 1.知識(shí)和技能 (1)知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 (2)能根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)歸納產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。 (3)會(huì)運(yùn)用產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件判斷具體實(shí)例中有無(wú)感應(yīng)電流。 (4)能說(shuō)出電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn)?!? 2.過(guò)程和方法 (1)體會(huì)科學(xué)探索的過(guò)程特征,領(lǐng)悟科學(xué)思維方法。 (2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,歸納概括出利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件,培養(yǎng)學(xué)生的觀(guān)察、操作、探究、概括能力。 3.情感、態(tài)度和價(jià)值觀(guān) (1)通過(guò)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(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。 (2)介紹法拉第不怕困難,頑強(qiáng)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。 (3)通過(guò)對(duì)物理學(xué)中簡(jiǎn)潔美的介紹賞析,培養(yǎng)學(xué)生欣賞物理學(xué)中美的情懷。 三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn):①學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程。②對(duì)產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的歸納總結(jié)。 難點(diǎn):①教師對(duì)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的操控。②學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析總結(jié)──磁通量的變化。 四、學(xué)情分析 我們的學(xué)生屬于平行分班,沒(méi)有實(shí)驗(yàn)班,學(xué)生已有的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)水平有差距。學(xué)生對(duì)閉合電路的部分導(dǎo)線(xiàn)切割磁感線(xiàn)能產(chǎn)生電流,在初中已有一定的認(rèn)識(shí),但在空間想象、問(wèn)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(shí)出發(fā),通過(guò)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究實(shí)驗(yàn)、產(chǎn)生問(wèn)題、協(xié)作交流等學(xué)習(xí)方法,從而解決問(wèn)題得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的結(jié)論。 五、教學(xué)方法 1.歸納法:教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀(guān)察、積極思維,然后進(jìn)行分析論證,歸納總結(jié)出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 2. 實(shí)驗(yàn)法:教師演示實(shí)驗(yàn) 學(xué)生實(shí)驗(yàn) 3.學(xué)案導(dǎo)學(xué):見(jiàn)后面的學(xué)案。 4.新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié):預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí) 六、課前準(zhǔn)備 1.學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備:導(dǎo)學(xué)案、學(xué)生實(shí)驗(yàn)器材 2.教師的教學(xué)準(zhǔn)備:多媒體課件制作,課前預(yù)習(xí)學(xué)案,課內(nèi)探究學(xué)案,課后延伸拓展學(xué)案。3.教學(xué)環(huán)境的設(shè)計(jì)和布置:分小組合作學(xué)習(xí),分6個(gè)學(xué)習(xí)小組。 七、課時(shí)安排:1課時(shí) 八、教學(xué)過(guò)程 (一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑 檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑,使教學(xué)具有了針對(duì)性。 (2) 情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。 提出問(wèn)題1.在初中,我們就初步學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)了電磁感應(yīng)。 請(qǐng)問(wèn):什么叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象? 2. 你知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生產(chǎn)和生活中有哪些應(yīng)用? PPT展示:我們?cè)诔踔袑?duì)電磁感應(yīng)的認(rèn)知 1. 閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱(chēng)為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電流稱(chēng)為感應(yīng)電流。 2. 導(dǎo)體在磁場(chǎng)中產(chǎn)生電流的條件是:閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做“切割磁感線(xiàn)”運(yùn)動(dòng)。3.發(fā)電機(jī)、話(huà)筒、電話(huà)機(jī)等,都是利用電磁感應(yīng)原理工作的。 4.英國(guó)科學(xué)家法拉第經(jīng)過(guò)10年的不懈努力,于1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象 (三)合作探究、精講點(diǎn)撥。 探究一:閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線(xiàn) 演示:導(dǎo)體左右平動(dòng),前后運(yùn)動(dòng)、上下運(yùn)動(dòng)。觀(guān)察電流表的指針,把觀(guān)察到的現(xiàn)象記錄在表1中。如圖所示。 導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng) 表針的擺動(dòng)方向 導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng) 表針的擺動(dòng)方向 向右平動(dòng) 向左 向后平動(dòng) 不擺動(dòng) 向左平動(dòng) 向右 向上平動(dòng) 不擺動(dòng) 向前平動(dòng) 不擺動(dòng) 向下平動(dòng) 不擺動(dòng) 結(jié)論:只有左右平動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn),有電流產(chǎn)生,前后平動(dòng)、上下平動(dòng),導(dǎo)體棒都不切割磁感線(xiàn),沒(méi)有電流產(chǎn)生。 學(xué)生:觀(guān)察實(shí)驗(yàn),記錄現(xiàn)象。 探究二:還有哪些情況可以產(chǎn)生感應(yīng)電流 學(xué)生實(shí)驗(yàn): 下面要求同學(xué)們盡可能像真正的科研人員一樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索。以6人一小組為單位參與競(jìng)賽,看哪組速度快、方法多,5分鐘為限。 (1)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索比賽,教師作裁判巡視。 學(xué)生可能會(huì)有下列實(shí)驗(yàn)操作: 1. 條形磁鐵插入或拔出大的螺線(xiàn)管 2. 按課本實(shí)驗(yàn)三連接電路,電鍵閉合或斷開(kāi)電鍵閉合后,改變變阻器阻值 3. 電鍵閉合后,小螺線(xiàn)管插入或拔出大螺線(xiàn)管 (2)各小組匯報(bào)情況,宣布獲勝小組,給予表?yè)P(yáng),并對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探索小結(jié),強(qiáng)調(diào)團(tuán)結(jié)協(xié)作對(duì)提高研究效率的重要意義。 (3)給學(xué)生提供正確的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象答案。(參考課本上二個(gè)實(shí)驗(yàn)利用電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)演示和直流電動(dòng)機(jī)演示學(xué)生可能還沒(méi)發(fā)現(xiàn)的方案并注意觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象填在課本上主要是觀(guān)察靈敏電流計(jì)指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)和并歸納出每個(gè)實(shí)驗(yàn)中可以得出的結(jié)論)。 表2 磁鐵的運(yùn)動(dòng) 表針的擺動(dòng)方向 磁鐵的運(yùn)動(dòng) 表針的擺動(dòng)方向 N極插入線(xiàn)圈 向右 S極插入線(xiàn)圈 向左 N極停在線(xiàn)圈中 不擺動(dòng) S極停在線(xiàn)圈中 不擺動(dòng) N極從線(xiàn)圈中抽出 向左 S極從線(xiàn)圈中抽出 向右 結(jié)論:只有磁鐵相對(duì)線(xiàn)圈運(yùn)動(dòng)時(shí),有電流產(chǎn)生。磁鐵相對(duì)線(xiàn)圈靜止時(shí),沒(méi)有電流產(chǎn)生。 表3 操作 現(xiàn)象 開(kāi)關(guān)閉合瞬間 有電流產(chǎn)生 開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間 有電流產(chǎn)生 開(kāi)關(guān)閉合時(shí),滑動(dòng)變阻器不動(dòng) 無(wú)電流產(chǎn)生 開(kāi)關(guān)閉合時(shí),迅速移動(dòng)變阻器的滑片 有電流產(chǎn)生 結(jié)論:只有當(dāng)線(xiàn)圈A中電流變化時(shí),線(xiàn)圈B中才有電流產(chǎn)生。 探究三、分析歸納論證、得出結(jié)論。 教師:通過(guò)上節(jié)課的學(xué)習(xí)我們就已經(jīng)知道,“磁生電”是一種在變化、運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。試以上面三個(gè)演示實(shí)驗(yàn)為例,對(duì)以上結(jié)論進(jìn)行分析論證。 學(xué)生:分組討論,學(xué)生代表發(fā)言。 學(xué)生甲:演示實(shí)驗(yàn)1中,部分導(dǎo)體切割磁感線(xiàn),閉合電路所圍面積發(fā)生變化(磁場(chǎng)不變化),有電流產(chǎn)生;當(dāng)導(dǎo)體棒前后、上下平動(dòng)時(shí),閉合電路所圍面積沒(méi)有發(fā)生變化,無(wú)電流產(chǎn)生。 學(xué)生乙:演示實(shí)驗(yàn)2中,磁體相對(duì)線(xiàn)圈運(yùn)動(dòng),線(xiàn)圈內(nèi)磁場(chǎng)發(fā)生變化,變強(qiáng)或者變?nèi)酰ň€(xiàn)圈面積不變),有電流產(chǎn)生;當(dāng)磁體在線(xiàn)圈中靜止時(shí),線(xiàn)圈內(nèi)磁場(chǎng)不變化,無(wú)電流產(chǎn)生。 學(xué)生丙:演示實(shí)驗(yàn)3中,通、斷電瞬間,變阻器滑動(dòng)片快速移動(dòng)過(guò)程中,線(xiàn)圈A中電流變化,導(dǎo)致線(xiàn)圈B內(nèi)磁場(chǎng)發(fā)生變化,變強(qiáng)或者變?nèi)酰ň€(xiàn)圈面積不變),有電流產(chǎn)生;當(dāng)線(xiàn)圈A中電流恒定時(shí),線(xiàn)圈內(nèi)磁場(chǎng)不變化,無(wú)電流產(chǎn)生。 教師點(diǎn)評(píng):通過(guò)大家的論證,我們得出結(jié)論:“磁生電”的確是一種在變化、運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。 思考:以上實(shí)驗(yàn)中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的電路有什么特點(diǎn)?學(xué)生思考后很快能得出。 產(chǎn)生感應(yīng)電流條件之一:閉合的電路。 教師演示:在教師演示2把磁鐵插入有一小縫鋁環(huán)中,鋁環(huán)不轉(zhuǎn)動(dòng)。 提出新的問(wèn)題:產(chǎn)生感應(yīng)電流的除了電路要閉合外,我們從以上的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)中可以得到,像實(shí)驗(yàn)1閉全電路的一部分導(dǎo)體與磁體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以產(chǎn)生電流;實(shí)驗(yàn)3導(dǎo)體與磁體不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),也可以產(chǎn)生感應(yīng)電流,可見(jiàn)我們對(duì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件需要進(jìn)一步的概括, 問(wèn):請(qǐng)大家思考以上幾個(gè)產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)例,能否從本質(zhì)上概括出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件? 引導(dǎo)學(xué)生從磁通量變化分析: 實(shí)驗(yàn)1中,部分導(dǎo)體切割磁感線(xiàn),磁場(chǎng)不變,但電路面積變化,從而穿過(guò)電路的磁通量變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流;實(shí)驗(yàn)2中,導(dǎo)體插入、拔出線(xiàn)圈,線(xiàn)圈面積不變,但磁場(chǎng)變化,同樣導(dǎo)致磁通量變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流;實(shí)驗(yàn)3中,通斷電的瞬間,滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片迅速滑動(dòng)的瞬間,都引起線(xiàn)圈A中電流的變化,最終導(dǎo)致線(xiàn)圈B中磁通量變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流。 歸納結(jié)論: 從這三個(gè)實(shí)例看見(jiàn):感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件,應(yīng)是穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化。 只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有感應(yīng)電流。 思考:是不是只要閉合電路所在位置的磁場(chǎng)發(fā)生變化,閉合電路中就能產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象呢? 學(xué)生討論后再演示: (1)讓插有軟鐵芯的螺線(xiàn)管A的軸線(xiàn)與線(xiàn)圈C的平面共面,閉合電鍵。 (2)讓插有軟鐵芯的螺線(xiàn)管A的軸線(xiàn)與線(xiàn)圈C的平面垂直,閉合電鍵。 現(xiàn)象及結(jié)論: 在操作(1)中,螺線(xiàn)管A中磁場(chǎng)發(fā)生變化,而電流表指針不偏轉(zhuǎn),說(shuō)明線(xiàn)圈C中沒(méi)有感應(yīng)電流;在操作(2)中,螺線(xiàn)管A中磁場(chǎng)發(fā)生變化,而電流表指針偏轉(zhuǎn),說(shuō)明線(xiàn)圈C中有感應(yīng)電流.其中,操作(1)(2)的不同點(diǎn)在于螺線(xiàn)管A通電前后穿過(guò)閉合線(xiàn)圈C的磁通量(或磁感線(xiàn)條數(shù))是否發(fā)生變化。 討論:在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,大家能否從能量守恒觀(guān)點(diǎn)出發(fā)解釋電能是如何產(chǎn)生的? 學(xué)生討論后教師總結(jié):在實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二中是外力移動(dòng)磁鐵和導(dǎo)體做了功,消耗了機(jī)械能,轉(zhuǎn)化為電能, 能的總量是守恒的。即符合能量守恒定律。發(fā)電機(jī)就是根據(jù)這個(gè)原理制造成的。在實(shí)驗(yàn)三中,電能通過(guò)變化的磁場(chǎng)由一個(gè)螺線(xiàn)管轉(zhuǎn)移到另一個(gè)螺線(xiàn)管。變壓器就是根據(jù)這個(gè)原理制造的??傊?,在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,能量無(wú)論是轉(zhuǎn)化還是轉(zhuǎn)移,總量保持不變,是確定無(wú)疑的。 (四)反思總結(jié),當(dāng)堂檢測(cè)。 本節(jié)課的重點(diǎn)是①學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程。②對(duì)產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的歸納總結(jié)。難點(diǎn)是①教師對(duì)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的操控。②學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析總結(jié)──磁通量的變化。 (五)發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。 在下一節(jié)課我們一起來(lái)學(xué)習(xí)楞次定律。這節(jié)課后大家可以先預(yù)習(xí)這一部分,著重分析科學(xué)家是如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),如何得出恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論的。并完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。 設(shè)計(jì)意圖:布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè),并對(duì)本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時(shí)批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。 九、板書(shū)設(shè)計(jì) 一、閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線(xiàn) 二、還有哪些情況可以產(chǎn)生感應(yīng)電流 三、磁通量的變化 四、電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件 十、教學(xué)反思 教學(xué)策略及創(chuàng)造性教學(xué)設(shè)計(jì):這節(jié)課的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)并做好演示實(shí)驗(yàn),要在學(xué)生觀(guān)察、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,提出明確的問(wèn)題,讓學(xué)生積極思考、討論,并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加以歸納、概括,培養(yǎng)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)事實(shí)中歸納、概括出物理概念和規(guī)律的能力。一般概念新授課,啟發(fā)式綜合教學(xué)(實(shí)驗(yàn)討論為主),體現(xiàn)“學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo),實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)”的教學(xué)思想。同時(shí)這節(jié)課為了引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和使學(xué)生更好地理解電磁感應(yīng)應(yīng)現(xiàn)象,介紹了法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的歷史,使學(xué)生了解發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象的歷史背景和思路,進(jìn)行科學(xué)思想的教育。法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的指導(dǎo)思想和堅(jiān)忍不拔的意志對(duì)學(xué)生有很大的啟示的和教育意義。 在后面的教學(xué)過(guò)程中會(huì)繼續(xù)研究本節(jié)課,爭(zhēng)取設(shè)計(jì)的更科學(xué),更有利于學(xué)生的學(xué)習(xí),也希望大家提出寶貴意見(jiàn),共同完善,共同進(jìn)步! 十一、學(xué)案設(shè)計(jì)(見(jiàn)下頁(yè)) 111- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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