高中物理選修說課 電磁感應現(xiàn)象說課
一、教材分析:
作為高二物理選修3-2第一章第一節(jié),本節(jié)內(nèi)容是電磁學的核心內(nèi)容之一,在整個高中物理中占有相當重要的地位。本節(jié)內(nèi)容揭示了磁和電的內(nèi)在聯(lián)系,通過探究實驗的方法歸納出了“磁生電”的規(guī)律,在教材中起到了承前啟后的作用,是學生今后學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(chǔ)。
教學重點:實驗探索磁生電現(xiàn)象及磁生電產(chǎn)生的條件
教學難點:利用磁通量的變化來解釋磁生電的條件。
利用動畫模擬演示實驗(關(guān)鍵點:顯示磁感線),引導學生從具體的實驗現(xiàn)象歸納出抽象的磁感線條數(shù)變化(磁通量的變化)。
二、學情分析:
1、學習者特征:學習對象為省示范性高中高二理科實驗班的學生,知識基礎(chǔ)相對扎實,能力較強。
2、知識和能力基礎(chǔ):學生在初中已經(jīng)學過《電磁感應現(xiàn)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。
學生在學習上一章《磁場》時,教師有先預鋪設(shè)磁通量概念。
3、學習本課預計存在的困難點:通過設(shè)計實驗進行磁生電的探究,在收集實驗信息的基礎(chǔ)上,獲取證據(jù),并通過分析、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、教學特色:
1、利用專題學習網(wǎng)站進行教學,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,指導學生自主開展科學探究活動。
2、在線測試實時檢測學習成果,即講即練即評。
3、論壇——實現(xiàn)多種形式的即時的師生互動和生生互動。
4、STS教學理念:從課前讓學生自主設(shè)計實驗方案、課上進行實驗探究并從中歸納得到物理規(guī)律,體現(xiàn)了從生活走向物理的思想。接著通過對生產(chǎn)和生活實例的分析,將物理規(guī)律再次應用于生活實際,從物理走向生活,并且通過課后小實驗和小制作,注重學生的動手實踐和親身體驗,進一步加深物理規(guī)律與生活實際的聯(lián)系。
四、教學過程:
一、教學引入:
在磁可否生電這個問題上,英國物理學家法拉第堅信,電與磁決不孤立,有著密切的聯(lián)系.為此,他做了許多實驗,把導線放在各種磁場中想得到電流需要一定的條件,他以堅韌不拔的意志歷時10年,終于找到了這個條件,從而開辟了物理學又一嶄新天地.
電磁感應現(xiàn)象:
二、教學內(nèi)容
1、磁通量
復習:磁感應強度的概念
引入:教師:我們知道,磁場的強弱(即磁感應強度)可以用磁感線的疏密來表示.如果一個面積為的面垂直一個磁感應強度為的勻強磁場放置,則穿過這個面的磁感線的條數(shù)就是確定的.我們把與的乘積叫做穿過這個面的磁通量.
(1)定義:面積為,垂直勻強磁場放置,則與乘積,叫做穿過這個面的磁通量,用Φ表示.
。2)公式:
。3)單位:韋伯(Wb)1Wb=1Tm2
磁通量就是表示穿過這個面的`磁感線條數(shù).
注意強調(diào):
①只要知道勻強磁場的磁感應強度和所討論面的面積,在面與磁場方向垂直的條件下(不垂直可將面積做垂直磁場方向上的投影.)磁通量是表示穿過討論面的磁感線條數(shù)的多少.在今后的應用中往往根據(jù)穿過面的凈磁感線條數(shù)的多少定性判斷穿過該面的磁通量的大。绻霉絹碛嬎愦磐,但是只適合于勻強磁場.
、诖磐渴菢肆,但是有正負之分,磁感線穿過某一個平面,要注意是從哪一面穿入,哪一面穿出.
2、電磁感應現(xiàn)象:
內(nèi)容引入:奧斯特實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?
在磁可否生電這個問題上,英國物理學家法拉第堅信,電與磁決不孤立,有著密切的聯(lián)系.為此,他做了許多實驗,把導線放在各種磁場中想得到電流需要一定的條件,他以堅韌不拔的意志歷時10年,終于找到了這個條件,從而開辟了物理學又一嶄新天地.
3、實驗演示
實驗1:學生實驗——導體在磁場中切割磁力線的運動
觀察現(xiàn)象:AB做切割磁感線運動,可見電流表指針偏轉(zhuǎn).
學生得到初步結(jié)論:當閉合回路中的部分導體做切割磁感線的運動時,電路中有了電流.
現(xiàn)象分析:如圖1導體不切割磁力線時,電路中沒有電流;而切割磁力線時閉合電路中有電流.回憶磁通量定義(師生討論)對閉合回路而言,所處磁場未變,僅因為AB的運動使回路在磁場中部分面積變了,使穿過回路的磁通變化,故回路中產(chǎn)生了電流.
設(shè)問:那么在其它情況下磁通變化是否也會產(chǎn)生感應電流呢?
實驗2:演示實驗——條形磁鐵插入線圈
觀察提問:
A、條形磁鐵插入或取出時,可見電流表的指針偏轉(zhuǎn).
B、磁鐵與線圈相對靜止時,可見電流表指針不偏轉(zhuǎn).
現(xiàn)象分析:(師生討論)對線圈回路,當線圈與磁鐵有沿軸線的相對運動時,所處磁場因磁鐵的遠離和靠近而變化,而未變,故穿過線圈的磁通變化,產(chǎn)生感應電流,而當磁鐵不動時,線圈處,不變,故無感應電流.
實驗3:演示實驗——關(guān)于原副線圈的實驗演示
實驗觀察:移動變阻器滑片(或通斷開關(guān)),電流表指針偏轉(zhuǎn).當A中電流穩(wěn)定時,電流表指針不偏轉(zhuǎn).
現(xiàn)象分析:對線圈,滑片移動或開關(guān)通斷,引起A中電流變,則磁場變,穿過B的磁通變,故B中產(chǎn)生感應電流.當A中電流穩(wěn)定時,磁場不變,磁通不變,則B中無感應電流.
教師總結(jié):不同的實驗,其共同處在于:只要穿過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(jié)論:
無論用什么方法,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路就有電流產(chǎn)生,這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應,產(chǎn)生的電流叫感應電流.
電磁感應現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化:
引導學生討論分析上述三個實驗中能量的轉(zhuǎn)化情況.
3、例題講解
4、教師總結(jié):
能量守恒定律是一個普遍定律,同樣適合于電磁感應現(xiàn)象.電磁感應現(xiàn)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(zhuǎn)化為電能,或者是電能在不同電路中的轉(zhuǎn)移.
5、布置作業(yè)
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