电磁感应现象教学设计.doc

电磁感应现象教学设计教材分析：1电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应产生的电流叫做感应电流。2产生感应电流的条件：当闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，电路中产生了感应电流。 当磁体相对静止的闭合电路运动时，电路中产生了感应电流当磁体和闭合电路都保持静止，而使穿过闭合电路的磁通量发生改变时，电路中产生了感应电流其实上述、两种情况均可归结为穿过闭合电路的磁通量发生改变，所以，不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生3电磁感应现象中的能量守恒电磁感应现象中产生的电能不是凭空产生的，它们或者是其他形式的能转化为电能，或者是电能在不同电路中的转移，电磁感应现象遵循能量守恒定律学情分析：由于学生在初中时已经接触过相关的电磁感应现象，因此在讲解电流的产生时可以让学生通过实验加深对现象的认识，如果条件允许可以让学生自己动手实验，并在教师引导下进行分组讨论，教师可以通过问题的设计来引导实验的进行，例如：对实验数据表格的设计以及相关问题的探讨，让学生明白感应电流产生的条件正确理解感应电流产生的条件教法建议：1.课本中得出结论后的思考与讨论，是一个进一步启发学生手脑并用、独立思考，全面认识电磁感应现象的题目，教师可根据学生实际情况引导学生思考和讨论 2.本节课文的最后分析了两种情况下电磁感应现象中的能量转化，这不但能从能量的观点让学生对电磁感应有明确的认识，而且进一步强化了能量守恒定律的普遍意义有条件的，可以由教师引导学生自行分析，以培养学生运用所学知识独立分析问题的能力。教学目的：一知识与技能：1.知道磁通量的定义，知道磁通量的国际单位，知道公式的适用条件，会用公式进行简单的计算。2知道什么是电磁感应现象。理解“不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生”3知道能量守恒定律依然适用于电磁感应现象。4能够正确使用实验仪器和控制实验变量分析总结出有关规律。二过程与方法：1.通过观察、分析实验概括出产生感应电流的的条件，培养学生的观察、分析、概括能力。2.通过对电磁感应现象的研究，让学生领略提问、猜想、计划、验证、论证等物理研究方法。 三情感态度与价值观： 1.渗透“学以致用”的思想，培养学生将物理知识应用于科学技术、生产和生活实际的意识，鼓励学生勇于探究与日常生活有关的物理问题。2.结合物理学史让学生体验出探究自然规律的艰辛与喜悦，使之养成仔细观察、善于思考、勤于探索、勇于创新的科学习惯。3. 让学生认识“从个性中发现共性，再从共性中理解个性，从现象认识本质以及事物有普遍联系的辨证唯物主义观点教学重点和难点： 教学重点：感应电流的产生条件。教学难点：正确理解感应电流的产生条件。教学仪器：电池组，电键，导线，大磁针，矩形线圈，碲形磁铁，条形磁铁，原副线圈，演示用电流表等教学过程设计：一、教学引入：实验演示：一个灵敏电流计和线圈接通，一根条形磁铁。先问学生有电源吗？再演示把磁铁插入线圈，学生观察到表的指针动了。思考为什么没有电源表的指针却动了。二、教学内容：1磁通量（ ）复习：磁感应强度的概念引入：教师：我们知道，磁场的强弱（即磁感应强度）可以用磁感线的疏密来表示如果一个面积为 的面垂直一个磁感应强度为 的匀强磁场放置，则穿过这个面的磁感线的条数就是确定的我们把 与 的乘积叫做穿过这个面的磁通量（如太抽象，可类比树的棵数）（1）定义：面积为 ，垂直匀强磁场 放置，则 与 乘积,叫做穿过这个面的磁通量，用表示（2）公式： （3）单位：韦伯（Wb） 1Wb=1Tm2磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数注意强调：只要知道匀强磁场的磁感应强度 和所讨论面的面积 ，在面与磁场方向垂直的条件下 （不垂直可将面积做垂直磁场方向上的投影）磁通量是表示穿过讨论面的磁感线条数的多少在今后的应用中往往根据穿过面的净磁感线条数的多少定性判断穿过该面的磁通量的大小如果用公式 来计算磁通量，但是只适合于匀强磁场磁通量是标量，但是有正负之分，磁感线穿过某一个平面，要注意是从哪一面穿入，哪一面穿出2电磁感应现象：内容引入：奥斯特实验架起了一座连通电和磁的桥梁，此后人们对电能生磁已深信不疑，但磁能否生电呢？补充物理学史：在磁能否生电这个问题上，英国物理学家法拉第坚信，电与磁决不孤立，有着密切的联系为此，他做了许多实验，把导线放在各种磁场中想得到电流需要一定的条件，他以坚韧不拔的意志历时10年，终于找到了这个条件，从而开辟了物理学又一崭新天地。（鼓励学生敢于探索、坚韧不拔）3实验演示：实验1：学生实验导体在磁场中切割磁力线的运动观察现象：AB做切割磁感线运动，可见电流表指针偏转学生得到初步结论：当闭合回路中的部分导体做切割磁感线的运动时，电路中有了电流现象分析：如图1导体不切割磁力线时，电路中没有电流；而切割磁力线时闭合电路中有电流回忆磁通量定义 （师生讨论）对闭合回路而言，所处磁场 未变，仅因为AB的运动使回路在磁场中部分面积 变了，使穿过回路的磁通变化，故回路中产生了电流设问：那么在其它情况下磁通变化是否也会产生感应电流呢？实验2：演示实验条形磁铁插入线圈观察提问：A、条形磁铁插入或取出时，可见电流表的指针偏转B、磁铁与线圈相对静止时，可见电流表指针不偏转现象分析：（师生讨论）对线圈回路，当线圈与磁铁有沿轴线的相对运动时，所处磁场 因磁铁的远离和靠近而变化，而 未变，故穿过线圈的磁通变化，产生感应电流，而当磁铁不动时，线圈处 ， 不变，故无感应电流实验3：演示实验关于原副线圈的实验演示实验观察：移动变阻器滑片（或通断开关），电流表指针偏转当A中电流稳定时，电流表指针不偏转现象分析：对线圈 ，滑片移动或开关通断，引起A中电流变，则磁场变，穿过B的磁通变，故B中产生感应电流当A中电流稳定时，磁场不变，磁通不变，则B中无感应电流引导学生总结：不同的实验，其共同处在于：只要穿过闭合回路的磁通量的变化，不管引起磁通量变化的原因是什么，闭合电路中都有感应电流产生结论：无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路就有电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流4.电磁感应现象中的能量转化：引导学生讨论分析上述三个实验中能量的转化情况引导学生总结：能量守恒定律是一个普遍定律，同样适合于电磁感应现象电磁感应现象中产生的电能不是凭空产生的，它们或者是其它形式的能转化为电能，或者是电能在不同电路中的转移5.典例剖析：针对感应电流产生的条件设定例题课时达标：分层设计待完善课时小结：1. 总结全课所学：2. 小组释疑解难： 3. 写下你的感悟：课下作业:1. 阅读法拉第生平简介，你的收获会很大。2. 完成课本课后练习。补充：法拉第（MichaelFaraday,17911867）英国著名物理学家、化学家。在化学、电化学、电磁学等领域都做出过杰出贡献。他家境贫寒，未受过系统的正规教育，但却在众多领域中作出惊人成就，堪称刻苦勤奋、探索真理、不计个人名利的典范，对于青少年富有教育意义。 （1）刻苦认真自学成才法拉第1791年9月22日生于萨里郡纽因顿的一个铁匠家庭。13岁就在一家书店当送报和装订书籍的学徒。他有强烈的求知欲，挤出一切休息时间贪婪地力图把他装订的一切书籍内容都从头读一遍。读后还临摹插图，工工整整地作读书笔记；用一些简单器皿照着书上进行实验，仔细观察和分析实验结果，把自己的阁楼变成了小实验室。在这家书店呆了八年，他废寝忘食、如饥似渴地学习。他后来回忆这段生活时说：“我就是在工作之余，从这些书里开始找到我的哲学。这些书中有两种对我特别有帮助，一是大英百科全书，我从它第一次得到电的概念；另一是马塞夫人的化学对话，它给了我这门课的科学基础。”在哥哥赞助下，1810年2月至1811年9月听他了十几次自然哲学的通俗讲演，每次听后都重新誊抄笔记，并画下仪器设备图。1812月至4月又连续听了戴维4次讲座，从此燃起了进行科学研究的愿望。他曾致信皇家学院院长求助。失败后，他写信给戴维：“不管干什么都行，只要是为科学服务”。他还把他的装帧精美的听课笔记整理成亨戴维爵士讲演录寄上。他对讲演内容还作了补充，书法娟秀，插图精美，显示出法拉第一丝不苟和对科学的热爱。经过戴维的推荐。1813年3月，24岁的法拉第担任了皇家学院助理实验员。后来戴维曾把他发现法拉第作为自己最重要的功绩而引以为荣。法拉第1813年随同戴维赴欧洲大陆作科学考察旅行，1815年回国后继续在皇家学院工作，长达50余年。1816年发表第一篇科学论文。他最初从事化学研究工作，也涉足合金钢、重玻璃的研制。在电磁学领域，倾注了大量心血，取得出色成绩。1824年被选为皇家学会会员，1825年接替戴维任皇家学院实验室主任，1833年任皇家学院化学教授。 （2）长期实验大胆探索他的工作异常勤奋，研究领域十分广泛。18181823年研制合金钢期间，首创金相分析方法。1823年从事气体液化工作，标志着人类系统进行气体液化工作的开始。采用低温加压方法，液化了氯化氢、硫化氢、二氧化硫、氢等。1824年起研制光学玻璃，这次研究导致在1845年利用自己研制出的一种重玻璃（硅酸硼铅），发现磁致旋光效应。1825年在把鲸油和鳝油制成的燃气分馏中发现苯。他最出色的工作是电磁感应的发现和场的概念的提出。1821年在读过奥斯特关于电流磁效应的论文后，为这一新的学科领域深深吸引。他刚刚迈人这个领域，就取得重大成果发现通电流的导线能绕磁铁旋转，从而跻身著名电学家的行列。因受苏格兰传统科学研究方法影响，通过奥斯特实验，他认为电与磁是一对和谐的对称现象。既然电能生磁，他坚信磁亦能生电。经过10年探索，历经多次失败后，1831年8月26日终于获得成功。这次实验因为是用伏打电池在给一组线圈通电（或断电）的瞬间，在另一组线圈获得的感生电流，他称之为“伏打电感应”。尔后，同年10月17日完成了在磁体与闭合线圈相对运动时在闭合线圈中激发电流的实验，他称之为“磁电感应”。经过大量实验后，他终于实现了“磁生电”的夙愿，宣告了电气时代的到来。作为19世纪伟大实验物理学家的法拉第。他并不满足于现象的发现，还力求探索现象后面隐藏着的本质；他既十分重视实验研究，又格外重视理论思维的作用。1832年3月12日他写给皇家学会一封信，信封上写有“现在应当收藏在皇家学会档案馆里的一些新观点”。那时的法拉第已经孕育着电磁波的存在以及光是一种电磁振动的杰出思想，尽管还带有一定的模糊性。为解释电磁感应现象，他提出“电致紧张态”与“磁力线”等新概念，同时对当时盛行的超距作用说产生了强烈的怀疑：“一个物体可以穿过真空超距地作用于另一个物体，不要任何一种东西的中间参与，就把作用和力从一个物体传递到另一个物体，这种说法对我来说，尤其荒谬。凡是在哲学方面有思考能力的人，决不会陷人这种谬论之中”。他开始向长期盘踞在物理学阵地的超距说宣战。与此同时，他还向另一种形而上学观点流体说进行挑战。1833年，他总结了前人与自己的大量研究成果，证实当时所知摩擦电、伏打电、电磁感应电、温差电和动物电等五种不同来源的电的同一性。他力图解释电流的本质，导致他研究电流通过酸、碱、盐溶液，结果在18331834年发现电解定律，开创了电化学这一新的学科领域。他所创造的大量术语沿用至今。电解定律除本身的意义外，也是电的分立性的重要论据。1837年他发现电介质对静电过程的影响，提出了以近距“邻接”作用为基础的静电感应理论。不久以后，他又发现了抗磁性。在这些研究工作的基础上，他形成了“电和磁作用通过中间介质、从一个物体传到另一个物体的思想。”于是，介质成了“场”的场所，场这个概念正是来源于法拉第。正如爱因斯坦所说，引入场的概念，是法拉第的最富有独创性的思想，是牛顿以来最重要的发现。牛顿及其他学者的空间，被视作物体与电荷的容器；而法拉第的空间，是现象的容器，它参与了现象。所以说法拉第是电磁场学说的创始人。他的深邃的物理思想，强烈地吸引了年轻的麦克斯韦。麦克斯韦认为，法拉第的电磁场理论比当时流行的超距作用电动力学更为合理，他正是抱着用严格的数学语言来表述法拉第理论的决心闯入电磁学领域的。法拉第坚信：“物质的力借以表现出的各种形式，都有一个共同的起源”，这一思想指导着法拉第探寻光与电磁之间的联系。1822年，他曾使光沿电流方向通过电解波，试图发现偏振面的变化，没有成功。这种思想是如此强烈，执着的追求使他终于在1845年发现强磁场使偏振光的偏振面发生旋转。他的晚年，尽管健康状况恶化，仍从事广泛的研究。他曾分析研究电缆中电报信号迟滞的原因，研制照明灯与航标灯。他的成就来源于勤奋，他的主要著作日记由16041则汇编而成；电学实验研究有3362节之多。 （3）治学谨严刚正真诚法拉第一生热爱真理，热爱人民，真诚质朴，作风严谨，这样的感人事迹很多。他说：“一件事实，除非亲眼目睹，我决不能认为自己已经掌握。”“我必须使我的研究具有真正的实验性。”在1855年给化学家申拜因的信中说：“我总是首先对自己采取严厉的批判态度，然后才给别人以这样的机会。”在一次市哲学会的讲演中他指出：“自然哲学家应当是这样一些人：他愿意倾听每一种意见，却下定决心要自己作判断；他应当不被表面现象所迷惑，不对某一种假设有偏爱，不属于任何学派，在学术上不盲从大师；他应当重事不重人，真理应当是他的首要目标。如果有了这些品质，再加上勤勉，那么他确实可以有希望走进自然的圣殿。”他是这样说的，也确实是这样做的。他在艰难困苦中选择科学为目标，就决心为追求真理而百折不回，义无反顾，不计名利，刚正不阿。他热爱人民，把纷至沓来的各种荣誉、奖状、证书藏之高阁，却经常走访贫苦教友的家庭，为穷人只有纸写的墓碑而浩然兴