2019-2020年高中物理 “感應(yīng)電動勢”教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修2-1.doc

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2019-2020年高中物理 “感應(yīng)電動勢”教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修2-1 【教學(xué)目標(biāo)】 ●知識目標(biāo) 1．知道什么是動生電動勢和感生電動勢。 2．理解動生電動勢和感生電動勢的產(chǎn)生機(jī)理，體會科學(xué)研究的重要方法。 3．了解兩種電動勢的應(yīng)用，會正確解釋有關(guān)現(xiàn)象。 ●能力目標(biāo)： 1．以問題為線索，培養(yǎng)學(xué)生大膽質(zhì)疑的創(chuàng)新精神。 2．經(jīng)歷科學(xué)研究過程，領(lǐng)會研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力。 3．引導(dǎo)學(xué)生主動的探索、發(fā)現(xiàn)和體驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生對大量信息的處理能力，從而增進(jìn)思考力和創(chuàng)造力。 ●情感目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生不怕困難，探索真理的科學(xué)態(tài)度，樹立正確的科學(xué)觀 【教學(xué)重點(diǎn)】 1．探究動生電動勢和感生電動勢的產(chǎn)生原因。 2．領(lǐng)會科學(xué)研究的重要方法。 【教學(xué)難點(diǎn)】 感生電動勢的產(chǎn)生原因。 【教學(xué)方法】 以類似科學(xué)研究的方式，通過理論探究、實(shí)驗(yàn)研究方式引領(lǐng)學(xué)生解決問題。 【教學(xué)器材】 交變磁場演示儀，雙通電螺線管、通草球、導(dǎo)線、實(shí)物投影儀。 【教學(xué)媒體】 多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)。 【教學(xué)過程】 一、復(fù)習(xí)回顧 圖片引入：1．憑“空”發(fā)電；2．磁場變化引起閉合回路產(chǎn)生感應(yīng)電流。 開門見山給出概念：導(dǎo)體運(yùn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為動生電動勢。磁場變化在導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是感生電動勢。 友情提示：產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那一部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。 從能量轉(zhuǎn)化角度看，電源是通過非靜電力做功把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 簡要回憶電荷在外電路（電場力）和內(nèi)電路（非靜電力）中的運(yùn)動原因。 二、提出問題：根據(jù)這些知識和信息，對于動生電動勢和感生電動勢，你能提出什么有關(guān)問題呢？ 三、學(xué)生分組（組織、記錄、中心發(fā)言人）、填寫問題卡、發(fā)布問題 四、科學(xué)研究過程 （一）理論探究動生電動勢的產(chǎn)生 （1）提出問題：動生電動勢是怎樣產(chǎn)生的？什么力充當(dāng)非靜電力？能量是怎樣轉(zhuǎn)化的呢？ （2）討論與分析： 提示： ①導(dǎo)體棒中的自由電荷受到什么力的作用呢？ ②導(dǎo)體棒的哪端電勢比較高呢？ ③非靜電力與洛侖茲力有關(guān)嗎？ 學(xué)生分析，課件動畫配合：當(dāng)導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場B中以速度v運(yùn)動時(shí)，導(dǎo)體棒內(nèi)部的自由電子要受到洛倫茲力作用，在洛侖茲力作用下電子沿導(dǎo)線向D 端定向運(yùn)動，使D端和C端出現(xiàn)了等量異種電荷，D為負(fù)極（低電勢），C為正極（高電勢）則導(dǎo)體CD相當(dāng)一個(gè)電源。 （3）歸納總結(jié)： 動生電動勢的非靜電力與洛侖茲力有關(guān)。 備用問題（最好由學(xué)生探討）： ①洛侖茲力做功嗎？不做功。 ②動生電動勢的產(chǎn)生表明能量是怎樣轉(zhuǎn)化的呢？其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。導(dǎo)體棒中的電流受到安培力作用，安培力的方向與運(yùn)動方向相反，阻礙導(dǎo)體棒的運(yùn)動，導(dǎo)體棒要克服安培力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。 （二）研究感生電動勢的產(chǎn)生 引導(dǎo)：感生電動勢是怎樣產(chǎn)生的呢？ （1）提出問題：磁場變化使閉合電路中的導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流，那么，使導(dǎo)體中自由電荷做定向移動的作用力是什么力呢？ （2）小組猜想：請同學(xué)們猜一猜。學(xué)生猜想可能是洛侖茲力，或是靜電力，或是其他力。 讓學(xué)生討論排除洛侖茲力（不是，磁場對靜止電荷不會有洛侖茲力） 排除靜電力（不是，靜電力是電荷間相互作用力，與磁場無關(guān)） 進(jìn)一步問題：難道是變化的磁場對電荷產(chǎn)生作用力？ 研究課題：變化的磁場是怎樣對電荷產(chǎn)生作用力的？ （3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)： 怎樣得到變化的磁場？ 怎樣得到電荷？ 請分組討論設(shè)計(jì)：研究變化的磁場對電荷產(chǎn)生作用力的方案。（學(xué)生討論，教師指導(dǎo)） （4）學(xué)生匯報(bào)方案：學(xué)生交流與論證方案的可行性，教師適時(shí)點(diǎn)評閃光點(diǎn)與改進(jìn)。 變化的磁場的獲得：方式很多，如通電直導(dǎo)線，通電螺線管等。 電荷的獲得：靜止電荷和運(yùn)動電荷。 學(xué)生思路1：靜止電荷（通草球） 教師及時(shí)鼓勵(lì)，靜止電荷不受洛侖茲力，如果磁場變化，靜止電荷運(yùn)動狀態(tài)改變，說明變化的磁場確實(shí)對電荷有作用力。 教師演示，介紹儀器，實(shí)驗(yàn)研究，學(xué)生認(rèn)識：簡單，但干擾因素多。 對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)觀和思想教育：法拉第對電磁感應(yīng)研究了十年，遭遇了多次失敗都不灰心，他曾說“最有成就的科學(xué)家，得以實(shí)現(xiàn)的建議、猜想、愿望和初步判斷，也不到十分之一”，只要方向正確，信念堅(jiān)定，及時(shí)調(diào)整思路，勇于攀登，一定能到達(dá)光輝的頂點(diǎn)。 學(xué)生思路2：運(yùn)動電荷（陰極射線管） 問題：運(yùn)動電荷在磁場中受到洛侖茲力，不足以說明問題，怎樣排除洛侖茲力的影響？（平行磁場射入帶電運(yùn)動電荷） 教師演示，實(shí)驗(yàn)研究。 （5）觀察與分析： （6）總結(jié)歸納： 1．變化的磁場使電荷受到作用力做定向運(yùn)動。 2．變化的磁場在空間產(chǎn)生一個(gè)電場──感生電場。 3．感生電動勢的非靜電力就是感生電場對電荷的作用力。 （7）實(shí)際應(yīng)用：課件展示電子感應(yīng)加速器。判定感生電場的方向，分析感應(yīng)加速器加速原理，進(jìn)一步鞏固感生電場，加深變化的磁場產(chǎn)生感生電場的認(rèn)識，為電磁場理論鋪墊。 五、課堂總結(jié) 1．動生電動勢的非靜電力與洛侖茲力有關(guān)。感生電動勢的非靜電力就是感生電場對電荷的作用力。變化的磁場在空間產(chǎn)生一個(gè)電場──感生電場。 2．科學(xué)研究有理論探究、實(shí)驗(yàn)探究兩種方式。其基本過程是：提出問題──猜想與假設(shè)──邏輯推理、實(shí)驗(yàn)研究──分析與論證──歸納總結(jié)──再實(shí)踐──修正完善──科學(xué)理論。 拓展問題（最好由學(xué)生探討）： 動生電動勢和感生電動勢都遵循法拉第電磁感應(yīng)定律，是兩種不同原因引起的電動勢，若B、S都變化，導(dǎo)體中既有動生電動勢又有感生電動勢。 六、課堂練習(xí) 機(jī)動處理 七、布置作業(yè) 八、板書設(shè)計(jì) 附： 1．分組問題卡 序號 問題內(nèi)容 1 2 3 4 2．設(shè)計(jì)方案