粵教版高二物理選修32第一章電磁感應第05節(jié)電磁感應定律的應用一教學設計2

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1、《電磁感應定律的應用》教學設計 1、 設計思想 (1） 教學內(nèi)容分析 法拉第電磁感應定律是電磁學的核心內(nèi)容。從知識發(fā)展來看，它既與電場、磁場和穩(wěn)恒電流有緊密聯(lián)系，又是后面學習交流電的基礎。它既是本章的教學重點，也是教學難點。 （二）學情分析 在學習本節(jié)內(nèi)容之前，學生已經(jīng)掌握了恒定電流、電磁感應現(xiàn)象和磁通量的相關(guān)知識，并且也知道了變化量和變化率的概念。學生已經(jīng)具備了分析電磁感應現(xiàn)象的能力以及動手操作能力。因此，本節(jié)課的重點是直接利用法拉第電磁感應定律解決兩類實際應用問題，即電路分析問題和動力學問題，設計中采用了讓學生分析現(xiàn)象，解決問題，思考討論，教師引導總結(jié)找出規(guī)律的方法，使學

2、生能夠深刻利用法拉第電磁感應定律。本節(jié)課的難點是如何利用以前的動力學分析方法解決導棒的運動問題，得出分析規(guī)律。這類導體切割問題綜合了電磁感應、電路及力學中的知識，學生在理解了產(chǎn)生感應電動勢的前提下，會因為沒有及時將等效電路圖畫出而無法進入下一環(huán)節(jié)，又會因為對導體的受力分析不對位，致使對導體的動力學分析受限，再加上對加速度的討論本來就是學生的困難點。因此導體切割問題對學生的能力要求比較高，學生處理起來會覺得很困難。基于以上分析，在本節(jié)課中設計了一些例題及聯(lián)系實際的課堂練習，幫助學生建立由電磁感應到電路，再到力學綜合，最后理論聯(lián)系實際的一個邏輯思維鏈。以期達到幫助學生建立對處理此類問題的信心、學會

3、處理此類問題的基本思維方法的目的。 二、教學目標 （一）知識和能力目標 ①、知道法拉弟電磁感應定律求解感應電動勢的計算方法； ②、會尋找電源部分，并判定感應電流的方向； ③、會分析導體切割時的導體的受力、運動狀態(tài)； （二）過程與方法 ①、通過電磁感應現(xiàn)象畫出等效電路圖的過程，體會物理中的等效的思想方法 ②、通過由電磁感應現(xiàn)象的分析到導棒運動的分析，讓學生體會理論聯(lián)系實際的過程。 （三）情感、態(tài)度、價值觀目標 通過對神奇手電筒的分析，讓學生動手解決問題，理論聯(lián)系實際并運用于解決實際問題，激發(fā)學生積極將所學知識運用于實踐的熱情。 三、教學重點 ①、電動勢的計算及感應電流方向

4、的判定 ②、分析電磁感應現(xiàn)象中的安培力、該力在電磁感應現(xiàn)象中作用，并結(jié)合力學規(guī)律計算相關(guān)的動力學問題 四、教學難點 通過運動狀態(tài)的分析來尋找過程中的臨界狀態(tài),如速度、加速度取最大值或最小值的條件。 五、教學準備 神奇手電筒、電腦、PPT、實物投影儀 六、教學過程 【新課導入】 老師展示“神奇手電筒”如圖所示： 師：老師現(xiàn)在有一支“神奇手電筒”，不知為什么不能發(fā)光了？有沒有同學愿意上來幫我拆開手電筒查看一下原因？ 學生到講臺上通過實物投影拆開手電筒，尋找原因所在。同時，為了幫學生尋找原因，老師在黑板上畫手電筒簡單電路圖。 師：拆好了，找到原因沒有？ 生：沒有電池。

5、 師：哦，這么簡單的問題，我怎么沒發(fā)現(xiàn)呢?。ū硎倔@訝）但這支手電筒的“神奇”之處就是沒有電池??！你是否有其他發(fā)現(xiàn)呢？ 生：有個線圈！ 師：對了！同學們能利用已學知識幫忙想個辦法讓手電筒發(fā)光嗎？ 生：用磁鐵。 師：太棒了！你們已經(jīng)會運用已掌握知識解決實際問題了！那里就有一個磁鐵，同樣還是請這位同學幫忙安裝好手電筒，并看看，理論跟實際是否相符？ 師：在這位同學安裝過程中，我們看到黑板上的手電筒電路圖中有電池部分，現(xiàn)在我們用磁鐵和線圈替代了電池，利用電磁感應定律的原理來為小電珠供電，那么這一部分就相當于電源。（在黑板上去掉電池，畫螺線管+磁鐵） 師：裝好了吧？你展示給同學們看看

6、現(xiàn)在手電筒是否能發(fā)光？ 生搖動手電筒，同學們觀察到手電筒能發(fā)光。 師：祝賀你們，實際與理論非常相符！掌聲謝謝我們這位同學！今天，我們一起來繼續(xù)學習電磁感應定律的應用。 （板書：電磁感應定律的應用） 【過渡】 師：剛才我們通過“磁鐵+線圈”同樣能使手電筒發(fā)光，這就是電磁感應定律應用的第一種問題：電路問題 （板書：一、電路問題） 師：同學們觀察手電筒的發(fā)光情況與手搖動快慢有什么關(guān)系？并思考為什么會有這樣的關(guān)系？ 生：搖動得越快，通過線圈的磁通量變化越快，根據(jù)電磁感應定律知，產(chǎn)生的電動勢越大，發(fā)光就越亮。 師：通過定性分析，我們知道在電路中，首先要根據(jù)電磁感應定律來確定電源的電

7、動勢。接下來我們能過一道具體的例題來應用求解問題。 例1、圖甲所示，水平放置的線圈匝數(shù)n=200匝，直徑d1=40cm，電阻r=2Ω，線圈與阻值R=6Ω的小燈泡相連．在線圈的中心有一個直徑d2=20cm的有界勻強磁場，磁感應強度按圖乙所示規(guī)律變化，規(guī)定垂直紙面向里的磁感應強度方向為正方向．試求（計算結(jié)果可保留字母） （1）通過小燈泡的電流方向 （2）電壓表的示數(shù) 師：請科代表幫忙讀一下題目，帶大家審題。（學生讀題過程中，老師在黑板上畫電路圖，讀完題后，讓學生馬上判斷電流方向） 生：由B-t圖知，B變大，由楞次定律知，感應磁場方向與原磁場方向相反，再由安培定則知電流方向是由A到B。

8、 師：非常正確，如果要把電源部分用電池符號來等效，則應該如何畫？ 生：與A相連的部分為電源正極。 師：很好，接下來請同學們計算一下電壓表的示數(shù)。 （老師巡視學生的做答情況）在學生中查看計算情況，發(fā)現(xiàn)這樣的計算結(jié)果： 請同學們判斷是否正確？并說明原因。 生：不正確！第一種情況，沒有正確使用磁場的有效面積。第二種情況，電壓表的示數(shù)測的是電路的外電壓，由于電源存在內(nèi)阻，外電壓不等于電動勢。 師：說得太對了！正確的計算結(jié)果應該是1.5。通過例題，在解決電路問題中，我們運用電磁感應定律要非常關(guān)注電源部分及電路的結(jié)構(gòu)。如果電源電動勢產(chǎn)生的形式是“變化磁場+線圈”，要注意磁場的有效面積

9、。如果電動勢產(chǎn)生形式是導棒切割磁感線，則可利用結(jié)論求感應電動勢的大小。 （板書：電源） 【過渡】 師：因此，我們剛才搖動磁鐵，來使手電筒發(fā)光，同樣，我們也可設計這樣的情景，用導棒切割磁感線，如圖 但是，剛才例題1，雖然磁場是變化的，但產(chǎn)生的電動勢卻是穩(wěn)定的，燈泡的發(fā)光情況也是不變。然而如果導棒在切割磁感線時，導棒由靜止開始運動（導軌不計電阻），若傾斜導軌光滑且無限長，小燈泡的亮度如何變化呢？會不會一直越來越亮呢？ 要解決這個問題，我們要學會分析導棒的運動情況。而力是改變物體運動狀態(tài)的原因。這就是我們緊接著要學習電磁感應定律的應用問題，力學問題。 （板書：二、力學問題） 師：講到力

10、，當然離不開物體的受力分析，請同學們分析一下導棒剛開始運動瞬間的受力情況，以及運動后，某一時刻速度為v時的受力情況。分別請兩位同學來畫在黑板上。 （學生在黑板上畫圖過程中，老師在黑板上板書：1、受力分析 運動分析） 師：通過受力分析知，導棒在運動剛開始時只受到兩個力，當運動后，會受到三個力的作用，那么導棒是否做勻加速運動呢？ 學生出現(xiàn)爭議，有說是，也有說不是。 師：是不是勻加速運動，取決于受到的力是否恒定？我們看到重力、支持力，這是兩個恒力，關(guān)鍵問題在安培力！同學們能否把安培力的表達式寫出來？ 生： 師：因此，安培力是否恒定呢？取決于V是否恒定！顯然，導棒由靜止開

11、始運動，V是增加的，則安培力隨之增加，導棒的合外力也隨之改變，做變加速運動，加速度在改變。同學們能否把加速度的表達式也寫出來呢？ 生：， 師：由此可見，V增大，a減小。同學們能用V-t圖表示運動過程嗎？ 師：畫得很好，通過V-t圖，最終導棒的加速度會減小至0，做勻速運動，所以，導棒切割產(chǎn)生的電動勢也會隨V的增加而增到恒定不變。同理，我們也可畫出另一種圖象I-t來表示。由I-t圖象可知，燈的亮度應該越來越亮到一定亮度后不再改變。 總結(jié)一下剛才的分析過程中，對導棒的受力、運動做了分析，然而有一條線索應該引起我們的注意： 安培力 感應電流 確定電源（E，r） 運動狀態(tài)的分析

12、 v與a方向關(guān)系 F合=ma a變化情況 合外力 v變化情況 周而復始，直到穩(wěn)定狀態(tài)時，加速度等于0，速度有極值。 （板書：2、v I F安 F合 a 3、a=0，v有極值） 接下來，我們來具體看一道實際應用的題目： 例2、如圖所示，兩足夠長的光滑金屬導軌豎直放置，相距為L, 一理想電流表與兩導軌相連，勻強磁場與導軌平面垂直。一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放。導體棒進入磁場后，流經(jīng)電流表的電流逐

13、漸減小，最終穩(wěn)定為I。整個運動過程中，導體棒與導軌接觸良好，且始終保持水平，不計導軌的電阻。求： （1）磁感應強度的大小B； （2）電流穩(wěn)定后，導體棒運動速度的大小v； （3）流經(jīng)電流表電流的最大值Im 通過實物投影學生的做答情況，然后給予點評！最后校對答案！提出新的思考問題：能否用v-t圖象分情況說明導棒的運動過程？ （由于時間關(guān)系，留做課后思考） 七、板書設計 電磁感應定律的應用 一、電路問題 電源 二、力學問題 1、受力分析 運動分析 2、v I F安 F合 a 3、a=0，v有極值

14、 八、教學反思 學校于2014年12月16日舉辦主題為“學術(shù)引領，高效課堂”的教學開放周活動，我承擔此次與廣州市第二中學的同課異構(gòu)。參加這次同課異構(gòu)活動的老師除了本校老師外，還有不少來自市內(nèi)外其他學校的老師。廣州市教研室物理教研員陳信余老師應邀前來指導。本節(jié)課的教學內(nèi)容是高中物理3-2的“法拉第電磁感應定律”。這是一節(jié)物理特點非常突出的課，常被選來作同課異構(gòu)或教學競賽的課題。從接受任務到完成這節(jié)課，經(jīng)過一周多的準備，反復“磨課”，最后完成了這節(jié)課，如釋重負，也留下了不少的遺憾。在備課和上課過程中均得到了教導處主任汪欣主任、物理科組長楊霓老師、物理教師李華思老師等同行和物理實驗員梁志成老師的大

15、力支持。在此，我對給予我這個學習平臺并大力幫助我完成此次同課異構(gòu)的人們一并表示真誠的感謝！ 以下是我對這節(jié)課的教學反思。 一、精心備課，尋找思路 經(jīng)過幾屆的輪回，已經(jīng)對高中物理的內(nèi)容很熟悉，也了解學生對法接第電磁感應定律理解和應用中存在的常見問題。從接到任務以來，我一直在思考如何能上好這一節(jié)課。在備課的過程中，我認真閱讀高中物理課程標準和近年廣東省高考考試說明。科組長楊霓老師還建議我要閱讀其他版本的教材,并且我還到網(wǎng)上下載有關(guān)視頻，學習名師課堂中的精髓。此外，為了能夠通過實驗來帶動課堂，我還請教物理實驗員梁志成老師，一起探討設計實驗，確定實驗方案。最后，梁志成老師把家里的

16、手電筒貢獻出來。我確定了上課思路，利用手電筒來引入，帶動學生的課堂氣氛，吸引他們的上課興趣，主要解決兩類應用問題：電路問題和力學問題。 二、掌控課堂，以生為主 在備這節(jié)課時，因為我是在高三上課，不清楚高二學生學習情況，對教學設計雖然有思路，但還是要有一次試講。在試講過程中，我把握不好課堂節(jié)奏，在引導學生總結(jié)電路的方法，花費了很多時間，覺得沒講，就無法進行到下一步力學問題。這是我預先沒有想到的。又例如，由于在提問學生進行師生互動和分析等效電路時花了較多的時間，后面的時間很緊，以致于無法進行力學問題的分析與探討。在第二次試講后，教導處主任汪欣主任建議我要放開講，相信學生，別畏首畏尾，把

17、前面的時間給節(jié)省出來，就可以把精力全部花在力學問題的探討。同時，雖然不是自己熟悉的學生，但還是要放在手腳，掌控課堂的節(jié)奏，控制好時間，在以學生為主的同時，別忘記對課堂效率把握，要體現(xiàn)高效課堂的需求。 三、設問過渡要合適，充分肯定學生 在課堂上我很注意師生的互動，我提出的問題盡可能具體明確，讓學生能夠作答。雖然和這些學生是第一次接觸但我和他們的配合很是默契。當學生回答不出問題我不輕易否定，盡量把他的思路往正確答案上引導。對正確回答的學生我給予充分的肯定和表揚。這樣，學生才不懼怕提問，課堂才可能生動活躍。課堂上每一環(huán)節(jié)的銜接，通過巧設情景或問題，讓學生思考，同時要環(huán)環(huán)相扣。 四、跨級

18、上課對學生的特點了解不足 由于身在高三上課，又恰逢高三聯(lián)考，實在忙不過來，周末忙著批改聯(lián)考試卷，周一試講完，發(fā)現(xiàn)問題還是很多，但周一高三學生又一直關(guān)心聯(lián)考成績，晚自習值班，都無法靜下心來備課，只能值完班后，10點半回到家熬夜至深夜1點才把原先試講課上出現(xiàn)的不足給予改進，并大刀闊斧地刪減一些不必要環(huán)節(jié)，重點放在對力學問題的深入研究，同時，提升學生的認知能力，能解決實際應用的計算問題。在之前的試講課中，一直暴露出對學生原有知識的把握不準確，浪費太多時間在電路的分析問題上，只因跨級上課，無法深入了解學生，不能追蹤學生的學習情況，所以想當然地認為對電路問題分析應該與力學問題分析一起共抓。在正式授課時，舍棄對電路問題的細致分析，節(jié)約出的時間終于可以很好地在力學問題上好好分析，而且能給學生引導總結(jié)，提煉方法，再通過應用例題實戰(zhàn)訓練。課堂上，學生精彩的回答，手舞足蹈地分析例題，可見學生已經(jīng)掌握到方法。 總之，通過這一節(jié)跨級與外校同行的同構(gòu)異課，我得到了很多的鍛煉，也得到了專家的指導，不僅在上課方面，而且在對學情的分析方面，都有了新的認識，要上好每一節(jié)，都要著眼于對教材的分析，更要著眼于對學情的分析，才能有的放矢！ 6 / 6