高中物理選修說(shuō)課 電磁感應現象說(shuō)課
一、教材分析:
作為高二物理選修3-2第一章第一節,本節內容是電磁學(xué)的核心內容之一,在整個(gè)高中物理中占有相當重要的地位。本節內容揭示了磁和電的內在聯(lián)系,通過(guò)探究實(shí)驗的方法歸納出了“磁生電”的規律,在教材中起到了承前啟后的作用,是學(xué)生今后學(xué)習法拉第電磁感應定律、楞次定律和交變電流產(chǎn)生的基礎。
教學(xué)重點(diǎn):實(shí)驗探索磁生電現象及磁生電產(chǎn)生的條件
教學(xué)難點(diǎn):利用磁通量的變化來(lái)解釋磁生電的條件。
利用動(dòng)畫(huà)模擬演示實(shí)驗(關(guān)鍵點(diǎn):顯示磁感線(xiàn)),引導學(xué)生從具體的實(shí)驗現象歸納出抽象的磁感線(xiàn)條數變化(磁通量的變化)。
二、學(xué)情分析:
1、學(xué)習者特征:學(xué)習對象為省示范性高中高二理科實(shí)驗班的學(xué)生,知識基礎相對扎實(shí),能力較強。
2、知識和能力基礎:學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)過(guò)《電磁感應現象》,知道產(chǎn)生感應電流的條件是閉合電路的一部分切割磁感線(xiàn)。
學(xué)生在學(xué)習上一章《磁場(chǎng)》時(shí),教師有先預鋪設磁通量概念。
3、學(xué)習本課預計存在的困難點(diǎn):通過(guò)設計實(shí)驗進(jìn)行磁生電的探究,在收集實(shí)驗信息的基礎上,獲取證據,并通過(guò)分析、推理、判斷等,歸納得出獲得感應電流的一般條件,并能與磁通量等抽象的物理概念建立聯(lián)系。
三、教學(xué)特色:
1、利用專(zhuān)題學(xué)習網(wǎng)站進(jìn)行教學(xué),主要目的是借助網(wǎng)絡(luò )的豐富的多媒體資源和交互功能,指導學(xué)生自主開(kāi)展科學(xué)探究活動(dòng)。
2、在線(xiàn)測試實(shí)時(shí)檢測學(xué)習成果,即講即練即評。
3、論壇——實(shí)現多種形式的即時(shí)的師生互動(dòng)和生生互動(dòng)。
4、STS教學(xué)理念:從課前讓學(xué)生自主設計實(shí)驗方案、課上進(jìn)行實(shí)驗探究并從中歸納得到物理規律,體現了從生活走向物理的思想。接著(zhù)通過(guò)對生產(chǎn)和生活實(shí)例的分析,將物理規律再次應用于生活實(shí)際,從物理走向生活,并且通過(guò)課后小實(shí)驗和小制作,注重學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐和親身體驗,進(jìn)一步加深物理規律與生活實(shí)際的聯(lián)系。
四、教學(xué)過(guò)程:
一、教學(xué)引入:
在磁可否生電這個(gè)問(wèn)題上,英國物理學(xué)家法拉第堅信,電與磁決不孤立,有著(zhù)密切的聯(lián)系.為此,他做了許多實(shí)驗,把導線(xiàn)放在各種磁場(chǎng)中想得到電流需要一定的條件,他以堅韌不拔的意志歷時(shí)10年,終于找到了這個(gè)條件,從而開(kāi)辟了物理學(xué)又一嶄新天地.
電磁感應現象:
二、教學(xué)內容
1、磁通量
復習:磁感應強度的概念
引入:教師:我們知道,磁場(chǎng)的強弱(即磁感應強度)可以用磁感線(xiàn)的疏密來(lái)表示.如果一個(gè)面積為的面垂直一個(gè)磁感應強度為的勻強磁場(chǎng)放置,則穿過(guò)這個(gè)面的磁感線(xiàn)的條數就是確定的.我們把與的乘積叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量.
。1)定義:面積為,垂直勻強磁場(chǎng)放置,則與乘積,叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量,用Φ表示.
。2)公式:
。3)單位:韋伯(Wb)1Wb=1Tm2
磁通量就是表示穿過(guò)這個(gè)面的`磁感線(xiàn)條數.
注意強調:
、僦灰绖驈姶艌(chǎng)的磁感應強度和所討論面的面積,在面與磁場(chǎng)方向垂直的條件下(不垂直可將面積做垂直磁場(chǎng)方向上的投影.)磁通量是表示穿過(guò)討論面的磁感線(xiàn)條數的多少.在今后的應用中往往根據穿過(guò)面的凈磁感線(xiàn)條數的多少定性判斷穿過(guò)該面的磁通量的大。绻霉絹(lái)計算磁通量,但是只適合于勻強磁場(chǎng).
、诖磐渴菢肆,但是有正負之分,磁感線(xiàn)穿過(guò)某一個(gè)平面,要注意是從哪一面穿入,哪一面穿出.
2、電磁感應現象:
內容引入:奧斯特實(shí)驗架起了一座連通電和磁的橋梁,此后人們對電能生磁已深信不疑,但磁能否生電呢?
在磁可否生電這個(gè)問(wèn)題上,英國物理學(xué)家法拉第堅信,電與磁決不孤立,有著(zhù)密切的聯(lián)系.為此,他做了許多實(shí)驗,把導線(xiàn)放在各種磁場(chǎng)中想得到電流需要一定的條件,他以堅韌不拔的意志歷時(shí)10年,終于找到了這個(gè)條件,從而開(kāi)辟了物理學(xué)又一嶄新天地.
3、實(shí)驗演示
實(shí)驗1:學(xué)生實(shí)驗——導體在磁場(chǎng)中切割磁力線(xiàn)的運動(dòng)
觀(guān)察現象:AB做切割磁感線(xiàn)運動(dòng),可見(jiàn)電流表指針偏轉.
學(xué)生得到初步結論:當閉合回路中的部分導體做切割磁感線(xiàn)的運動(dòng)時(shí),電路中有了電流.
現象分析:如圖1導體不切割磁力線(xiàn)時(shí),電路中沒(méi)有電流;而切割磁力線(xiàn)時(shí)閉合電路中有電流.回憶磁通量定義(師生討論)對閉合回路而言,所處磁場(chǎng)未變,僅因為AB的運動(dòng)使回路在磁場(chǎng)中部分面積變了,使穿過(guò)回路的磁通變化,故回路中產(chǎn)生了電流.
設問(wèn):那么在其它情況下磁通變化是否也會(huì )產(chǎn)生感應電流呢?
實(shí)驗2:演示實(shí)驗——條形磁鐵插入線(xiàn)圈
觀(guān)察提問(wèn):
A、條形磁鐵插入或取出時(shí),可見(jiàn)電流表的指針偏轉.
B、磁鐵與線(xiàn)圈相對靜止時(shí),可見(jiàn)電流表指針不偏轉.
現象分析:(師生討論)對線(xiàn)圈回路,當線(xiàn)圈與磁鐵有沿軸線(xiàn)的相對運動(dòng)時(shí),所處磁場(chǎng)因磁鐵的遠離和靠近而變化,而未變,故穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通變化,產(chǎn)生感應電流,而當磁鐵不動(dòng)時(shí),線(xiàn)圈處,不變,故無(wú)感應電流.
實(shí)驗3:演示實(shí)驗——關(guān)于原副線(xiàn)圈的實(shí)驗演示
實(shí)驗觀(guān)察:移動(dòng)變阻器滑片(或通斷開(kāi)關(guān)),電流表指針偏轉.當A中電流穩定時(shí),電流表指針不偏轉.
現象分析:對線(xiàn)圈,滑片移動(dòng)或開(kāi)關(guān)通斷,引起A中電流變,則磁場(chǎng)變,穿過(guò)B的磁通變,故B中產(chǎn)生感應電流.當A中電流穩定時(shí),磁場(chǎng)不變,磁通不變,則B中無(wú)感應電流.
教師總結:不同的實(shí)驗,其共同處在于:只要穿過(guò)閉合回路的磁通量的變化,不管引起磁通量變化的原因是什么,閉合電路中都有感應電流產(chǎn)生.
結論:
無(wú)論用什么方法,只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路就有電流產(chǎn)生,這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現象叫電磁感應,產(chǎn)生的電流叫感應電流.
電磁感應現象中的能量轉化:
引導學(xué)生討論分析上述三個(gè)實(shí)驗中能量的轉化情況.
3、例題講解
4、教師總結:
能量守恒定律是一個(gè)普遍定律,同樣適合于電磁感應現象.電磁感應現象中產(chǎn)生的電能不是憑空產(chǎn)生的,它們或者是其它形式的能轉化為電能,或者是電能在不同電路中的轉移.
5、布置作業(yè)
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