福建省泉州市2020年青年教師說課比賽系列—高中物理：《磁生電的探索》教學(xué)設(shè)計(jì)

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1、§1.1 磁生電的探索教學(xué)設(shè)計(jì) 三維目標(biāo) 一、知識(shí)與技能 了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)展的曲折歷程 知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，理解感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 二、過程與方法 學(xué)會(huì)通過實(shí)驗(yàn)觀察、記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果、分析論證得出結(jié)論的科學(xué)探究方法 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)歷程的學(xué)習(xí)，體會(huì)人類探索自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神 通過學(xué)習(xí)產(chǎn)生磁生電的條件，養(yǎng)成探究物理規(guī)律的良好習(xí)慣，提高自身的素養(yǎng) 重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：通過實(shí)驗(yàn)探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 難點(diǎn)：組織學(xué)生完成電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，歸納總結(jié)出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。 教材分析 作為選修3-2第一章第一節(jié)，本節(jié)內(nèi)容是電磁學(xué)的核心

2、內(nèi)容之一，在整個(gè)高中物理中占有相當(dāng)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(shí)驗(yàn)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(xué)生今后學(xué)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律和交變電流產(chǎn)生的基礎(chǔ)。 教學(xué)過程 導(dǎo)入新課 利用我們生活中的一種手壓式手電筒來引入課題，吸引學(xué)生的興趣．提出問題：這種手電筒不需要電池，那么它的電從哪里來的？思考并帶著這個(gè)問題來學(xué)習(xí)本節(jié)新課。 新課教學(xué) 一、電磁感應(yīng)的探究歷程 （1）菲涅耳（A.J.Fresnel，1788—1827，法國物理學(xué)家）的貢獻(xiàn)：在奧斯特公布他的發(fā)現(xiàn)不久，菲涅耳就宣稱他把磁鐵放在螺旋線圈里，能夠成功地由磁產(chǎn)生出電。

3、但是當(dāng)其他科學(xué)家按照這樣做時(shí)，卻沒能產(chǎn)生出電，但是菲涅耳的這一發(fā)現(xiàn)卻啟發(fā)了安培于1821年著手于這一方面的探索。 （2）安培（A.M.Ampere,1775—1836），法國物理學(xué)家安培設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：他將一個(gè)多匝線圈固定在豎直平面上，在這個(gè)線圈的內(nèi)部的同一豎直平面懸掛一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合線圈。他設(shè)想，當(dāng)固定線圈中通以強(qiáng)電流時(shí)，懸掛的閉合線圈中也會(huì)產(chǎn)生某種電流而出現(xiàn)磁性；這時(shí)如果用一個(gè)強(qiáng)磁鐵接近它，就會(huì)使中間的可動(dòng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)起來。由于他只是在穩(wěn)態(tài)情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所以未能探測(cè)到這種現(xiàn)象。 （3）科拉頓（D.Colladen，1802—1892）：瑞士物理學(xué)家科拉頓將一塊磁鐵在線圈中移動(dòng)，試圖

4、在螺線管中產(chǎn)生出電流。為避免磁鐵對(duì)電流計(jì)的指針產(chǎn)生影響，他用一根很長的導(dǎo)線把螺線管和電流計(jì)連接起來，并把電流計(jì)放在隔壁的房間里。實(shí)驗(yàn)時(shí)，他將磁鐵分別插入和拔出螺線管，然后再跑到隔壁房間觀察電流計(jì)的擺動(dòng)情況。但不管他跑的多快，始終沒有看到電流計(jì)的偏轉(zhuǎn)。 （4）亨利（J.Henry , 1797—1878）美國科學(xué)家亨利于1830年暑期，在研究繞有不同長度導(dǎo)線的電磁鐵所產(chǎn)生的磁力大小時(shí)，把一個(gè)線圈與電流計(jì)相連，當(dāng)線圈放在蹄形電磁鐵的兩極之間，當(dāng)他給電磁鐵通電時(shí)，電流計(jì)指針出現(xiàn)了擺動(dòng)，斷開電源時(shí)，電流計(jì)指針向相反方向擺動(dòng)。由于新學(xué)期開學(xué)，他不得不停止了這一研究，因而錯(cuò)過了發(fā)表這一成果的時(shí)機(jī)，被譽(yù)為

5、離發(fā)現(xiàn)“磁生電”現(xiàn)象只有一步之遙的人。 （5）戴維在法拉第之前已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)中探究出了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但是由于戴維沒有及時(shí)總結(jié)，從而使這一成果與他失之交臂……。 （6）法拉第（M.Farad 1791—1867）英國物理學(xué)家法拉第自1821年就開始了磁生電的研究，他用強(qiáng)磁鐵靠近閉合線圈，想在閉合線圈中產(chǎn)生出電流，均遭到失敗，但他毫不氣餒，仍然堅(jiān)定地進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過無數(shù)次的試驗(yàn)，終于于1831年發(fā)現(xiàn)了磁生電的現(xiàn)象。 二、科學(xué)探究——感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 過渡：現(xiàn)在讓我們沿著先人們走過的路，來探究在什么樣的條件下磁才能生電。 提供器材：靈敏電流計(jì)、螺線管（粗細(xì)各一個(gè)）、條形磁鐵、蹄形磁

6、鐵、電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)體、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線若干。 思考：如何利用這些器材讓磁產(chǎn)生電？學(xué)生思考討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。 學(xué)生的設(shè)想可能有： （一）如圖（1），導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，將導(dǎo)體放在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，觀察是否有電流產(chǎn)生。注意引導(dǎo)學(xué)生導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是多樣性的，例如左右、上下、前后等。 現(xiàn)象：導(dǎo)體在磁場(chǎng)中前后或斜方向運(yùn)動(dòng)會(huì)有電流產(chǎn)生 圖（1） （二）：如圖（2），將螺線管與電流計(jì)組成閉合的回路，把條形 圖（2） 磁鐵插入、拔出螺線管，或靜止在螺線管中，注意觀察是否有電 流產(chǎn)生。 現(xiàn)象：當(dāng)磁鐵與螺線管相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合回路中有電流產(chǎn)生。

7、 圖（3） （三）：如圖（3），螺線管A、滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)組成一個(gè)回路；螺線管A放在螺線管B內(nèi)，螺線管B與電流計(jì)組成一個(gè)閉合回路。引導(dǎo)學(xué)生考慮：磁場(chǎng)可以由電流產(chǎn)生，而電流是可以方便調(diào)節(jié)的。歸納思路后，引導(dǎo)學(xué)生探究問題。 方案三表格 A中電流的變化情況 B中磁通量的變化情況 B中是否產(chǎn)生電流 閉合開關(guān)的瞬間 變大 變大 產(chǎn)生 閉合開關(guān)，A中電流穩(wěn)定后 不變 不變 不產(chǎn)生 閉合開關(guān)，A中電流穩(wěn)定后，再讓變阻器電阻增大 變小 變小

8、產(chǎn)生 閉合開關(guān)，A中電流穩(wěn)定后，再讓變阻器電阻減小 變大 變大 產(chǎn)生 斷開開關(guān)瞬間 變小 變小 產(chǎn)生 還可能有下面幾個(gè)方案： （四）：如圖(4),將小螺線管在大螺線管中迅速插入和拔出或相當(dāng)靜止時(shí)，觀察是否有電流產(chǎn)生。 圖（4） 現(xiàn)象：當(dāng)小螺線管與大螺線管相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)有電流產(chǎn)生；小螺線管靜止在大螺線管時(shí)沒有電流產(chǎn)生。 （五）：如圖（5），小螺線管靜止在大螺線管中，在開關(guān)斷開或閉合的瞬間觀察電流計(jì)指針是否會(huì)偏轉(zhuǎn)。 現(xiàn)象：當(dāng)開關(guān)閉合或斷開的瞬間有電流產(chǎn)生。 圖（5） 思考：本實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)小螺線管靜止在大螺線管中，開關(guān)閉合和斷開的瞬間電流產(chǎn)生的原因可能是什么？

9、 通過分析討論，引導(dǎo)學(xué)生從磁感線入手，發(fā)現(xiàn)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生電流時(shí)磁感線條數(shù)都在變化。然后讓學(xué)生回顧磁通量的概念：磁場(chǎng)中穿過某一面積的磁感線條數(shù)。學(xué)生自然就想到，當(dāng)磁感線條數(shù)變化時(shí)，磁通量也在變化，也會(huì)注意到幾個(gè)實(shí)驗(yàn)中當(dāng)有電流產(chǎn)生時(shí)，磁通量都在變化。因此學(xué)生自然而然地得出結(jié)論:當(dāng)磁通量變化時(shí)，會(huì)有電流產(chǎn)生。 總結(jié)：通過以上三個(gè)實(shí)驗(yàn)可知，得到的結(jié)論是：只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生電流，這就是磁生電的條件。 因磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生的電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，所產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流 回到新課引入所提出的問題：手壓手電筒的電從哪里來？它的工作原理就是：手壓帶到輪軸

10、轉(zhuǎn)動(dòng)，輪軸帶動(dòng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈外有磁鐵，線圈在磁鐵中切割磁感線，磁通量發(fā)生變化。因此閉合回路中便有電流產(chǎn)生，內(nèi)有充電電池，電能儲(chǔ)存在內(nèi)，打開開關(guān)后燈就會(huì)亮。 三、小結(jié) 1、磁能否產(chǎn)生電？能 2、是否無論如何運(yùn)動(dòng)都能產(chǎn)生電流？否 3、產(chǎn)生感應(yīng)電流需要什么條件？穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化 四、作業(yè)　　?。校浮　　?，4，5 五、板書設(shè)計(jì) §1.1磁生電的探索 一、電磁感應(yīng)的探索歷程 　　　　　　　　　　　　　　 二、科學(xué)探究---磁生電的條件 只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生電流，這就是磁生電的條件。 三、電磁感應(yīng)：因磁通量變化產(chǎn)電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)。 感應(yīng)電流：電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電流。