2019-2020年高中物理 “感應電動勢”教學設計 新人教版選修2-1.doc

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2019-2020年高中物理 “感應電動勢”教學設計 新人教版選修2-1 【教學目標】 ●知識目標 1．知道什么是動生電動勢和感生電動勢。 2．理解動生電動勢和感生電動勢的產生機理，體會科學研究的重要方法。 3．了解兩種電動勢的應用，會正確解釋有關現(xiàn)象。 ●能力目標： 1．以問題為線索，培養(yǎng)學生大膽質疑的創(chuàng)新精神。 2．經歷科學研究過程，領會研究方法，培養(yǎng)學生的邏輯推理能力。 3．引導學生主動的探索、發(fā)現(xiàn)和體驗，培養(yǎng)學生對大量信息的處理能力，從而增進思考力和創(chuàng)造力。 ●情感目標 培養(yǎng)學生不怕困難，探索真理的科學態(tài)度，樹立正確的科學觀 【教學重點】 1．探究動生電動勢和感生電動勢的產生原因。 2．領會科學研究的重要方法。 【教學難點】 感生電動勢的產生原因。 【教學方法】 以類似科學研究的方式，通過理論探究、實驗研究方式引領學生解決問題。 【教學器材】 交變磁場演示儀，雙通電螺線管、通草球、導線、實物投影儀。 【教學媒體】 多媒體計算機輔助教學系統(tǒng)。 【教學過程】 一、復習回顧 圖片引入：1．憑“空”發(fā)電；2．磁場變化引起閉合回路產生感應電流。 開門見山給出概念：導體運動產生的感應電動勢稱為動生電動勢。磁場變化在導體中產生的感應電動勢是感生電動勢。 友情提示：產生感應電動勢的那一部分導體相當于電源。 從能量轉化角度看，電源是通過非靜電力做功把其他形式的能量轉化為電能的裝置。 簡要回憶電荷在外電路（電場力）和內電路（非靜電力）中的運動原因。 二、提出問題：根據(jù)這些知識和信息，對于動生電動勢和感生電動勢，你能提出什么有關問題呢？ 三、學生分組（組織、記錄、中心發(fā)言人）、填寫問題卡、發(fā)布問題 四、科學研究過程 （一）理論探究動生電動勢的產生 （1）提出問題：動生電動勢是怎樣產生的？什么力充當非靜電力？能量是怎樣轉化的呢？ （2）討論與分析： 提示： ①導體棒中的自由電荷受到什么力的作用呢？ ②導體棒的哪端電勢比較高呢？ ③非靜電力與洛侖茲力有關嗎？ 學生分析，課件動畫配合：當導體棒在勻強磁場B中以速度v運動時，導體棒內部的自由電子要受到洛倫茲力作用，在洛侖茲力作用下電子沿導線向D 端定向運動，使D端和C端出現(xiàn)了等量異種電荷，D為負極（低電勢），C為正極（高電勢）則導體CD相當一個電源。 （3）歸納總結： 動生電動勢的非靜電力與洛侖茲力有關。 備用問題（最好由學生探討）： ①洛侖茲力做功嗎？不做功。 ②動生電動勢的產生表明能量是怎樣轉化的呢？其他形式的能轉化為電能。導體棒中的電流受到安培力作用，安培力的方向與運動方向相反，阻礙導體棒的運動，導體棒要克服安培力做功，將其他形式的能轉化為電能。 （二）研究感生電動勢的產生 引導：感生電動勢是怎樣產生的呢？ （1）提出問題：磁場變化使閉合電路中的導體產生感應電流，那么，使導體中自由電荷做定向移動的作用力是什么力呢？ （2）小組猜想：請同學們猜一猜。學生猜想可能是洛侖茲力，或是靜電力，或是其他力。 讓學生討論排除洛侖茲力（不是，磁場對靜止電荷不會有洛侖茲力） 排除靜電力（不是，靜電力是電荷間相互作用力，與磁場無關） 進一步問題：難道是變化的磁場對電荷產生作用力？ 研究課題：變化的磁場是怎樣對電荷產生作用力的？ （3）設計實驗： 怎樣得到變化的磁場？ 怎樣得到電荷？ 請分組討論設計：研究變化的磁場對電荷產生作用力的方案。（學生討論，教師指導） （4）學生匯報方案：學生交流與論證方案的可行性，教師適時點評閃光點與改進。 變化的磁場的獲得：方式很多，如通電直導線，通電螺線管等。 電荷的獲得：靜止電荷和運動電荷。 學生思路1：靜止電荷（通草球） 教師及時鼓勵，靜止電荷不受洛侖茲力，如果磁場變化，靜止電荷運動狀態(tài)改變，說明變化的磁場確實對電荷有作用力。 教師演示，介紹儀器，實驗研究，學生認識：簡單，但干擾因素多。 對學生進行科學觀和思想教育：法拉第對電磁感應研究了十年，遭遇了多次失敗都不灰心，他曾說“最有成就的科學家，得以實現(xiàn)的建議、猜想、愿望和初步判斷，也不到十分之一”，只要方向正確，信念堅定，及時調整思路，勇于攀登，一定能到達光輝的頂點。 學生思路2：運動電荷（陰極射線管） 問題：運動電荷在磁場中受到洛侖茲力，不足以說明問題，怎樣排除洛侖茲力的影響？（平行磁場射入帶電運動電荷） 教師演示，實驗研究。 （5）觀察與分析： （6）總結歸納： 1．變化的磁場使電荷受到作用力做定向運動。 2．變化的磁場在空間產生一個電場──感生電場。 3．感生電動勢的非靜電力就是感生電場對電荷的作用力。 （7）實際應用：課件展示電子感應加速器。判定感生電場的方向，分析感應加速器加速原理，進一步鞏固感生電場，加深變化的磁場產生感生電場的認識，為電磁場理論鋪墊。 五、課堂總結 1．動生電動勢的非靜電力與洛侖茲力有關。感生電動勢的非靜電力就是感生電場對電荷的作用力。變化的磁場在空間產生一個電場──感生電場。 2．科學研究有理論探究、實驗探究兩種方式。其基本過程是：提出問題──猜想與假設──邏輯推理、實驗研究──分析與論證──歸納總結──再實踐──修正完善──科學理論。 拓展問題（最好由學生探討）： 動生電動勢和感生電動勢都遵循法拉第電磁感應定律，是兩種不同原因引起的電動勢，若B、S都變化，導體中既有動生電動勢又有感生電動勢。 六、課堂練習 機動處理 七、布置作業(yè) 八、板書設計 附： 1．分組問題卡 序號 問題內容 1 2 3 4 2．設計方案