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(jì) 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(jì) 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(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)線切割磁感線產(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。 　　2．學(xué)習(xí)的主要任務(wù) 　　除了從知識(shí)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(gè)顯著的特點(diǎn)就是探究性強(qiáng)，通過(guò)觀察三個(gè)實(shí)驗(yàn)，理出頭緒、分析論證進(jìn)而歸納出結(jié)論，充分體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)探究的具體過(guò)程，能夠很好的培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。 　　同時(shí)，教材中對(duì)法拉第堅(jiān)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(gè)很好的德育切入點(diǎn)，同時(shí)也體現(xiàn)了教材對(duì)學(xué)生人文思想和科學(xué)精神的熏陶。 　　3．教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 　　（1）教學(xué)重點(diǎn) 　?、賹W(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程。 　?、趯?duì)產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的歸納總結(jié)。 　?。?）教學(xué)難點(diǎn) 　?、俳處煂?duì)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的操控。 　?、趯W(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)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(duì)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(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。 　　三、教學(xué)目標(biāo) 　　根據(jù)上述對(duì)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(biāo)如下： 　　1．知識(shí)和技能 　　（1）知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 　?。?）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。 　?。?）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)生的觀察、操作、探究、概括能力。 　　3．情感、態(tài)度和價(jià)值觀 　?。?）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。 　?。?）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。 　　四、教學(xué)方法 　　在課堂中通過(guò)一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)和兩個(gè)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)物理情景。教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察、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；同時(shí)通過(guò)同學(xué)間的分組實(shí)驗(yàn)和討論，調(diào)動(dòng)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(jì)，蹄形磁鐵，線框，條形磁鐵，大小螺線管各一個(gè)，電源，滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線，多媒體課件，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)器材。 　　六、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 【引入新課】 師：xx年奧運(yùn)會(huì)在我國(guó)北京隆重舉行，我們奧運(yùn)健兒在奧運(yùn)會(huì)上取得了優(yōu)異成績(jī)，尤其是在男子佩劍比賽中，我國(guó)運(yùn)動(dòng)員仲滿以15：9的好成績(jī)戰(zhàn)勝了法國(guó)運(yùn)動(dòng)員尼古拉-洛佩，贏得了自1984年洛杉磯奧運(yùn)會(huì)以來(lái)中國(guó)擊劍隊(duì)的首枚金牌，為祖國(guó)贏得了榮譽(yù)。大家想一下，擊劍比賽中是如何記錄比賽成績(jī)的？ 生：是用運(yùn)動(dòng)員頭盔上的指示燈發(fā)出的閃光來(lái)記錄比賽成績(jī)的。 師：下面我發(fā)明一種裝置，同樣可以用來(lái)記錄比賽成績(jī)。下面進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，指示燈發(fā)光。 師：為什么會(huì)發(fā)生上述現(xiàn)象呢？等學(xué)完本章內(nèi)容后，我們就會(huì)明白了，本節(jié)課我們先來(lái)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?jiàn)W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(shí)，小磁針居然轉(zhuǎn)動(dòng)了，聽(tīng)眾中大概沒(méi)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(lái)著名的奧斯特實(shí)驗(yàn)。 奧斯特實(shí)驗(yàn)揭示了電能夠產(chǎn)生磁，那反過(guò)來(lái)磁能否產(chǎn)生電呢？當(dāng)時(shí)很多物理學(xué)家都進(jìn)行了艱難的探索，如法國(guó)的安培、瑞士的科拉頓等，但均以失敗告終。最后只有英國(guó)的法拉第經(jīng)過(guò)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(lái)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(shí)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(qǐng)大家思考一下，要進(jìn)行這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，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(chǎng)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(jì)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(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)大家仔細(xì)體會(huì)是不是滿足我們探究需要，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 探究實(shí)驗(yàn)一：導(dǎo)體棒（環(huán)）切割磁感線運(yùn)動(dòng)，如圖2所示。 學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)，記錄觀察結(jié)果 導(dǎo)體棒（環(huán)）動(dòng)作 指針是否偏轉(zhuǎn) 水平向右運(yùn)動(dòng) 水平向左運(yùn)動(dòng) 斜向運(yùn)動(dòng) 豎直上下運(yùn)動(dòng) 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(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中會(huì)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(shí)驗(yàn)二。 （2）探究實(shí)驗(yàn)二：向線圈中插拔磁鐵，如圖3所示 ①學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)，記錄觀察結(jié)果 磁鐵的動(dòng)作 表針擺動(dòng)方向 磁鐵的動(dòng)作 表針擺動(dòng)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(shí)線圈中會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。 （3）探究實(shí)驗(yàn)三：模仿法拉第的實(shí)驗(yàn)，如圖4所示。 ①學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)，記錄觀察結(jié)果 實(shí)驗(yàn)操作 表針偏轉(zhuǎn) 開(kāi)關(guān)閉合瞬間 開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間 開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器不動(dòng) 開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，迅速移動(dòng)滑動(dòng)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(shí)，線圈B中會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。 3．分析論證 實(shí)驗(yàn)二：如圖5所示，磁鐵插入線圈時(shí)磁場(chǎng)由弱變強(qiáng)，磁鐵由線圈抽出時(shí)，磁場(chǎng)由強(qiáng)變?nèi)?，即通過(guò)線圈B的磁場(chǎng)強(qiáng)弱變化時(shí)，可以產(chǎn)生感應(yīng)電流。 實(shí)驗(yàn)三：如圖6所示，由于開(kāi)關(guān)閉合、斷開(kāi)及迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，線圈A中的電流迅速變化，產(chǎn)生的磁場(chǎng)也在迅速變化，又由于兩個(gè)線圈套在一起，所以通過(guò)線圈B的磁場(chǎng)強(qiáng)弱也在迅速變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流。 總結(jié)一：由實(shí)驗(yàn)二、三可以得出結(jié)論：當(dāng)通過(guò)閉合電路的磁場(chǎng)強(qiáng)弱變化時(shí)，閉合電路中可以產(chǎn)生感應(yīng)電流。 師：大家再看一下實(shí)驗(yàn)一，剛才我們總結(jié)出來(lái)的結(jié)論適用么？ 生：不適用，因?yàn)殚]合電路所在處的磁場(chǎng)強(qiáng)弱并未發(fā)生變化。 師：既然磁場(chǎng)沒(méi)有發(fā)生變化，那是由于那個(gè)量發(fā)生變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電流呢？為了更好的說(shuō)明問(wèn)題，我們畫出實(shí)驗(yàn)一的俯視圖，如圖7所示。 師：當(dāng)當(dāng)導(dǎo)體棒AB向左、右運(yùn)動(dòng)時(shí)，回路的那個(gè)量在變化？ 生：當(dāng)導(dǎo)體棒AB向左、右運(yùn)動(dòng)時(shí)，雖然磁場(chǎng)的強(qiáng)弱沒(méi)有變化，但是導(dǎo)體棒切割磁感線的運(yùn)動(dòng)使得閉合回路包圍的面積在變化。 總結(jié)二：當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)弱不變但閉合回路面積發(fā)生變化時(shí)，同樣可以產(chǎn)生感應(yīng)電流。 師：以上我們得出的是兩個(gè)結(jié)論，大家知道，我們物理有一種簡(jiǎn)單樸實(shí)之美，我們最好能把剛才得到的兩個(gè)結(jié)論總結(jié)起來(lái)。下面需要引入一個(gè)新的物理量──磁通量。 4．磁通量 定義：穿過(guò)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(guò)閉合回路的磁場(chǎng)強(qiáng)弱發(fā)生變化，還是面積發(fā)生變化，穿過(guò)閉合回路的磁通量都會(huì)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(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。 【課堂小結(jié)】 以上我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的探究方法，體驗(yàn)探究過(guò)程。 【作業(yè)設(shè)計(jì)】 （1）完成學(xué)案和課后練習(xí)。 （2）課后探究實(shí)踐：搖“繩”能發(fā)電嗎？（教師略作指導(dǎo)）