電磁感應(yīng)課件。
教案課件是老師們事先準備好的教學(xué)資源,為了保證教學(xué)質(zhì)量,老師們必須注意不可以隨意編寫。教案課件的制作是為了讓教學(xué)更有趣味和互動性,尤其對于新老師來說更加重要。這里特別為您準備了一份名為“電磁感應(yīng)課件”的教案課件,相信它一定會讓您滿意,請您仔細查看以下內(nèi)容!
[要點導(dǎo)學(xué)]
1. 這一節(jié)學(xué)習法拉第電磁感應(yīng)定律,要學(xué)會感應(yīng)電動勢大小的計算方法。這部分內(nèi)容和楞次定律是本章的兩大重要內(nèi)容,應(yīng)該高度重視。
2. 法拉第電磁感應(yīng)定律告訴我們電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的大小跟 成正比。若產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的電路是一個有n匝的線圈,且穿過每匝線圈的磁感量變化率都相同,則整個線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小E= 。
3. 直導(dǎo)線在勻強磁場中做切割磁感線的運動時,如果運動方向與磁感線垂直,那么導(dǎo)線中感應(yīng)電動勢的大小與 、 和 三者都成正比。用公式表示為E= 。如果導(dǎo)線的運動方向與導(dǎo)線本身是垂直的,但與磁感線方向有一夾角,我們可以把速度分解為兩個分量,垂直于磁感線的分量v1=vsin,另一個平行于磁感線的分量不切割磁感線,對感應(yīng)電動勢沒有貢獻。所以這種情況下的感應(yīng)電動勢為E=Blvsin。
4.應(yīng)該知道:用公式E=n/t計算的感應(yīng)電動勢是平均電動勢,只有在電動勢不隨時間變化的情況下平均電動勢才等于瞬時電動勢。用公式E=Blv計算電動勢的時候,如果v是瞬時速度則電動勢是瞬時值;如果v是平均速度則電動勢是平均值。
5.公式E=n/t是計算感應(yīng)電動勢的普適公式,公式E=Blv則是前式的一個特例。
6.關(guān)于電動機的反電動勢問題。
①電動機只有在轉(zhuǎn)動時才會出現(xiàn)反電動勢(線圈轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢);
②線圈轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向與電動機的電源電動勢方向一定相反,所以稱為反電動勢;
③有了反電動勢電動機才可能把電能轉(zhuǎn)化為機械能,它輸出的機械能功率P=E反I;
④電動機工作時兩端電壓為U=E反+Ir(r是電動機線圈的電阻),電動機的總功率為P=UI,發(fā)熱功率為P熱=I2r,正常情況下E反Ir,電動機啟動時或者因負荷過大停止轉(zhuǎn)動,則I=U/r,線圈中電流就會很大,可能燒毀電動機線圈。
[范例精析]
例1法拉第電磁感應(yīng)定律可以這樣表述:閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小 ( )
A、跟穿過這一閉合電路的磁通量成正比
B、跟穿過這一閉合電路的磁感應(yīng)強度成正比
C、跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化率成正比
D、跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化量成正比
解析:E=/t,與t的比值就是磁通量的變化率。所以只有C正確。
拓展:這道高考題的命題意圖在于考查對法拉第電磁感應(yīng)定律的正確理解??忌仨毮軌蛘_理解磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率這三個不同的概念。
教學(xué)目標
知識目標
1、在開普勒第三定律的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)得到萬有引力定律,使學(xué)生對此定律有初步理解;
2、使學(xué)生了解并掌握萬有引力定律;
3、使學(xué)生能認識到萬有引力定律的普遍性(它存在宇宙中任何有質(zhì)量的物體之間,不管它們之間是否還有其它作用力).
能力目標
1、使學(xué)生能應(yīng)用萬有引力定律解決實際問題;
2、使學(xué)生能應(yīng)用萬有引力定律和圓周運動知識解決行星繞恒星和衛(wèi)星繞行星運動的天體問題.
情感目標
1、使學(xué)生在學(xué)習萬有引力定律的過程中感受到萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)是經(jīng)歷了幾代科學(xué)家的不斷努力,甚至付出了生命,最后牛頓總結(jié)了前人經(jīng)驗的基礎(chǔ)上才發(fā)現(xiàn)的.讓學(xué)生在應(yīng)用萬有引力定律的過程中應(yīng)多觀察、多思考.
教學(xué)建議
萬有引力定律的內(nèi)容固然重要,讓學(xué)生了解發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程更重要.建議教師在授課時,應(yīng)提倡學(xué)生自學(xué)和查閱資料.教師應(yīng)準備的資料應(yīng)更廣更全面.通過讓學(xué)生閱讀“萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程”,讓學(xué)生根據(jù)牛頓提出的幾個結(jié)果自己去猜測萬有引力與那些量有關(guān).教師在授課時可以讓學(xué)生自學(xué),也可由教師提出問題讓學(xué)生討論,也可由教師展示出開普勒三定律和牛頓的一些故事引導(dǎo)學(xué)生討論.
萬有引力定律的教學(xué)設(shè)計方案
教學(xué)目的:
1、了解萬有引力定律得出的思路和過程;
2、理解萬有引力定律的含義并會推導(dǎo)萬有引力定律;
3、掌握萬有引力定律,能解決簡單的萬有引力問題;
教學(xué)難點:萬有引力定律的應(yīng)用
教學(xué)重點:萬有引力定律
教具:
展示第谷、哥白尼,伽利略、開普勒和牛頓等人圖片.
教學(xué)過程
(一)新課教學(xué)(20分鐘)
1、引言
展示第谷、哥白尼,伽利略、開普勒和牛頓等人照片并講述物理學(xué)史:
十七世紀中葉以前的漫長時間中,許多天文學(xué)家和物理學(xué)家(如第谷、哥白尼,伽利略和開普勒等人),通過了長期的觀察、研究,已為人類揭示了行星的運動規(guī)律.但是,長期以來人們對于支配行星按照一定規(guī)律運動的原因是什么.卻缺乏了解,更沒有人敢于把天體運動與地面上物體的運動聯(lián)系起來加以研究.
偉大的物理學(xué)家牛頓在哥白尼、伽利略和開普勒等人研究成果的基礎(chǔ)上,進一步將地面上的動力學(xué)規(guī)律推廣到天體運動中,研究、確立了《萬有引力定律》.從而使人們認識了支配行星按一定規(guī)律運動的原因,為天體動力學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ).那么:
(1)牛頓是怎樣研究、確立《萬有引力定律》的呢?
(2)《萬有引力定律》是如何反映物體間相互作用規(guī)律的?
以上兩個問題就是這節(jié)課要研究的重點.
2、通過舉例分析,引導(dǎo)學(xué)生粗略領(lǐng)會牛頓研究、確立《萬有引力定律》的科學(xué)推理的思維方法.
蘋果在地面上加速下落:(由于受重力的原因):
月亮繞地球作圓周運動:(由于受地球引力的原因);
行星繞太陽作圓周運動:(由于受太陽引力的原因),
(牛頓認為)
牛頓將上述各運動聯(lián)系起來研究后提出:這些力是屬于同種性質(zhì)的力,應(yīng)遵循同一規(guī)律;并進一步指出這種力應(yīng)存在于宇宙中任何具有質(zhì)量的物體之間.
3、引入課題.
板書:第二節(jié)、萬有引力定律
(1)萬有引力:宇宙間任何有質(zhì)量的物體之間的相互作用.(板書)
(2)萬有引力定律:宇宙間的一切物體都是相互吸引的.兩個物體間的引力大小,跟他們之間質(zhì)量的乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比.(板書)
式中:為萬有引力恒量;為兩物體的中心距離.引力是相互的(遵循牛頓第三定律).
(二)應(yīng)用(例題及課堂練習)
學(xué)生中存在這樣的問題:既然宇宙間的一切物體都是相互吸引的,哪為什么物體沒有被吸引到一起?(請學(xué)生帶著這個疑問解題)
例題1、兩物體質(zhì)量都是1kg,兩物體相距1m,則兩物體間的萬有引力是多少?
解:由萬有引力定律得:
代入數(shù)據(jù)得:
通過計算這個力太小,在許多問題的計算中可忽略
例題2.已知地球質(zhì)量大約是,地球半徑為km,地球表面的重力加速度.
求:
(1)地球表面一質(zhì)量為10kg物體受到的萬有引力?
(2)地球表面一質(zhì)量為10kg物體受到的重力?
(3)比較萬有引力和重力?
解:(1)由萬有引力定律得:
代入數(shù)據(jù)得:
(2)
(3)比較結(jié)果萬有引力比重力大.原因是在地球表面上的物體所受萬有引力可分解為重力和自轉(zhuǎn)所需的向心力.
(三)課堂練習:
教師請學(xué)生作課本中的練習,教師引導(dǎo)學(xué)生審題,并提示使用萬有引力定律公式解題時,應(yīng)注意因單位制不同,值也不同,強調(diào)用國際單位制解題.請學(xué)生同時到前面,在黑板上分別作1、2、3題.其它學(xué)生在座位上逐題解答.此時教師巡回指導(dǎo)學(xué)生練習隨時注意黑板上演算的情況.
(四)小結(jié):
1、萬有引力存在于宇宙中任何物體之間(天體間、地面物體間、微觀粒子間).天體間萬有引力很大,為什么?留學(xué)生去想(它是支配天體運動的原因).地面物體間,微觀粒子間:萬有引力很小,為什么?它不足以影響物體的運動,故常??珊雎圆挥?
2、應(yīng)用萬有引力定律公式解題,值選,式中所涉其它各量必須取國際單位制.
(五)布置作業(yè)(3分鐘):教師可根據(jù)學(xué)生的情況布置作業(yè).
知識與技能
1、理解磁通量和磁通密度的意義
2、能判斷磁通的變化情況
過程與方法
1、能過親自動手、觀察實驗,理解"無論用什么方法,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生"的道理
2、知道在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量守恒定律依然適用
3、會利用"產(chǎn)生條件"判定感應(yīng)電流能否產(chǎn)生
情感態(tài)度與價值觀
4、培養(yǎng)學(xué)生動手觀察實驗的能力,分析問題,解決問題的能力
5、培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)精神、堅持不懈地探究新理論的精神
使學(xué)生認識"從個性中發(fā)現(xiàn)共性,再從共性中理解個性,從現(xiàn)象認識本質(zhì)以及事物有普遍聯(lián)系的辨證唯物主義觀點
教學(xué)重點
如何判斷磁通量有無變化
教學(xué)難點及難點突破
通過能量守恒、能量轉(zhuǎn)化之間的關(guān)系理解磁能量的概念
教學(xué)方法
邊實驗邊講解
教學(xué)用具
演示用的電流表,蹄形磁鐵、條形磁鐵、鐵架臺、線圈、螺線管、渭動變阻器、電鍵、電源、導(dǎo)線
教學(xué)過程
教師活動預(yù)設(shè)學(xué)生活動預(yù)計課堂情況隨筆
引入:在漫長的人類歷史長河中,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進步,重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明相繼問世,極大地解放了生產(chǎn)力,推動了人類社會的發(fā)展,尤其是我們剛剛跨過的20世紀,更是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時期,經(jīng)濟建議離不開能源,最好的能源就是電能,人類的生產(chǎn)生少,經(jīng)濟建設(shè)各方面都離不開電能,飲水思源,我們不能忘記為人類利用電能做出卓越貢獻的科學(xué)家電法拉第
法拉第在奧斯特于1820年發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)后,開始投入到磁生電的探索中,經(jīng)過十處堅持不懈地努力,1831年終于發(fā)現(xiàn)了磁生電的規(guī)律,開辟了人類的電氣化時代
本節(jié)我們學(xué)習電磁感應(yīng)現(xiàn)象的基本知識
回顧已有知識:
描述磁場大小和方向的物理量是什么?
一個磁感應(yīng)強度為B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B與S的乘積叫做穿過這個面的磁通量.
(1)定義:面積為S,垂直勻強磁場B放置,則B與S的乘積,叫做穿過這個面的磁通量,用Ф表示.
(2)公式:Ф=B·S
(3)單位:韋伯(Wb)1Wb=1T·1m2=1V·s
(4)物理意義:磁通量就是表示穿過這個面的磁感線條數(shù).對于同一個平面,當它跟磁場方向垂直時,磁場越強,穿過它的磁感線條數(shù)越多,磁通量就越大.當它跟磁場方向平行時,沒有磁感線穿過它,則磁通量為零.
注意:當平面跟磁場方向不垂直時,穿過該平面的磁通量等于B與它在磁場垂直方向上的投影面積的乘積.即Ф=B·Ssinθ,(θ為平面與磁場方向之間的夾角)(如圖所示)
引導(dǎo):觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象,分析產(chǎn)生感電流的條件
過渡:閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線時,穿過電路的磁感線條數(shù)發(fā)生變化.如果導(dǎo)體和磁場不發(fā)生相對運動,而讓穿過閉合電路的磁場發(fā)生變化,會不會在電路中產(chǎn)生電流呢?
在觀察實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生分析上述現(xiàn)象的物理過程:因為電流所激發(fā)的磁場的磁感應(yīng)強度B總是正比于電流強度I,即B∝I.電路的閉合或斷開控制了電流從無到有或從有到無的變化;變阻器是通過改變電阻來改變電流的大小的,電流的變化必將引起閉合電路磁場的變化,穿過閉合電路的磁感線條數(shù)的變化--磁通量發(fā)生變化,閉合電路中產(chǎn)生電流.課前預(yù)習
復(fù)習初中的中切割磁感線知識,搜集法拉第的生平資料
同學(xué)回答:磁感應(yīng)強度
實驗1:
導(dǎo)體不動;
導(dǎo)體向上、向下運動;
導(dǎo)體向左或向右運動.
引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗并進行概括.
歸納:閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線的運動時,電路中就有電流產(chǎn)生.
用計算機模擬"切割磁感線"的運動.(看課件產(chǎn)生條件部分)
理解"導(dǎo)體做切割磁感線運動"的含義:切割磁感線的運動,就是導(dǎo)體運動速度的方向和磁感線方向不平行.
問:導(dǎo)體不動,磁場動,會不會在電路中產(chǎn)生電流呢?
實驗2:
用計算機模擬"條形磁鐵插入、拔出螺線管.(看課件產(chǎn)生條件部分)
注意:條形磁鐵插入、拔出時,彎曲的磁感線被切割,電路中有感應(yīng)電流.
引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗并進行概括:無論是導(dǎo)體運動,還是磁場運動,只要導(dǎo)體和磁場之間發(fā)生切割磁感線的相對運動,閉合電路中就有電流產(chǎn)生.
教師活動預(yù)設(shè)學(xué)生活動預(yù)計課堂情況隨筆
用計算機模擬電路中S斷開、閉合,滑動變阻器滑動時,穿過閉合電路磁場變化情況:(看課件產(chǎn)生條件部分)
不論是導(dǎo)體做切割磁感線的運動,還是磁場發(fā)生變化,實質(zhì)上都是引起穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化.
3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化
師生一起分析:電磁感應(yīng)的本質(zhì)是其他形式的能量和電能的轉(zhuǎn)化過程。
(三)課堂小結(jié)
產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化.這里關(guān)鍵要注意"閉合"與"變化"兩詞.就是說在閉合電路中有磁通量穿過但不變化,即使磁場很強,磁通量很大,也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流.當然電路不閉合,電流也不可能產(chǎn)生.
(四)布置作業(yè)
1.閱讀194頁閱讀材料.
2.將練習一(1)、(2)做在作業(yè)上.
3.課下完成其他題目.
綜上所述,總結(jié)出:
1.不論用什么方法,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生.這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流.
2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.
(1)電路必須閉合;
(2)磁通量發(fā)生變化.
引導(dǎo)學(xué)生分析磁通量發(fā)生變化的因素:
由Ф=B·Ssinθ可知:當
①磁感應(yīng)強度B發(fā)生變化;
②線圈的面積S發(fā)生變化;
③磁感應(yīng)強度B與面積S之間的夾角θ發(fā)生變化.這三種情況都可以引起磁通量發(fā)生變化.
舉例
(1)閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線:
(2)磁場不變,閉合電路的面積變化:
(3)線圈面積不變,線圈在不均勻磁場中運動;
(4)線圈面積不變,磁場不斷變化:
結(jié)論:不論用什么方法,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生。這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。
作業(yè)情況反饋
學(xué)生對整個線圈在勻強中運動時是否有感應(yīng)電流的判斷題目出錯率比較高,說明學(xué)生對感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件____磁通量變化,還不十分理解.
教育教學(xué)反思及后記
磁通量部分原想讓同學(xué)通過自學(xué)掌握磁通量的概念,而講解重點放在磁通量變化大,可是二(4)班的學(xué)生課堂自學(xué)習慣不好,所以對整個課堂的教學(xué)影響較大,有幾個關(guān)鍵點還沒完全講透,就到了下課時間了。
教學(xué)目標
知識目標
1、知道磁通量的定義,公式的適用條件,會用這一公式進行簡單的計算.
2、知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象.
3、理解“不論用什么方法,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生”.
4、知道能量守恒定律依然適用于電磁感應(yīng)現(xiàn)象.
能力目標
1、通過實驗的觀察和分析,培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識,分析問題的能力.
情感目標
1、學(xué)生認識“從個性中發(fā)現(xiàn)共性,再從共性中理解個性,從現(xiàn)象認識本質(zhì)以及事物有普遍聯(lián)系的辨證唯物主義觀點.
教學(xué)建議
關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的教學(xué)分析
1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象
利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。
2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
①當閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線的運動時,電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流。
②當磁體相對靜止的閉合電路運動時,電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流.
③當磁體和閉合電路都保持靜止,而使穿過閉合電路的磁通量發(fā)生改變時,電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流.
其實上述①、②兩種情況均可歸結(jié)為穿過閉合電路的磁通量發(fā)生改變,所以,不論用什么方法,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生.
3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量守恒
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電能不是憑空產(chǎn)生的,它們或者是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,或者是電能在不同電路中的轉(zhuǎn)移,電磁感應(yīng)現(xiàn)象遵循能量守恒定律.
教法建議
1、課本中得出結(jié)論后的思考與討論,是一個進一步啟發(fā)學(xué)生手腦并用、獨立思考,全面認識電磁感應(yīng)現(xiàn)象的題目,教師可根據(jù)學(xué)生實際情況引導(dǎo)學(xué)生思考和討論.
2、本節(jié)課文的最后分析了兩種情況下電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化,這不但能從能量的觀點讓學(xué)生對電磁感應(yīng)有明確的認識,而且進一步強化了能量守恒定律的普遍意義.有條件的,可以由教師引導(dǎo)學(xué)生自行分析,以培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識獨立分析問題的能力.
教學(xué)重點和教學(xué)難點
教學(xué)重點:
感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件是本節(jié)的教學(xué)重點,而正確理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件是本節(jié)教學(xué)的難點.由于學(xué)生在初中時已經(jīng)接觸過相關(guān)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,因此在講解電流的產(chǎn)生時可以讓學(xué)生通過實驗加深對現(xiàn)象的認識,如果條件允許可以讓學(xué)生自己動手實驗,并在教師引導(dǎo)下進行分組討論,教師可以通過問題的設(shè)計來引導(dǎo)實驗的進行,例如:對實驗數(shù)據(jù)表格的設(shè)計以及相關(guān)問題的探討,讓學(xué)生明白感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件.正確理解感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件.
教學(xué)目標
1.知道電路各組成部分的基本作用.
2.知道什么是電路的通路、開路,知道短路及其危害.
3.能畫出常見的電路元件的符號和簡單的電路圖.
4.會畫簡單電路的電路圖和根據(jù)簡單的電路圖連接電路是本節(jié)的重點和難點,也是全章的重點之一,培養(yǎng)學(xué)生抽象概括能力和實際操作能力.
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容有:電路各組成部分的基本作用、電路的三種工作狀態(tài)、電路元件的符號、簡單的電路圖.其中會畫簡單電路的電路圖和根據(jù)簡單的電路圖連接電路是本節(jié)的重點和難點,也是全章的重點之一,培養(yǎng)學(xué)生抽象概括能力和實際操作能力.
教法建議
新課的引入可以由實驗去研究電路的問題,讓學(xué)生建立起簡單電路和復(fù)雜電路的感性認識,從而引出無論電路的復(fù)雜程度如何,電路至少要由用電器、導(dǎo)線、開關(guān)和電源組成.對于用電器和導(dǎo)線,學(xué)生比較熟悉,不必作過多的講述.而對于開關(guān)和電源,教師要結(jié)合實物作詳細的介紹:主要介紹干電池、蓄電池、發(fā)電機三種電源;介紹拉線、撥動、閘刀、按鈕四種開關(guān).介紹過程不涉及它們的構(gòu)造和工作原理,只需使學(xué)生了解電源是電路中的供電裝置,開關(guān)是電路接通或斷開的控制裝置即可.結(jié)合課本圖4-16的實驗向?qū)W生介紹電路的通路、開路、短路三種狀態(tài).
教材先介紹了門鈴電路,并提出了用符號來表示實際電路的意義:簡單、方便、一目了然.接著介紹了門鈴電路圖并介紹了電路元件符號.這里僅僅是一般的介紹,并不要求學(xué)生立即掌握,教師應(yīng)把握這個分寸.介紹門鈴電路圖時,不能只對圖講述,應(yīng)配合演示一個最簡單的電鈴電路實驗,讓學(xué)生的感性認識更豐富,對電路圖的作用理解更深刻.
教學(xué)設(shè)計方案
1.復(fù)習提問:
(1) 維持電路中有持續(xù)電流存在的條件是什么?
(2) 電源在電路中的作用是什么?
2.引入新課
實驗:在磁性黑板上連接如前面的圖4-6所示電路,合上開關(guān),小燈泡發(fā)光.先后取走電路中任一元件,觀察小燈泡是否還能繼續(xù)發(fā)光.將小燈泡換成電鈴,重復(fù)上面的實驗.通過觀察實驗,讓同學(xué)思考一個最簡單的電路都至少由哪幾部分構(gòu)成的?
3.進行新課
(1)電路的組成
①由電源、用電器、開關(guān)和導(dǎo)線等元件組成的電流路徑叫電路.一個正確的電路,無論多么復(fù)雜,也無論多么簡單,都是由這幾部分組成的,缺少其中的任一部分,電路都不會處于正常工作的狀態(tài).
②各部分元件在電路中的作用
電源--維持電路中有持續(xù)電流,為電路提供電能,是電路中的供電裝置.
導(dǎo)線--連接各電路元件的導(dǎo)體,是電流的通道.
用電器--利用電流來工作的設(shè)備,在用電器工作時,將電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能.
開關(guān)--控制電路通、斷的裝置.
③電路的通路、開路和短路
繼續(xù)剛才實驗的演示,重做圖4-6的實驗,閉合開關(guān),小燈泡發(fā)光.這種處處連通的電路叫通路.斷開開關(guān),或?qū)㈦娐分械哪骋徊糠謹嚅_,小燈泡都不會發(fā)光,說明電路中沒有電流.這種因某一處斷開而使電路中沒有電流的電路叫開路.
將小燈泡取下,用導(dǎo)線直接把電源的正、負極連接起來,過一會兒手摸導(dǎo)線會感覺到導(dǎo)線發(fā)熱.這種電路中沒有用電器,直接用導(dǎo)線將電源正負極相連的電路叫短路.短路是非常危險的,可能把電源燒壞,是不允許的.
觀察:觀察手電筒電路.看看這個電路是由幾部分組成的?(可讓學(xué)生自帶手電筒).
思考:手電筒電路的開關(guān)與我們演示實驗中所用的開關(guān)是否相同?你在家里和日常生活中還見過哪些與此不同的開關(guān)?它們在電路中的作用是否相同?
(2)電路中各元件的符號
在設(shè)計、安裝、修理各種實際電路的時候,常常需要畫出表示電路連接情況的圖.為了簡便,通常不畫實物圖,而用國家統(tǒng)一規(guī)定的符號來代表電路中的各種元件.出示示教板或畫有各電路元件符號的投影片,并作說明.
(3)電路圖:用規(guī)定的符號表示電路連接情況的圖叫電路圖.
①示范:畫出圖4-6的電路圖.
②讓同學(xué)畫出用電鈴做實驗時的電路圖.讓同學(xué)說明電路中的電流方向.
③變換一下圖4-6實驗中元件的位置,再讓同學(xué)們練習畫出電路圖.注意糾正錯誤的畫法.
④根據(jù)同學(xué)們畫電路圖的情況,進行小結(jié),提出畫電路圖應(yīng)注意的問題.元件位置安排要適當,分布要均勻,元件不要畫在拐角處.整個電路圖最好呈長方形,有棱有角,導(dǎo)線橫平豎直.
4.小結(jié)(略)
探究活動
一個實際電路中的用電器往往不只一個,有時有許多個.例如實驗1中的小燈泡和電鈴要同時在一個電路里工作,用同一個開關(guān)來控制.這個電路應(yīng)怎樣連接?你有幾種方法?請試著畫出電路圖.
1、在___________________中產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢。
2、區(qū)別磁通量、磁通量的變化量Δ和磁通量的變化率Δ/Δt
3、 ①強磁鐵和弱磁鐵插入后不動。
②將磁鐵以較快和較慢速度“同程度”插入線圈。
③將磁鐵以較快和較慢速度“同程度”拔出線圈。
現(xiàn)象:______________________________________________。
結(jié)論:______________________________________________。
4、對比三個實驗。
分析得出結(jié)論:
導(dǎo)線切割的快、磁鐵插入的快、滑動變阻器滑片滑得快的實質(zhì)是__________________________________。
感應(yīng)電動勢的大小與______________有關(guān),即E與______有關(guān)。
4、法拉第電磁感應(yīng)定律。
精確的實驗表明:電路中感應(yīng)電動勢的大小,跟穿過這一電路的_________________成正比,這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。公式E=__________。
四、練習。
1、關(guān)于電磁感應(yīng),下述說法中正確的是( )
A、穿過線圈的磁通量越大,感應(yīng)電動勢越大。
B、穿過線圈的磁通量為零,感應(yīng)電動勢一定為零。
C、穿過線圈的磁通量的變化越大,感應(yīng)電動勢越大。
D、穿過線圈的磁通量的變化越快,感應(yīng)電動勢越大。
2、有一個1000匝的線圈,在0.4S內(nèi)穿過它的磁通量從0.01Wb均勻增加到0.09Wb,求線圈中的感應(yīng)電動勢。
___________________________________________________________________。
教學(xué)目標:
一、知識與技能。
1、理解感應(yīng)電動勢的含義,能區(qū)分磁通量、磁通量的變化量和磁通量的變化率。知道感應(yīng)電動勢與感應(yīng)電流的區(qū)別與聯(lián)系。
2、理解電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和數(shù)學(xué)表達式。 3.會用電磁感應(yīng)定律解決有關(guān)問題。
二、過程與方法。
1、通過演示實驗,定性分析感應(yīng)電動勢的大小與磁通量變化快慢之間的關(guān)系。培養(yǎng)學(xué)生對實驗條件的控制能力和對實驗的觀察能力;
2、通過法拉第電磁感應(yīng)定律的建立,進一步定量揭示電與磁的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生類比推理能力和通過觀察、實驗尋找物理規(guī)律的能力;
3、使學(xué)生明確電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路結(jié)構(gòu)通過公式E=nΔ/Δt的理解,并學(xué)會初步的應(yīng)用,提高推理能力和綜合分析能力。
三、情感、態(tài)度與價值觀。
通過介紹法拉第電磁感應(yīng)定律的建立過程培養(yǎng)學(xué)生形成正確的科學(xué)態(tài)度,學(xué)會科學(xué)研究方法。
教學(xué)重點:
1、感應(yīng)電動勢的定義。
2、電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和數(shù)學(xué)表達式。
3、用電磁感應(yīng)定律解決有關(guān)問題。
教學(xué)難點:
1、通過法拉第電磁感應(yīng)定律的建立。
2、通過公式E=nΔ/Δt的理解。
教具:
投影儀,電子筆,學(xué)生電源1臺,滑動變阻器1個,線圈15套,條形磁鐵14條,U形磁鐵1塊,靈敏電流計15臺,開關(guān)1個,導(dǎo)線40條。
教學(xué)方法:探究法。
教學(xué)過程:
一、復(fù)習。
1、電源:能將其他形式能量轉(zhuǎn)化為電能的裝置
2、電動勢:電源將其他形式能量轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的大小。
3、閉合電路歐姆定律:內(nèi)外電阻之和不變時,E越大,I也越大。
4、電磁感應(yīng)現(xiàn)象:
實驗一:導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動。
實驗二:條形磁鐵插入或拔出線圈。
實驗三:移動滑動變阻器滑片。
感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件:
①閉合回路。
②磁通量發(fā)生變化。
二、感應(yīng)電動勢。
1、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢。
2、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象也伴隨著能量的轉(zhuǎn)化。
3、當磁通量變化而電路沒有閉合,感應(yīng)電流就沒有,但仍有感應(yīng)電動勢。
三、電磁感應(yīng)定律。
1、區(qū)別磁通量、磁通量的變化量Δ和磁通量的變化率Δ/Δt。
2、(1)把導(dǎo)體AB和電流計連接起來組成閉合回路,當導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動。
①導(dǎo)體AB緩慢地切割磁感線。
②導(dǎo)體AB快速地切割磁感線。
現(xiàn)象:緩慢切割時產(chǎn)生的感應(yīng)電流很小,快速切割時產(chǎn)生的感應(yīng)電流較大
分析:總電阻一定時,如果I越大,則E越大。
猜想與假設(shè):影響感應(yīng)電動勢的大小的因素可能有哪些? 答:速度V、磁通量的變化Δ或匝數(shù)?
(2)①強磁鐵和弱磁鐵插入后不動。
②將磁鐵以較快和較慢速度“同程度”插入線圈。
③將磁鐵以較快和較慢速度“同程度”拔出線圈。
現(xiàn)象:磁鐵不動時沒有電流;磁鐵快速插入(或拔出)時電流大; 磁鐵較慢插入(或拔出)時電流小。
分析得出結(jié)論:
①磁通量不變化時沒有感應(yīng)電動勢。
②磁通量變化量Δ相同,所用時間Δt越少,即磁通量變化得越快,感應(yīng)電動勢越大。
推斷:感應(yīng)電動勢與磁通和磁通量變化量無直接關(guān)系。
(3)①緩慢改變變阻器的電阻。
②較快改變變阻器的電阻。
現(xiàn)象:
①緩慢改變變阻器的電阻時電流計指針偏轉(zhuǎn)較小。
②較快改變變阻器的電阻時電流計指針偏轉(zhuǎn)較大。
分析得出結(jié)論:滑動得越快,感應(yīng)電流越大,電動勢越大。
分析得出結(jié)論:導(dǎo)線切割的快、磁鐵插入的快、滑動變阻器滑片滑得快的實質(zhì)是磁通量量變化得快。感應(yīng)電動勢的大小是磁通量變化快慢有關(guān),即E與Δ/Δt有關(guān)。
4、法拉第電磁感應(yīng)定律。
精確的實驗表明:
電路中感應(yīng)電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比,這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。即:E=kΔ/Δt
說明:
①、上式中各物理量都用國際制單位時,k=1;E的單位是伏特(V),的單位是韋伯(W b),t的單位是秒(s)。
②、產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當于電源。
③、感應(yīng)電動勢E的大小決定于穿過電路的磁通量的變化率Δ/Δt,而與磁通量和磁通量的變化量Δ的大小沒有必然的關(guān)系,與電路的電阻R無關(guān);但感應(yīng)電流的大小與E和回路的總電阻R有關(guān)。
④、若閉合電路是一個n匝線圈,穿過每匝線圈的磁通量變化率都相同,由于n匝線圈可以看作是由n匝線圈串聯(lián)而成,因此整個線圈中的感應(yīng)電動勢是單匝的n倍,即E=nΔ/Δt。
四、練習。
1、關(guān)于電磁感應(yīng),下述說法中正確的是(C)
A、穿過線圈的磁通量越大,感應(yīng)電動勢越大。
B、穿過線圈的磁通量為零,感應(yīng)電動勢一定為零。
C、穿過線圈的磁通量的變化越大,感應(yīng)電動勢越大。
D、穿過線圈的磁通量的變化越快,感應(yīng)電動勢越大。
2、有一個1000匝的線圈,在0.4S內(nèi)穿過它的磁通量從0.01Wb均勻增加到0.09Wb,求線圈中的感應(yīng)電動勢。
解:由 E,n 得:t
E=1000×(0.09wb—0。01wb)/0.4s =200V
答:線圈中的感應(yīng)電動勢為200V。
五、作業(yè):
P14 3 5 6。
第四課時 電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題
【知識要點回顧】
1.基本思路
①用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動勢的大小和方向;
②求回路電流;
③分析導(dǎo)體受力情況(包含安培力,用左手定則確定其方向);
④列出動力學(xué)方程或平衡方程并求解.
2. 動態(tài)問題分析
(1)由于安培力和導(dǎo)體中的電流、運動速度均有關(guān),所以對磁場中運動導(dǎo)體進行動態(tài)分析十分必要,當磁場中導(dǎo)體受安培力發(fā)生變化時,導(dǎo)致導(dǎo)體受到的合外力發(fā)生變化,進而導(dǎo)致加速度、速度等發(fā)生變化;反之,由于運動狀態(tài)的變化又引起感應(yīng)電流、安培力、合外力的變化,這樣可能使導(dǎo)體達到穩(wěn)定狀態(tài).
(2)思考路線:導(dǎo)體受力運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢感應(yīng)電流通電導(dǎo)體受安培力合外力變化加速度變化速度變化最終明確導(dǎo)體達到何種穩(wěn)定運動狀態(tài).分析時,要畫好受力圖,注意抓住a=0時速度v達到最值的特點.
【要點講練】
[例1]如圖所示,在一均勻磁場中有一U形導(dǎo)線框abcd,線框處于水平面內(nèi),磁場與線框平面垂直,R為一電阻,ef為垂直于ab的一根導(dǎo)體桿,它可在ab、cd上無摩擦地滑動.桿ef及線框中導(dǎo)線的電阻都可不計.開始時,給ef一個向右的初速度,則( )
A.ef將減速向右運動,但不是勻減速
B.ef將勻減速向右運動,最后停止
C.ef將勻速向右運動
D.ef將往返運動
[例2]如圖甲所示,兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為的絕緣斜面上,兩導(dǎo)軌間距為L.M、P兩點間接有阻值為R的電阻.一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直.整套裝置處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直斜面向下.導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略.讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑,導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好,不計它們之間的摩擦.
(1)由b向a方向看到的裝置如圖乙所示,請在此圖中畫出ab桿下滑過程中某時刻的受力示意圖.
(2)在加速下滑過程中,當ab桿的速度大小為v時,求此時ab桿中的電流及其加速度的大小;
(3)求在下滑過程中,ab桿可以達到的速度最大值.
[例3]如圖所示,兩條互相平行的光滑導(dǎo)軌位于水平面內(nèi),距離為l=0.2m,在導(dǎo)軌的一端接有阻值為R=0.5的電阻,在x0處有一水平面垂直的均勻磁場,磁感應(yīng)強度B=0.5T.一質(zhì)量為m=0.1kg的金屬直桿垂直放置在導(dǎo)軌上,并以v0=2m/s的初速度進入磁場,在安培力和一垂直于直桿的水平外力F的共同作用下做勻變速直線運動,加速度大小為a=2m/s2、方向與初速度方向相反.設(shè)導(dǎo)軌和金屬桿的電阻都可以忽略,且連接良好.求:
(1)電流為零時金屬桿所處的位置;
(2)電流為最大值的一半時施加在金屬桿上外力F的大小和方向;
(3)保持其他條件不變,而初速度v0取不同值,求開始時F的方向與初速度v0取得的關(guān)系.
[例4]如圖所示,水平面上有兩電阻不計的光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置,間距d 為0.5米,左端通過導(dǎo)線與阻值為2歐姆的電阻R連接,右端通過導(dǎo)線與阻值為4歐姆的小燈泡L連接;在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上均勻磁場,CE長為2米,CDEF區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度B如圖所示隨時間t變化;在t=0s時,一阻值為2歐姆的金屬棒在恒力F作用下由靜止從AB位置沿導(dǎo)軌向右運動,當金屬棒從AB位置運動到EF位置過程中,小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化.求:
(1)通過的小燈泡的電流強度;
(2)恒力F的大小;
(3)金屬棒的質(zhì)量.
例5.如圖所示,有兩根和水平方向成.角的光滑平行的金屬軌道,上端接有可變電阻R,下端足夠長,空間有垂直于軌道平面的勻強磁場,磁感強度為及一根質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下.經(jīng)過足夠長的時間后,金屬桿的速度會趨近于一個最大速度vm,則 ( )
A.如果B增大,vm將變大
B.如果變大,vm將變大
C.如果R變大,vm將變大
D.如果m變小,vm將變大
例6.如圖所示,A線圈接一靈敏電流計,B線框放在勻強磁場中,B線框的電阻不計,具有一定電阻的導(dǎo)體棒可沿線框無摩擦滑動,今用一恒力F向右拉CD由靜止開始運動,B線框足夠長,則通過電流計中的電流方向和大小變化是( )
A.G中電流向上,強度逐漸增強
B.G中電流向下,強度逐漸增強
C.G中電流向上,強度逐漸減弱,最后為零
D.G中電流向下,強度逐漸減弱,最后為零
例7.如圖所示,一邊長為L的正方形閉合導(dǎo)線框,下落中穿過一寬度為d(dL)的勻強磁場區(qū),設(shè)導(dǎo)線框在穿過磁場區(qū)的過程中,不計空氣阻力,它的上下兩邊保持水平,線框平面始終與磁場方向垂直做加速運動,若線框在位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ時,其加速度a1,a2,a3的方向均豎直向下,則( )
A.a1=a3
B.a1=a3
C.a1
D.a3
例8.如圖所示,處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌相距1m,導(dǎo)軌平面與水平面成=37o角,下端連接阻值為R的電阻,勻強磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直,質(zhì)量為0.2kg,電阻不計的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25.
(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時的加速度大小;
(2)當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時,電阻R消耗的功率為8W,求該速度的大小;
(3)在上問中,若R=2,金屬棒中的電流方向由a到b,求磁感應(yīng)強度的大小與方向.(g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)
(一)教學(xué)目的
1.知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件。
2.知道感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān)。
3.培養(yǎng)學(xué)生觀察實驗的能力和從實驗事實中歸納、概括物理概念與規(guī)律的能力。
(二)教具
蹄形磁鐵4~6塊,漆包線,演示用電流計,導(dǎo)線若干,開關(guān)一只。
(三)教學(xué)過程
1.由實驗引入新課
重做奧斯特實驗,請同學(xué)們觀察后回答:
此實驗稱為什么實驗?它揭示了一個什么現(xiàn)象?
(奧斯特實驗。說明電流周圍能產(chǎn)生磁場)
進一步啟發(fā)引入新課:
奧斯特實驗揭示了電和磁之間的聯(lián)系,說明電可以生磁,那么,我們可不可以反過來進行逆向思索:磁能否生電呢?怎樣才能使磁生電呢?下面我們就沿著這個猜想來設(shè)計實驗,進行探索研究。
2.進行新課
(1)通過實驗研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象
板書:〈一、實驗?zāi)康模禾剿鞔拍芊裆?,怎樣使磁生電?!?/p>
提問:根據(jù)實驗?zāi)康?,本實驗?yīng)選擇哪些實驗器材?為什么?
師生討論認同:根據(jù)研究的對象,需要有磁體和導(dǎo)線;檢驗電路中是否有電流需要有電流表;控制電路必須有開關(guān)。
教師展示以上實驗器材,注意讓學(xué)生弄清蹄形磁鐵的N、s極和磁感線的方向,然后按課本圖12—1的裝置安裝好(直導(dǎo)線先不要放在磁場內(nèi))。
進一步提問:如何做實驗?其步驟又怎樣呢?
我們先做如下設(shè)想:電能生磁,反過來,我們可以把導(dǎo)體放在磁場里觀察是否產(chǎn)生電流。那么導(dǎo)體應(yīng)怎樣放在磁場中呢?是平放?豎放?斜放?導(dǎo)體在磁場中是靜止?還是運動?怎樣運動?磁場的強弱對實驗有沒有影響?下面我們依次對這幾種情況逐一進行實驗,探索在什么條件下導(dǎo)體在磁場中產(chǎn)生電流。
用小黑板或幻燈出示觀察演示實驗的記錄表格。
教師按實驗步驟進行演示,學(xué)生仔細觀察,每完成一個實驗步驟后,請學(xué)生將觀察結(jié)果填寫在上面表格里。
實驗完畢,提出下列問題讓學(xué)生思考:
上述實驗說明磁能生電嗎?(能)
在什么條件下才能產(chǎn)生磁生電現(xiàn)象?(當閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中左右或斜著運動時)
為什么導(dǎo)體在磁場中左右、斜著運動時能產(chǎn)生感應(yīng)電流呢?
(師生討論分析:左右、斜著運動時切割磁感線。上下運動或靜止時不切割磁感線,所以不產(chǎn)生感應(yīng)電流。)
通過此實驗可以得出什么結(jié)論?
學(xué)生歸納、概括后,教師板書:
〈實驗表明:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。〉
教師指出:這就是我們本節(jié)課要研究的主要內(nèi)容—電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
板書課題:〈第一節(jié)電磁感應(yīng)〉
講述:電磁感應(yīng)現(xiàn)象是英國的物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)的。他經(jīng)過十年堅持不懈的努力,才發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象。這種熱愛科學(xué)。堅持探索真理的可貴精神,值得我們學(xué)習。這一現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)進一步揭示了電和磁之間的聯(lián)系,導(dǎo)致了發(fā)電機的發(fā)明,開辟了電的時代,所以電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)具有劃時代的意義。
(2)研究感應(yīng)電流的方向
提問:我們知道,電流是有方向的,那么感應(yīng)電流的方向是怎樣的呢?它的方向與哪些因素有關(guān)呢?請同學(xué)們觀察下面的實驗。
演示實驗:保持上述實驗裝置不變,反復(fù)改變磁場方向或改變導(dǎo)體在磁場中的運動方向,請同學(xué)們仔細觀察電流表的偏轉(zhuǎn)方向。
提問:同學(xué)們觀察到了什么現(xiàn)象?
(磁場方向、導(dǎo)體運動方向變化時,指針偏轉(zhuǎn)的方向也發(fā)生變化,即電流的方向也隨著變化)。
通過這一現(xiàn)象我們可以得出什么樣的結(jié)論呢?
學(xué)生歸納、概括后,老師板書:
〈二、導(dǎo)體中感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體運動方向和磁感線方向有關(guān)。〉
(3)研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能的轉(zhuǎn)化
教師提出下列問題,引導(dǎo)學(xué)生討論回答:
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,導(dǎo)體作切割磁感線運動,是什么力做了功呢?(外力)
它消耗了什么能?(機械能)
得到了什么能?(電能)
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中實現(xiàn)了什么能與什么能之間的轉(zhuǎn)化?(機械能與電能的轉(zhuǎn)化)
板書:〈三、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,機械能轉(zhuǎn)化為電能〉
3.小結(jié)
在這節(jié)課中,我們采用了什么方法,探索研究了哪幾個問題?
4.布置作業(yè)課本上的練習1、2題。
(四)說明
1.這節(jié)課的關(guān)鍵是設(shè)計并做好演示實驗,實驗的可見度要大。有條件的學(xué)??筛淖鰧W(xué)生實驗或用幻燈演示。
2.要在學(xué)生觀察實驗的基礎(chǔ)上,提出明確的問題,讓學(xué)生積極思考、討論,并對實驗現(xiàn)象加以歸納、概括,培養(yǎng)學(xué)生從實驗事實中歸納、概括出物理概念和規(guī)律的能力。
一、說教材
1、教材分析
奧斯特的發(fā)現(xiàn)說明了電能產(chǎn)生磁,而法拉第的發(fā)現(xiàn)說明了磁能產(chǎn)生電,從另一角度揭示了磁和電之間的聯(lián)系,使電能的大規(guī)模利用成為可能,為發(fā)電機的制造和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ),因此這一章是本章的教學(xué)重點之一。學(xué)生學(xué)好這一節(jié)知識是非常必要的,同時也是為升入高中學(xué)習電磁感應(yīng)定律奠定了基礎(chǔ)。
重點:產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,感應(yīng)電流的方向與那些因素有關(guān)。
動卷式話筒的原理
難點:法電機的結(jié)構(gòu)原理。
關(guān)鍵:本節(jié)的教學(xué)關(guān)鍵是指導(dǎo)學(xué)生邊學(xué)邊試驗,探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其規(guī)律
2、教學(xué)目標
(1)知識目標:知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件;知道動卷式話筒的和發(fā)電機的結(jié)構(gòu)原理。
(2)能力目標:訓(xùn)練學(xué)生的觀察、歸納和概括能力以及解決問題的能力。
(3)素質(zhì)目標:通過介紹科學(xué)家法拉第的事跡,培養(yǎng)學(xué)生刻苦學(xué)習,探索真理的精神。滲透物理學(xué)研究方法的教育,訓(xùn)練學(xué)生研究問題的能力
二、說教法
采用改演示實驗為學(xué)生探究性實驗,邊設(shè)疑,邊討論,啟發(fā)誘導(dǎo),指導(dǎo)實驗探究的教學(xué)方法;介紹科學(xué)家的事跡,調(diào)動學(xué)生學(xué)習物理的積極性。
三、說學(xué)法
1、通過猜想、討論、答疑、設(shè)計試驗方案,培養(yǎng)學(xué)生積極思維,激發(fā)學(xué)習興趣,提高自信心,培養(yǎng)頑強意志,建立良好的學(xué)習習慣
四、說手段
利用多媒體或投影儀學(xué)習提綱,歸納實驗結(jié)論,討論練習。學(xué)生實驗操作歩驟、探究的問題,印刷在紙上課前發(fā)放在課桌上,這樣可以提高課堂效率
五、說教學(xué)程序設(shè)計
1、設(shè)疑引學(xué)
前面我們學(xué)習了“奧斯特的發(fā)現(xiàn)”它揭示了電和磁之間的聯(lián)系,說明電能生磁,電流和磁場是不可分割的,那么我們可不可以反過來進行逆向思索:磁能否生電呢?讓學(xué)生猜想。在學(xué)生猜想的基礎(chǔ)上,教師進一步提問:怎樣才能使磁生電呢?
板書:一、實驗?zāi)康模禾剿鞔拍芊裆姡鯓邮勾派?/p>
2、討論實驗方案,選擇實驗器材
師問:根據(jù)實驗?zāi)康?,本試驗?yīng)選擇哪些實驗器材,為什么?
師生討論認同:根據(jù)研究的對象,需要有磁體和導(dǎo)線,檢驗電路中是否有電流,需要有電流表,控制電路通斷必須有開關(guān)等。
3、突出重點,突破難點
根據(jù)實驗方案,將矩形線圈,電流表,開關(guān),導(dǎo)線連入閉合電路,矩形線圈先不要放在磁場內(nèi)。
第一階段:研究磁場產(chǎn)生電流的條件
提出問題:如何做實驗?其步驟又怎樣?
引導(dǎo)學(xué)生做如下設(shè)想:電能生礠,反過來,我們把導(dǎo)體放在磁場里觀察是否產(chǎn)生電流,那么導(dǎo)體應(yīng)怎樣放在磁場中呢?導(dǎo)體在磁場中是靜止?還是運動?怎樣運動?
(1)投影學(xué)習提綱
按課本圖14—41裝置,利用矩形線圈的一條邊作為直導(dǎo)體做如下實驗:
a、閉合開關(guān),讓導(dǎo)體在蹄形永久磁鐵中不動;讓導(dǎo)體在磁場中上下移動;讓導(dǎo)體在磁場中前后左右移動;觀察電流表的指針偏轉(zhuǎn)情況,并做記錄。
b、斷開開關(guān),重復(fù)上述實驗,觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況,并做記錄
(2)學(xué)生實驗研究
學(xué)生根據(jù)學(xué)習提綱的要求邊學(xué)邊實驗,邊看書邊討論,教師進行巡回指導(dǎo)。
(3)思考討論
在指導(dǎo)學(xué)生觀察實驗和閱讀課文的基礎(chǔ)上,用投影儀出示下列問題,組織學(xué)生思考討論
a、在實驗中觀察到了什么現(xiàn)象?在什么情況下導(dǎo)體中有電流產(chǎn)生?
b、通過觀察實驗和自學(xué)課文,你能否歸納出磁場產(chǎn)生電流的條件有哪幾條?
(4)在學(xué)生討論和答問的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生歸納概括出規(guī)律
教師板書
教師講述:電磁感應(yīng)現(xiàn)象最早是由英國物理學(xué)家法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)的,所以我們把電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫做法拉第現(xiàn)象。進一步介紹法拉第的事跡發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的意義,給學(xué)生以教育和激勵。
第二階段:動圈式話筒的原理和發(fā)電機的原理
(1)動圈式話筒的原理就是依據(jù)電磁感應(yīng)的原理制成的,它的結(jié)構(gòu)如圖14—42所示,在接收聲波的膜片后面粘貼著一個由細漆包線繞成的線圈,它能隨著膜片一起運動。膜片的后面有一個環(huán)形的永磁體,并使線圈置于它的磁場中。線圈的兩端用導(dǎo)線引出。你能說出它的工作原理嗎?學(xué)生討論后回答。
(2)發(fā)電機的原理也是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理制成的,它的結(jié)構(gòu)如圖14—44、14—45所示,學(xué)生看書后討論回答下列問題:
a、什么是交流電的頻率?頻率的單位是什么?我國交流電的頻率是多少?
4、鞏固強化
(1)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習“閱讀材料”
通過指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習“法拉第的故事”,使學(xué)生加深對感應(yīng)電流的認識,而且可使學(xué)生認識到物理實驗的設(shè)計與操作是否符合客觀實際,對于研究物理問題的重要意義,從而有機的結(jié)合教學(xué)內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)。
(2)找學(xué)生對本節(jié)知識小結(jié)。明確本節(jié)課采用了什么方法,探索研究了哪幾個問題?
(3)完成本節(jié)的練習題(投影顯示)
練習題的設(shè)計目的在于使學(xué)生對知識形成持久的記憶,由認識的表象轉(zhuǎn)化為學(xué)生的內(nèi)在能力,在加深對新知識的理解和掌握的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和運用物理知識解決問題的能力。
一、說教材
1、教材分析
奧斯特的發(fā)現(xiàn)說明了電能產(chǎn)生磁,而法拉第的發(fā)現(xiàn)說明了磁能產(chǎn)生電,從另一角度揭示了磁和電之間的聯(lián)系,為發(fā)電機的制造和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ),因此這一章是本章的教學(xué)重點之一。學(xué)生學(xué)好這一節(jié)知識是非常必要的,同時也是為升入高中學(xué)習電磁感應(yīng)定律奠定了基礎(chǔ)。
教學(xué)重點:對科學(xué)探究過程的體驗和科學(xué)研究方法的領(lǐng)會。
教學(xué)難點:引導(dǎo)學(xué)生通過科學(xué)探究自己分析感應(yīng)電流的條件,分析實驗現(xiàn)象、得出結(jié)論。
2、教學(xué)目標
(一) 知識目標
1. 知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象,知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。
2. 知道感應(yīng)電流的方向跟哪些因素有關(guān)。
3. 知道發(fā)電機的原理。
(二) 能力目標
1. 通過多媒體畫面培養(yǎng)學(xué)生觀察問題、思考問題的能力。
2. 通過探究磁生電的條件進一步了解電和磁之間的相互聯(lián)系。
(三) 情感目標
1. 培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度及探索的科學(xué)精神及高尚的道德品質(zhì)。
2. 認識自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的,進一步了解探索自然奧秘的科學(xué)方法。
二、說教法
1.采用實驗教學(xué)及多媒體輔助教學(xué),采用啟發(fā)式教學(xué)方法,讓學(xué)生多思考總結(jié)規(guī)律;
2.介紹科學(xué)家的事跡,調(diào)動學(xué)生學(xué)習物理的積極性。
三、說學(xué)法
通過猜想、討論、答疑、設(shè)計試驗方案,培養(yǎng)學(xué)生積極思維,激發(fā)學(xué)習興趣,提高自信心,培養(yǎng)頑強意志,建立良好的學(xué)習習慣
四、說教學(xué)過程
1、設(shè)疑引學(xué)
前面我們學(xué)習了“奧斯特的發(fā)現(xiàn)”它揭示了電和磁之間的聯(lián)系,說明電能生磁,電流和磁場是不可分割的,那么我們可不可以反過來進行逆向思索:磁能否生電呢?讓學(xué)生猜想。在學(xué)生猜想的基礎(chǔ)上,教師進一步提問:怎樣才能使磁生電呢?
2、講授新課
電磁感應(yīng)現(xiàn)象
【活動一 】 觀察“磁生電”現(xiàn)象
由微型電風扇的插頭處接一個發(fā)光二極管,用手旋轉(zhuǎn)葉片,學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象得出電磁感應(yīng)現(xiàn)象,并且激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習興趣。
感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件
【活動二】 探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件
引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗并觀察實驗并利用多媒體幫助學(xué)生分析導(dǎo)體切割磁感線的情況,最后引導(dǎo)學(xué)生通過實驗事實,歸納概括出結(jié)論:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流,這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象,產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。
感應(yīng)電流的方向
學(xué)生猜想并進行實驗得出實驗結(jié)論: 改變磁場方向和改變切割磁感線的方向,感應(yīng)電流的方向就會改變,即感應(yīng)電流的方向與磁場的方向和切割磁感線的方向有關(guān)。
發(fā)電機
1.發(fā)電機的原理:電磁感應(yīng)
【活動三】觀察手搖發(fā)電機發(fā)電
學(xué)生觀察分析發(fā)電機的工作原理,再結(jié)合多媒體教學(xué)演示發(fā)電機的工作原理。
2.能量轉(zhuǎn)化
3、小結(jié)
4、鞏固練習(見課件)
5、布置作業(yè)
五、說課后反思
本節(jié)課在教學(xué)過程中能注重知識的銜接,讓學(xué)生深刻體會到了電和磁之間的緊密結(jié)合,注重學(xué)生逆向思維的培養(yǎng),教學(xué)中能運用大量的圖片和教學(xué)視頻激發(fā)學(xué)生的求知欲,并且突破教學(xué)難點,以便于學(xué)生理解,課堂中以實驗為基礎(chǔ),注重培養(yǎng)了學(xué)生在實驗過程中科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成,在整個實驗過程中,學(xué)生能夠小組合作探究進行歸納總結(jié)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件及感應(yīng)電流的方向,進一步在學(xué)到電磁感應(yīng)的應(yīng)用——發(fā)電機,學(xué)生在實驗過程中將物理學(xué)活學(xué)透,深刻理解知識的生成,不斷培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。
一、新課引入:
師:同學(xué)們老師這里有一個拆開的電風扇,同學(xué)們觀察一下里面有什么?
學(xué)生觀察:
師:我們可以發(fā)現(xiàn),它主要是由兩部分構(gòu)成,一部分是磁體,一部分是線圈。
師:下面同學(xué)們兩個指頭夾住插頭的兩根金屬片,另一位同學(xué)轉(zhuǎn)動電風扇。
學(xué)生活動:(估計所有同學(xué)都體驗過后)
師:有什么感覺?
生齊答:觸電、有電、麻人……
師:這就是我們今天需要探究的課題——電磁感應(yīng)
揭示課題:電磁感應(yīng) 發(fā)電機
師:請同學(xué)們看屏幕。
介紹物理學(xué)史:奧斯特,法拉第。(幻燈片:自從丹麥物理學(xué)家奧斯特在1820年首先發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,后來許多人就提出了這樣的疑問:電流能產(chǎn)生磁場,那么磁場能不能產(chǎn)生電流呢?1822年英國物理學(xué)家法拉第開始了“磁生電”的研究,經(jīng)過10年的不懈努力,終于在1831年發(fā)現(xiàn)了磁生電的規(guī)律。
師:什么叫電磁感應(yīng)?什么叫感應(yīng)電流?
板書:一、電磁感應(yīng) 感應(yīng)電流
二:探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件
師:怎樣才能產(chǎn)生電流呢?下面我們就一起來探討感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。
師:怎樣進行實驗?各小組討論一下,
板書:探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件
學(xué)生討論:
信息快遞:(幻燈片:小量程電流表:小量程電流表俗稱靈敏電流計,借助于小量程電流表可以檢測出非常微小的電流,并且它的“0”刻度線在中間可以左右偏轉(zhuǎn)顯示電流的方向,由于在本實驗中產(chǎn)生的感應(yīng)電流很小,所以借助于該表可以使我們觀察到比較明顯的現(xiàn)象。
切割磁感線運動:實驗中我們可以把磁場中的線圈想象成一把刀,如果它運動過程中與磁感線相交,則為切割磁感線。否則為不切割磁感線。
師演示:垂直、斜向切割,上下運動。(直接用線圈演示)
師:同學(xué)們,能不能按步驟完成實驗。
學(xué)生演示:一學(xué)生操作,一學(xué)生配合,其他同學(xué)觀察紀錄。
展示紀錄結(jié)果:
師:討論一下,感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是什么?
學(xué)生討論小結(jié):
幻燈片:實驗結(jié)論1:
閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線的運動時,導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流
師:電流是有方向的,那么感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān)呢?各小組討論提出猜想。
學(xué)生討論:
生答:猜想:可能與磁場的方向、線圈的運動方向有關(guān)
師:怎樣來驗證剛才的猜想呢?討論一下!
學(xué)生討論:
師:你能說出實驗的方法嗎?
師:實驗中觀察什么現(xiàn)象?
生答:觀察指針的偏轉(zhuǎn)方向。
學(xué)生實驗:一學(xué)生操作,一學(xué)生配合,其他同學(xué)觀察紀錄。
展示紀錄結(jié)果:
師:通過實驗?zāi)艿玫绞裁唇Y(jié)論?大家討論一下。
學(xué)生討論:
生答:
幻燈片:實驗結(jié)論2:改變 磁場 方向或改變 線圈運動 方向,感應(yīng)電流的方向就會改變,即感應(yīng)電流的方向與 磁場 方向和 線圈運動 方向有關(guān)。
三:觀察手搖發(fā)電機
師:法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象后,使大規(guī)模用電成為了可能。我們生活中的用電大多數(shù)都來自于發(fā)電站的大型發(fā)電機,同學(xué)們你知道在我們國家有那些大規(guī)模的發(fā)電站嗎?
生答:(舉例)
幻燈片:出示幾張發(fā)電站的圖片
師:大型的發(fā)電機我們沒見過,老師今天帶了一臺小型發(fā)電機過來。(出示發(fā)電機)
請哪位同學(xué)上來搖一下,看看有什么現(xiàn)象。
學(xué)生實驗、學(xué)生觀察
師:看到什么現(xiàn)象?
生答:燈亮。
師:說明電路中產(chǎn)生了什么?
生答:電流
演示:把小量程電流表接入電路。搖動發(fā)電機。
師:看到了什么現(xiàn)象?
師:哪位同學(xué)能用手臂來模仿一下指針的偏轉(zhuǎn)情況?
學(xué)生動作演示:
師:這說明了什么?
生:電流的方向在發(fā)生變化。
師:我們把這種電流叫交變電流。閱讀課本第54頁,思考下列問題?
幻燈片:1、什么叫交變電流?
2、發(fā)電機的工作原理是什么?
3、發(fā)電機工作過程中的能量轉(zhuǎn)化情況如何?
4、我國交流電的`頻率是多少?
生答:(略)
1、“電磁感應(yīng)”是在第三冊“電流的磁效應(yīng)”和第五冊“磁場對電流的作用”后進行的教學(xué),使學(xué)生對“電與磁相互作用的內(nèi)容”有了較完整的認識,具有承前的作用,是知識的自然延續(xù);“電磁感應(yīng)”為以后學(xué)習發(fā)電機的內(nèi)容打下理論基礎(chǔ),并為學(xué)習能的轉(zhuǎn)化和守恒提供前置知識,具有啟后作用。
2、法拉第電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn),為電能的大規(guī)模應(yīng)用創(chuàng)造了條件,在人類的發(fā)展史上具有劃時代的意義,充分說明了科學(xué)技術(shù)推動社會的發(fā)展。
學(xué)情分析:
學(xué)生經(jīng)過近二年半自然科學(xué)的學(xué)習,已具備了電、磁的初步知識,知道了電能產(chǎn)生磁和磁場對電流的有作用等方面的知識,也初步具備了電學(xué)實驗操作技能和初步的觀察、分析、歸納能力,但理性思維的能力還不強,在分析感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件時會遇到一定的困難。
教學(xué)目標:
一、認知目標:
1、知道是法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
2、能描述電磁感應(yīng)現(xiàn)象,分析產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。
3、列舉影響感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件和影響電流的因素。
二、能力目標:
1、培養(yǎng)實驗設(shè)計和操作能力。
2、培養(yǎng)分析、歸納能力,
3、培養(yǎng)對實驗現(xiàn)象的描述和交流能力。
三、情感、態(tài)度和價值觀
1、激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的好奇性和求知欲。
2、培養(yǎng)實事求是記錄實驗現(xiàn)象的態(tài)度。
3、感受科學(xué)技術(shù)對社會發(fā)展的作用。
教學(xué)重點:
1、理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
教學(xué)難點:
1、對“切割磁感應(yīng)線”的理解。
教學(xué)策略:
1、變演示實驗為演示與學(xué)生隨堂實驗并進。
2、采用實驗探究法。
3、輔助于多媒體課件解決教學(xué)難點。
教學(xué)過程:
新問題提出
一、情景創(chuàng)設(shè):
1、多媒體播放“電的使用”問題產(chǎn)生(電從何來)
學(xué)生提出猜想:(電池?發(fā)電機?摩擦起電?)
2、復(fù)習電流產(chǎn)生的磁場(奧斯特)導(dǎo)引學(xué)生猜想,問題2能用磁場產(chǎn)生電流嗎?
二、設(shè)計、操作實驗并交流結(jié)果
(教師引導(dǎo)實驗設(shè)計、操作)演示實驗與學(xué)生隨堂實驗同時進行。
交流實驗結(jié)果(1):能用磁場產(chǎn)生電流。
問題3:利用磁場產(chǎn)生電流是否需要條件;(學(xué)生提出假設(shè):“要”或“不要”)
實驗條件控制:(1)閉合或斷開電路(2)不同方向移動導(dǎo)線(與磁感應(yīng)線垂直、斜、平行)
交流結(jié)果(2)電路斷開不能產(chǎn)生電;導(dǎo)線運動方向與磁感應(yīng)線方向平行不能產(chǎn)生電流。
“利用磁場產(chǎn)生電流”需要條件。
閱讀課文,描述電磁感應(yīng)現(xiàn)象,
難點解釋:多媒體課件演示實驗,重點演示切割和沒有切割。
學(xué)生列舉產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。(閉合、一部分、切割)
(補充指出如果電路沒有閉合,導(dǎo)體兩端會產(chǎn)生感生電壓)
問題4:感應(yīng)電流的方向?
教師提示考慮因素(磁場方向與導(dǎo)線切割方向)
學(xué)生自已設(shè)計實驗、操作。
交流結(jié)果(3)感就電流的方向與磁場方向和切割磁感應(yīng)線方向有關(guān)。
小結(jié):法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,從而為發(fā)電機的發(fā)明打下了理論基礎(chǔ),使人們對電的大規(guī)模利用成了可能......
學(xué)生交流對電磁感應(yīng)的看法。(現(xiàn)象、條件、結(jié)果、應(yīng)用、體會等)
提出思考題:電磁感應(yīng)中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的,(互相交流、并閱讀課本)
作業(yè):1、配套練習相關(guān)作業(yè)。
2、完成調(diào)查報告:電在我家中
一、教學(xué)任務(wù)分析
電磁感應(yīng)現(xiàn)象是在初中學(xué)過的電磁現(xiàn)象和高中學(xué)過的電場、磁場的基礎(chǔ)上,進一步學(xué)習電與磁的關(guān)系,也為后面學(xué)習電磁波打下基礎(chǔ)。
以實驗創(chuàng)設(shè)情景,通過對問題的討論,引入學(xué)習電磁感應(yīng)現(xiàn)象,通過學(xué)生實驗探究,找出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。用現(xiàn)代技術(shù)手段“DIS實驗”來測定微弱的地磁場磁通量變化產(chǎn)生的感應(yīng)電流,使學(xué)生感受現(xiàn)代技術(shù)的重要作用。
通過“歷史回眸”,介紹法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程,領(lǐng)略科學(xué)家的獻身精神,懂得學(xué)習、繼承、創(chuàng)新是科學(xué)發(fā)展的動力。
在探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件時,使學(xué)生感受猜想、假設(shè)、實驗、比較、歸納等科學(xué)方法,經(jīng)歷提出問題→猜想假設(shè)→設(shè)計方案→實驗驗證的科學(xué)探究過程;在學(xué)習法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程時,體驗科學(xué)家在探究真理過程中的獻身精神。
二、教學(xué)目標
1.知識與技能
(1)知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件。
(2)理解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。
(3)學(xué)會用感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件解釋簡單的實際問題。
2.過程與方法
通過有關(guān)電磁感應(yīng)的探究實驗,感受猜想、假設(shè)、實驗、比較、歸納等科學(xué)方法在得出感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件中的重要作用。
3.情感、態(tài)度價值觀
(1)通過觀察和動手操作實驗,體驗樂于科學(xué)探究的情感。
(2)通過介紹法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程,領(lǐng)略科學(xué)家在探究真理過程中的獻身精神。
三、教學(xué)重點與難點
重點和難點:感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。
四、教學(xué)資源
1、器材
(1)演示實驗:
①電源、導(dǎo)線、小磁針、投影儀。
②10米左右長的電線、導(dǎo)線、小磁針、投影儀。
(2)學(xué)生實驗:
①條形磁鐵、靈敏電流計、線圈。
②靈敏電流計、原線圈、副線圈、電鍵、滑動變阻器、導(dǎo)線若干。
③DIS實驗:微電流傳感器、數(shù)據(jù)采集器、環(huán)形實驗線圈。
2、課件:電磁感應(yīng)現(xiàn)象flash課件。
五、教學(xué)設(shè)計思路
本設(shè)計內(nèi)容包括三個方面:一是電磁感應(yīng)現(xiàn)象;二是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件;三是應(yīng)用感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件解釋簡單的實際問題。
本設(shè)計的基本思路是:以實驗創(chuàng)設(shè)情景,激發(fā)學(xué)生的好奇心。通過對問題的討論,引入學(xué)習電磁感應(yīng)現(xiàn)象和感應(yīng)電流的概念。通過學(xué)生探究實驗,得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。通過“歷史回眸”、“大家談”,介紹法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程,領(lǐng)略科學(xué)家在探究真理過程中的獻身精神。
本設(shè)計要突出的重點和要突破難點是:感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。方法是:以實驗和分析為基礎(chǔ),根據(jù)學(xué)生在初中和前階段學(xué)習時已經(jīng)掌握的知識,應(yīng)用實驗和動畫演示對實驗進行分析,理解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,從而突出重點,并突破難點。
本設(shè)計強調(diào)問題討論、交流討論、實驗研究、教師指導(dǎo)等多種教學(xué)策略的應(yīng)用,重視概念、規(guī)律的形成過程以及伴隨這一過程的科學(xué)方法的教育。通過學(xué)生主動參與,培養(yǎng)其分析推理、比較判斷、歸納概括的能力,使之感受猜想、假設(shè)、實驗、比較、歸納等科學(xué)方法的重要作用;感悟科學(xué)家的探究精神,提高學(xué)習的興趣。
完成本設(shè)計的內(nèi)容約需1課時。
六、教學(xué)流程
1、教學(xué)流程圖
2、流程圖說明
情景 演示實驗1 奧斯特實驗。
演示實驗2 搖繩發(fā)電
問題:為什么導(dǎo)線中有電流產(chǎn)生?
活動I 自主活動 學(xué)生實驗1
設(shè)問:如何使閉合線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流?
活動II 學(xué)生實驗2 探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。
活動III 歷史回眸 法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程。
課件演示 電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
活動Ⅳ DIS學(xué)生實驗 微弱磁通量變化時的感應(yīng)電流。
大家談
3、教學(xué)主要環(huán)節(jié) 本設(shè)計可分為三個主要的教學(xué)環(huán)節(jié)。
第一環(huán)節(jié),通過實驗觀察與討論,得出電磁感應(yīng)現(xiàn)象與感應(yīng)電流。
第二環(huán)節(jié),通過學(xué)生探究實驗,得出感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件;通過 “歷史回眸”、“大家談”,了解法拉第的研究過程,領(lǐng)略科學(xué)家的探究精神。
第三環(huán)節(jié),通過DIS實驗,了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象在實際生活中的應(yīng)用。
七、教案示例
(一)情景引入:
1、觀察演示實驗,提出問題
1820年,丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)通電直導(dǎo)線能使小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),從而揭示了電與磁之間的內(nèi)在聯(lián)系。
演示實驗1 奧斯特實驗。
那么,磁能生電嗎?
演示實驗2 搖繩發(fā)電
把一根長10米左右的電線與一導(dǎo)線的兩端連接起來,形成一閉合回路,兩個學(xué)生迅速搖動電線,另一學(xué)生將導(dǎo)線放到小磁針上方,觀察小磁針是否偏轉(zhuǎn)。
問題1:為什么導(dǎo)線中有電流產(chǎn)生?
2、導(dǎo)入新課
我們可以用這節(jié)課學(xué)習的知識來回答上面的問題。
(二)電磁感應(yīng)現(xiàn)象
自奧斯特發(fā)現(xiàn)電能生磁之后,歷史上許多科學(xué)家都在研究“磁生電”這個課題。
介紹瑞士物理學(xué)家科拉頓的研究。
自主活動:如何使閉合線圈中產(chǎn)生電流?
學(xué)生實驗1:把條形磁鐵放在線圈中,將靈敏電流計、線圈連成閉合回路,觀察靈敏電流計指針是否偏轉(zhuǎn)。
1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象
閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象,叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
2、感應(yīng)電流
由電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的電流,叫感應(yīng)電流。
介紹英國物理學(xué)家、化學(xué)家法拉第的研究。
問題2:法拉第發(fā)現(xiàn)的使磁場產(chǎn)生電流的條件究竟是什么?
(三)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
學(xué)生實驗2:探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。
根據(jù)所給的器材:靈敏電流計、原線圈、副線圈、電鍵、滑動變阻器、導(dǎo)線等,設(shè)計實驗方案,使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。
小組交流方案,師生共同討論產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因。
感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件:閉合回路、磁通量發(fā)生變化。
播放flash課件,進一步理解感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。
介紹“歷史回眸”欄目中法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程。
(四)應(yīng)用
討論、解釋:
1、書上的示例
2、搖繩發(fā)電的原理。
DIS學(xué)生實驗:微弱磁通量變化時的感應(yīng)電流。
大家談
(五)總結(jié)(略)
(六)作業(yè)布置(略)
【教學(xué)目標】
1、知識與技能:
(1)、知道感應(yīng)電動勢,及決定感應(yīng)電動勢大小的因素。
(2)、知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量,并能區(qū)別Φ、ΔΦ、 。
(3)、理解法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達式。
(4)、知道E=BLvsinθ如何推得。
(5)、會用 解決問題。
2、過程與方法
(1)、通過學(xué)生實驗,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和探究能力。
(2)、通過推導(dǎo)閉合電路,部分導(dǎo)線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢公式E=BLv,掌握運用理論知識探究問題的方法。
3、情感態(tài)度與價值觀
(1)、從不同物理現(xiàn)象中抽象出個性與共性問題,培養(yǎng)學(xué)生對不同事物進行分析,找出共性與個性的辯證唯物主義思想。
(2)、通過比較感應(yīng)電流、感應(yīng)電動勢的特點,引導(dǎo)學(xué)生忽略次要矛盾、把握主要矛盾。
【教學(xué)重點】法拉第電磁感應(yīng)定律。
【教學(xué)難點】感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的產(chǎn)生條件的區(qū)別。
【教學(xué)方法】實驗法、歸納法、類比法
【教具準備】
多媒體課件、多媒體電腦、投影儀、檢流計、螺線管、磁鐵。
【教學(xué)過程】
一、復(fù)習提問:
1、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么?
答:穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,就會在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。
2、恒定電流中學(xué)過,電路中存在持續(xù)電流的條件是什么?
答:電路閉合,且這個電路中一定有電源。
3、在發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的情況下,用什么方法可以判定感應(yīng)電流的方向?
答:由楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電流的方向。
二、引入新課
1、問題1:既然會判定感應(yīng)電流的方向,那么,怎樣確定感應(yīng)電流的強弱呢?
答:既然有感應(yīng)電流,那么就一定存在感應(yīng)電動勢.只要能確定感應(yīng)電動勢的大小,根據(jù)閉合電路歐姆定律就可以確定感應(yīng)電流大小了.
2、問題2:如圖所示,在螺線管中插入一個條形磁鐵,問
①、在條形磁鐵向下插入螺線管的過程中,該電路中是否都有電流?為什么?
答:有,因為磁通量有變化
②、有感應(yīng)電流,是誰充當電源?
答:由恒定電流中學(xué)習可知,對比可知左圖中的虛線框內(nèi)線圈部分相當于電源。
③、上圖中若電路是斷開的,有無感應(yīng)電流電流?有無感應(yīng)電動勢?
答:電路斷開,肯定無電流,但仍有電動勢。
3、產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件是什么?
答:回路(不一定是閉合電路)中的磁通量發(fā)生變化.
4、比較產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件和產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,你有什么發(fā)現(xiàn)?
答:在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,不論電路是否閉合,只要穿過回路的磁通量發(fā)生變化,電路中就有感應(yīng)電動勢,但產(chǎn)生感應(yīng)電流還需要電路閉合,因此研究感應(yīng)電動勢比感應(yīng)電流更有意義。(情感目標)
本節(jié)課我們就來一起探究感應(yīng)電動勢
三、進行新課
(一)、探究影響感應(yīng)電動勢大小的因素
(1)探究目的:感應(yīng)電動勢大小跟什么因素有關(guān)?(學(xué)生猜測)
(2)探究要求:
①、將條形磁鐵迅速和緩慢的插入拔出螺線管,記錄表針的最大擺幅。
②、迅速和緩慢移動導(dǎo)體棒,記錄表針的最大擺幅。
③、迅速和緩慢移動滑動變阻器滑片,迅速和緩慢的插入拔出螺線管,分別記錄表針的最大擺幅;
(3)、探究問題:
問題1、在實驗中,電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么?
問題2:電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動勢的`大小有什么關(guān)系?
問題3:在實驗中,快速和慢速效果有什么相同和不同?
(4)、探究過程
安排學(xué)生實驗。(能力培養(yǎng))
教師引導(dǎo)學(xué)生分析實驗,(課件展示)回答以上問題
學(xué)生甲:穿過電路的Φ變化 產(chǎn)生E感 產(chǎn)生I感.
學(xué)生乙:由全電路歐姆定律知I= ,當電路中的總電阻一定時,E感越大,I越大,指針偏轉(zhuǎn)越大。
學(xué)生丙:磁通量變化相同,但磁通量變化的快慢不同。
可見,感應(yīng)電動勢的大小跟磁通量變化和所用時間都有關(guān),即與磁通量的變化率有關(guān).
把 定義為磁通量的變化率。
上面的實驗,我們可用磁通量的變化率來解釋:
學(xué)生甲:實驗中,將條形磁鐵快插入(或拔出)比慢插入或(拔出)時, 大,I感大,
E感大。
實驗結(jié)論:電動勢的大小與磁通量的變化快慢有關(guān),磁通量的變化越快電動勢越大。磁通量的變化率越大,電動勢越大。
(二)、法拉第電磁感應(yīng)定律
從上面的實驗我們可以發(fā)現(xiàn), 越大,E感越大,即感應(yīng)電動勢的大小完全由磁通量的變化率決定。精確的實驗表明:電路中感應(yīng)電動勢的大小,跟穿過這一電路磁通量的變化率成正比,即E∝ 。這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。
(師生共同活動,推導(dǎo)法拉第電磁感應(yīng)定律的表達式)(課件展示)
E=k
在國際單位制中,電動勢單位是伏(V),磁通量單位是韋伯(Wb),時間單位是秒(s),可以證明式中比例系數(shù)k=1,(同學(xué)們可以課下自己證明),則上式可寫成
E=
設(shè)閉合電路是一個N匝線圈,且穿過每匝線圈的磁通量變化率都相同,這時相當于n個單匝線圈串聯(lián)而成,因此感應(yīng)電動勢變?yōu)?/p>
E=n
1.內(nèi)容:電動勢的大小與磁通量的變化率成正比
2.公式:ε=n
3.定律的理解:
⑴磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化量率的區(qū)別Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt
⑵感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率成正比
⑶感應(yīng)電動勢的方向由楞次定律來判斷
⑷感應(yīng)電動勢的不同表達式由磁通量的的因素決定:
當ΔΦ=ΔBScosθ則ε=ΔB/ΔtScosθ
當ΔΦ=BΔScosθ則ε=BΔS/Δtcosθ
當ΔΦ=BSΔ(cosθ)則ε=BSΔ(cosθ)/Δt
注意: 為B.S之間的夾角。
4、特例——導(dǎo)線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢
用課件展示電路,閉合電路一部分導(dǎo)體ab處于勻強磁場中,磁感應(yīng)強度為B,ab的長度為L,以速度v勻速切割磁感線,求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢?(課件展示)
解析:設(shè)在Δt時間內(nèi)導(dǎo)體棒由原來的位置運動到a1b1,這時線框面積的變化量為
ΔS=LvΔt
穿過閉合電路磁通量的變化量為
ΔΦ=BΔS=BLvΔt
據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,得
E= =BLv
這是導(dǎo)線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢計算更簡捷公式,需要理解
(1)B,L,V兩兩垂直
(2)導(dǎo)線的長度L應(yīng)為有效切割長度
(3)導(dǎo)線運動方向和磁感線平行時,E=0
(4)速度V為平均值(瞬時值),E就為平均值(瞬時值)
問題:當導(dǎo)體的運動方向跟磁感線方向有一個夾角θ,感應(yīng)電動勢可用上面的公式計算嗎?
用課件展示如圖所示電路,閉合電路的一部分導(dǎo)體處于勻強磁場中,導(dǎo)體棒以v斜向切割磁感線,求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。
解析:可以把速度v分解為兩個分量:垂直于磁感線的分量v1=vsinθ和平行于磁感線的分量v2=vcosθ。后者不切割磁感線,不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。前者切割磁感線,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為
E=BLv1=BLvsinθ
強調(diào):在國際單位制中,上式中B、L、v的單位分別是特斯拉(T)、米(m)、米每秒(m/s),θ指v與B的夾角。
5、公式比較
與功率的兩個公式比較得出E=ΔΦ/Δt:求平均電動勢
E=BLV : v為瞬時值時求瞬時電動勢,v為平均值時求平均電動勢
課堂練習:
例題1:下列說法正確的是( D )
A、線圈中磁通量變化越大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
B、線圈中的磁通量越大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
C、線圈處在磁場越強的位置,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
D、線圈中磁通量變化得越快,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大
例題2:一個匝數(shù)為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場放置,在0. 5s內(nèi)穿過它的磁場從1T增加到9T。求線圈中的感應(yīng)電動勢。
解:由電磁感應(yīng)定律可得E=nΔΦ/Δt①
ΔΦ= ΔB×S②
由① ②聯(lián)立可得E=n ΔB×S/Δt
代如數(shù)值可得E=1.6V
例題3、在磁感強度為0.1T的勻強磁場中有一個與之垂直的金屬框ABCD,框電阻不計,上面接一個長0.1m的可滑動的金屬絲ab,已知金屬絲質(zhì)量為0.2g,電阻R=0.2Ω,不計阻力,求金屬絲ab勻速下落時的速度。(4m/s)
問1:將上題的框架豎直倒放,使框平面放成與水平成30°角,不計阻力,B垂直于框平面,求v ?
答案:(2m/s)
問2:上題中若ab框間有摩擦阻力,且μ=0.2,求v ?
答案:(1.3m/s)
問3:若不計摩擦,而將B方向改為豎直向上,求v ?
答案:(2.67m/s)
問4:若此時再加摩擦μ=0.2,求v ?
答案:(1.6m/s)
【課堂小結(jié)】
1、讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié),其他同學(xué)在筆記本上總結(jié),然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。
2、認真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容,并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié),看誰的更好,好在什么地方。
3、讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容,允許內(nèi)容的順序不同,從而構(gòu)建他們自己的知識框架。
【布置作業(yè)】選修3-2課本第16頁“思考與討論”
課后作業(yè):第17頁1、2、3、5題
【課后反思】
讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié),其他同學(xué)在筆記本上總
結(jié),然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容,允許內(nèi)容的順序不同,從而構(gòu)建他們自己的知識框架,把書本知識轉(zhuǎn)化為自己的知識,讓學(xué)生有收獲成功感。
本節(jié)課,重點是理解法拉第電磁感應(yīng)定律,不要過多的進行訓(xùn)練,不能急于求成,應(yīng)該循序漸進.
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