2019-2020年高中物理 4.2《探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件》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》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修3-2 　　【教材分析】 　　電磁感應(yīng)問(wèn)題，在初中物理的教學(xué)中，只進(jìn)行了初步的介紹，但僅限于現(xiàn)象的認(rèn)知和描述。而高中物理對(duì)電磁感應(yīng)的教學(xué)要求非常高，因?yàn)椋峨姶鸥袘?yīng)》的內(nèi)容整合了電場(chǎng)、恒定電流和磁場(chǎng)的相關(guān)知識(shí)，并且與力學(xué)的力和運(yùn)動(dòng)、沖量動(dòng)量關(guān)系、功能關(guān)系等都發(fā)生密切的聯(lián)系，因而具有很強(qiáng)的綜合性，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力有著十分重要的作用。本節(jié)教學(xué)內(nèi)容高中物理（選修3-2）第四章第二節(jié)《探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件》，屬于電磁感應(yīng)的基礎(chǔ)課，主要是讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究的基礎(chǔ)上，從理論的高度分析和掌握電磁感應(yīng)的概念和產(chǎn)生條件，為后繼教學(xué)中對(duì)電磁感應(yīng)規(guī)律的研究打下良好的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和理論基礎(chǔ)。 　　【學(xué)情分析】 　　學(xué)生在初中雖然對(duì)電磁感應(yīng)有了初步的認(rèn)識(shí)，但還比較膚淺，僅存留在現(xiàn)象上，例如，知道“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”；“發(fā)電機(jī)、話(huà)筒等都是利用電磁感應(yīng)原理工作的”等，但對(duì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)的根本原因還缺乏全面的和理性的認(rèn)識(shí)。同樣的，絕大多數(shù)學(xué)生雖然在初中經(jīng)歷了不少“科學(xué)探究”，但對(duì)科學(xué)探究的理論分析能力和拓展性推理能力還較弱。這是本節(jié)課教學(xué)的主要困難。 　　【教學(xué)策略】 　　從初、高中教學(xué)的銜接來(lái)看，本節(jié)很好地體現(xiàn)了從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)的認(rèn)知規(guī)律。鑒于學(xué)生對(duì)電磁感應(yīng)的感性認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，以及理性分析能力不強(qiáng)的現(xiàn)狀。本節(jié)課的教學(xué)從復(fù)習(xí)回顧開(kāi)始，通過(guò)“回憶—探究—分析—探究—?dú)w納—鞏固—設(shè)疑”等環(huán)節(jié)，完成教學(xué)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。 　　【教學(xué)目標(biāo)】 　　一、知識(shí)與技能 　　1．掌握電磁感應(yīng)的概念。 　　2．理解產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件。 　　二、過(guò)程與方法 　　1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，培養(yǎng)和強(qiáng)化學(xué)生科學(xué)探究的基本思想和理性分析方法。 　　2．通過(guò)探究性實(shí)驗(yàn)之間邏輯關(guān)系的分析，使學(xué)生感悟“由現(xiàn)象到本質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想。 　　三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 　　1．經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。 　　2．通過(guò)科學(xué)進(jìn)步和科技成果對(duì)生產(chǎn)生活方式的改變，激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)、熱愛(ài)祖國(guó)的優(yōu)秀品質(zhì)！ 　　【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】 　　教學(xué)重點(diǎn)：電磁感應(yīng)的概念和產(chǎn)生條件。 　　教學(xué)難點(diǎn)：電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究、理性分析，以及實(shí)驗(yàn)之間的邏輯關(guān)系。 　　【教學(xué)方法和手段】 　　教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)探究法、分析法、討論法、圖示法。 　　教學(xué)手段：分組實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)，PPT課件。 　　【教學(xué)過(guò)程】 　　一、提出問(wèn)題，導(dǎo)入課題 　?。ㄒ唬┨岢鰡?wèn)題、討論評(píng)價(jià) 　　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。 　?。ǘ?shí)驗(yàn)演示：閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)，產(chǎn)生感應(yīng)電流。 　　 　　（三）導(dǎo)入新課 　　1．描述：科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的巨大推動(dòng)作用。 　　電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)；磁懸浮列車(chē)；機(jī)場(chǎng)安檢系統(tǒng) 　　射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，縮寫(xiě)RFID）俗稱(chēng)電子標(biāo)簽，廣泛用于零售業(yè)。許多人把射頻識(shí)別技術(shù)看作為繼“互聯(lián)網(wǎng)”和“移動(dòng)通信”兩大技術(shù)大潮后的又一次大潮。 　　2．引入：感受科學(xué)研究的歷程，探究電磁感應(yīng)的實(shí)質(zhì)。 　　二、知識(shí)構(gòu)建，方法梳理 　?。ㄒ唬┛茖W(xué)探究Ⅰ—實(shí)驗(yàn)探究 　　磁鐵插入、抽出或停留在線(xiàn)圈中時(shí)，電路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流？ 　　1．認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)器材，并組裝。 　　2．進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，并記錄。 　　3．實(shí)驗(yàn)成果交流：展示、提問(wèn)、研討。 　　4．拓展性分析： 　?、賵D4．2-1實(shí)驗(yàn)和圖4．2-2實(shí)驗(yàn)有什么邏輯聯(lián)系？ 　?、谠趫D4．2-2實(shí)驗(yàn)中，還有其他方法獲得感應(yīng)電流嗎？ 　?、廴绻按艌?chǎng)”和“部分導(dǎo)體”不發(fā)生“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”，即導(dǎo)體不切割磁感線(xiàn)，那么會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象嗎？ 　?。ǘ┛茖W(xué)探究Ⅱ—理論探究 　　1．提問(wèn)：什么叫磁通量？ 　　2．展示、點(diǎn)評(píng) 　　3．聯(lián)系、回歸：把磁通量的概念引入上述實(shí)驗(yàn)，會(huì)有什么新發(fā)現(xiàn)？ 　　4．探討、交流、點(diǎn)評(píng)。Flash動(dòng)畫(huà)展示：磁通量的變化． 　　 　　5．師生交流、猜想：“磁場(chǎng)”和“部分導(dǎo)體”不發(fā)生“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”，即導(dǎo)體不切割磁感線(xiàn)，但只要通過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，即產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 　?。ㄈ┛茖W(xué)探究Ⅲ—感受法拉第的研究，為科學(xué)假設(shè)插上翅膀 　　教師演示圖4．2-3實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察、記錄、分析、討論。 　　1．多媒體實(shí)物展示臺(tái)：介紹實(shí)驗(yàn)器材。 　　2．連接實(shí)驗(yàn)電路。 　　3．實(shí)驗(yàn)演示。 　　4．討論、拓展： 　?。?）閉合開(kāi)關(guān)后，不改變滑動(dòng)變阻器的值，能否用其它方式獲得感應(yīng)電流？ 　?。?）該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褶D(zhuǎn)換為前面兩個(gè)實(shí)驗(yàn)？ 　　5．總結(jié)。 　　（四）科學(xué)探究成果 　　1．電磁感應(yīng)的概念：不論使用什么方法，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。這種現(xiàn)象稱(chēng)做電磁感應(yīng)。 　　2．電磁感應(yīng)的條件：穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化 　　3．本節(jié)三個(gè)實(shí)驗(yàn)的邏輯關(guān)系： 　　三、典題分析，引深拓展 　　【例1】結(jié)合本節(jié)的實(shí)驗(yàn)探究和磁通量的概念，談?wù)勀銓?duì)“電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”的理解。 　　【解析】從探究實(shí)驗(yàn)來(lái)看，包括“磁場(chǎng)不動(dòng)導(dǎo)體動(dòng)”、“導(dǎo)體不動(dòng)磁場(chǎng)動(dòng)”和“導(dǎo)體磁場(chǎng)都不動(dòng)”等三種情況；從磁通量的概念來(lái)看，包括B不變S變化、S不變B變化和B、S都變化等三種情況。 　　【例2】教材P7“做一做”──理想實(shí)驗(yàn)：《搖繩能發(fā)電嗎？》 　　【解析】1、從探究實(shí)驗(yàn)來(lái)看，閉合電路的部分導(dǎo)體—“搖繩”在做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；從磁通量變化來(lái)看，在“搖繩”運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，B不變S變化?？梢?jiàn)，發(fā)生電磁感應(yīng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流。顯然，兩位同學(xué)東西方向站立并迅速搖動(dòng)電線(xiàn)時(shí)，產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象比較明顯。 　　【拓展】電流是有能量的。請(qǐng)問(wèn)“搖繩”中的電能從哪來(lái)？ 　　【例3】教材“問(wèn)題與練習(xí)”第4題（變化） 　　矩形線(xiàn)圈ABCD位于通電長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)附近，線(xiàn)圈與導(dǎo)線(xiàn)在一個(gè)平面內(nèi)，線(xiàn)圈的兩個(gè)邊與導(dǎo)線(xiàn)平行。下列哪種情況線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流？ 　?。?）在這個(gè)平面內(nèi)，線(xiàn)圈遠(yuǎn)離或靠近長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)時(shí)； 　?。?）在這個(gè)平面內(nèi)，線(xiàn)圈沿著平行與導(dǎo)線(xiàn)的方向上下運(yùn)動(dòng)時(shí)； 　　（3）線(xiàn)圈以AB邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)； 　?。?）線(xiàn)圈以AD邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)； 　?。?）線(xiàn)圈以長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)； 　?。?）長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)中的電流發(fā)生變化時(shí)； 　　（7）在中心點(diǎn)不變的情況下，把矩形線(xiàn)圈ABCD拉成圓形時(shí)。 　　【解析】從引起磁通量變化的兩個(gè)因素：磁感應(yīng)強(qiáng)度B和有效面積S入手進(jìn)行分析。答案：（1）（3）（4）（6）（7） 　　【例4】教材“問(wèn)題與練習(xí)”第7題 　　如圖所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)。t=0時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，此時(shí)MN到達(dá)的位置恰好使MDEN構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形。為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，從t=0開(kāi)始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)該怎樣隨時(shí)間t變化？請(qǐng)推導(dǎo)出這種情況下B與t的關(guān)系式。 　　【解析】 　?。?）為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，必須保證閉合電路的磁通量不發(fā)生變化； 　?。?）磁通量Ф0=Фt=B0S0=B0L2； 　　（3）金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，矩形區(qū)域MDEN的面積為：S=L（L+vt）； 　?。?）由于S隨時(shí)間不斷增加，可見(jiàn)B隨時(shí)間逐漸減小； 　　（5）Ф0=B0S0=B0L2=Фt =BS=B L（L+vt）；所以，B= B0 L /（L+vt） 　　四、課堂小結(jié)與設(shè)疑 　　1．三個(gè)探究實(shí)驗(yàn)及其邏輯關(guān)系。 　　2．電磁感應(yīng)概念及其產(chǎn)生條件。 　　3．科學(xué)探究的理性化和延續(xù)性（前后知識(shí)的邏輯關(guān)系）。 　　問(wèn)題：閉合電路中有電源就有電流；閉合電路中發(fā)生磁通量變化就有電流。從這兩句話(huà)中，我們得到什么啟示？！ 　　這正是我們后繼將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。 　　五、課后作業(yè) 　　1．問(wèn)題與練習(xí)第3、6題； 　　2．閱讀后兩節(jié)內(nèi)容； 　　3．嘗試回答本節(jié)課預(yù)設(shè)的疑問(wèn)。