中職物理教案505第五節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象

主題五電與磁及其應(yīng)用第五節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象教學設(shè)計案例課程內(nèi)容第五節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象課程類型啟發(fā)講授課課時2學時教材內(nèi)容分析本節(jié)主要讓學生了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過程，體會科學探索中科學思想和科學態(tài)度的重要作用。通過實驗，探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件和方向；能利用右手定則，判斷閉合回路的一部分導體在磁場中做切割磁感線的運動時，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向。通過實驗，了解感應(yīng)電動勢的概念，理解法拉第電磁感應(yīng)定律，能進行簡單的計算。能列舉電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用實例。學情分析學生在初中接觸過電磁感應(yīng)現(xiàn)象，知道閉合回路的部分導體切割磁感線時，可以產(chǎn)生感應(yīng)電流，但是不知道更普遍的電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因，以及感應(yīng)電流的方向如何判定。中職物理要在初中所學知識的基礎(chǔ)上，進行更深入地學習，因此，也具有較大的難度。教學目標1．建構(gòu)電磁感應(yīng)、感應(yīng)電動勢等概念，形成閉合導體回路中的磁通量發(fā)生變化可以產(chǎn)生感應(yīng)電流、感應(yīng)電流的方向可以用右手定則判斷、感應(yīng)電動勢的大小可以用法拉第電磁感應(yīng)定律進行計算等物理觀念，并應(yīng)用其理解發(fā)電機的工作原理，解決簡單的電磁感應(yīng)方面的問題。2．通過對電磁感應(yīng)實驗現(xiàn)象進行討論，了解歸納右手定則和電磁感應(yīng)規(guī)律的方法，增強科學論證等核心素養(yǎng)。通過實驗探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法，增強質(zhì)疑創(chuàng)新的核心素養(yǎng)。3．通過觀察演示實驗，增強實驗觀察等核心素養(yǎng)。通過探究實驗和實踐活動，增強操作技能，提高技術(shù)運用和探究設(shè)計等核心素養(yǎng)。4．通過制作交流發(fā)電機等實踐活動，增強工匠精神和合作交流意識。通過了解我國世界領(lǐng)先的水力發(fā)電技術(shù)，增強民族自豪感和科技傳承的責任感。教學重點讓學生了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件，了解右手定則，理解法拉第電磁感應(yīng)定律。教學難點了解歸納電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生條件的方法，利用右手定則判定感應(yīng)電流的方向。建構(gòu)感應(yīng)電動勢的概念，理解法拉第電磁感應(yīng)定律。教學策略讓學生通過自主學習與合作學習了解新知識，形成新觀念，提高實驗觀察能力，受到科學方法熏陶，受到愛國主義教育。主要教法啟發(fā)式講授、演示實驗、組織合作學習主要學法自主學習、觀察實驗、思考討論、合作學習教學資源多媒體課件展示系統(tǒng)、演示用電流表一只、長約15cm的銅導體棒1根、長導線2根、特大號蹄形磁鐵1個、學生電源1臺、滑動變阻器（10Ω2A）1個、開關(guān)1個、大線圈（1200匝）1個、帶鐵芯的小線圈（400匝）1個、導線若干等。學生探究實驗儀器：（電流表1個、1000匝線圈（內(nèi)徑約3cm）1個、條形磁鐵（長10cm、寬2cm）1個、導線2根）6套。課堂實施教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容教師活動學生活動設(shè)計意圖課前準備1.通過觀察導體切割磁感線時產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，思考該現(xiàn)象是由于什么變化引起的？2.利用一個電流表、一個螺線管、一個磁鐵和兩根導線，如何產(chǎn)生出感應(yīng)電流？3.觀察兩個嵌套在一起的兩個線圈，思考它們之間有什么聯(lián)系？4.一個電路中，開關(guān)閉合時，電路中的電流發(fā)生了什么變化？開關(guān)斷開時呢？5.在帶有滑動變阻器的通電電路中，改變滑動觸頭的位置，會使電路中發(fā)生什么變化？6.電磁感應(yīng)現(xiàn)象最早是由哪位科學家發(fā)現(xiàn)的？7.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？8.閉合回路的部分導線切割磁感線時，如何判斷導線中感應(yīng)電流的方向？9.閉合回路中感應(yīng)電流的大小受哪些因素的影響？1.安排學生進行預(yù)習（閱讀教材、觀看老師提供的微課視頻）。2.就學生提出的問題進行有針對性地備課，準備在課堂上學生討論時給予指導。對教材和教學視頻進行學習和思考，并與同學討論其中發(fā)現(xiàn)的問題，將疑問反饋給老師。讓學生通過課前自主學習，發(fā)現(xiàn)自己不理解的問題，準備到課堂上與同學討論，與老師交流，解決疑問。課堂實施新課引入創(chuàng)設(shè)情境：2021年7月，白鶴灘水電站已有4臺1000MW機組投產(chǎn)發(fā)電。該機組是目前我國制造的世界單機容量最大的水輪發(fā)電機組，機組50多米高，質(zhì)量約8000噸。展示圖片、提問：白鶴灘水電站為什么要安裝這么大的水輪發(fā)電機組呢？觀看、思考激發(fā)學生學習動力，明確學習目標新課教學我們在初中學過，閉合導體回路的一部分在磁場中做切割磁感線的運動時，導體中會產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，其中產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流。講述傾聽、記憶讓學生鞏固電磁感應(yīng)和感應(yīng)電流的概念。演示實驗：將導體棒、電流表和導線組成一個閉合回路，將蹄形磁鐵如圖所示放置。用手拿著導體棒在磁鐵中做豎直上下方向和水平左右方向的運動，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況。進行演示實驗，提問：當什么發(fā)生變化時，閉合回路中能產(chǎn)生感應(yīng)電流？觀看實驗、思考討論、合作學習、回答：閉合回路在磁場中的面積發(fā)生變化時，能產(chǎn)生感應(yīng)電流。引導學生通過現(xiàn)象歸納規(guī)律。探究實驗：利用一個電流表、一個螺線管、一個磁鐵和兩根導線裝置，探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法是什么？巡視、指導、幫助、答疑。進行合作探究，尋找產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法：用導線和螺線管可以組成閉合回路，將電流表串聯(lián)入回路，讓磁鐵在回路中間和周圍以各種方式運動。讓學生通過合作探究，找尋產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法。演示實驗：把帶有鐵芯的線圈A跟電源和開關(guān)連接起來，把線圈B跟電流表連接起來，線圈A放置在線圈B中。觀察閉合或打開開關(guān)時電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況。進行演示實驗，組織學生合作學習：提問：開關(guān)閉合時，電路中發(fā)生了什么變化？觀看實驗、合作學習、回答：開關(guān)閉合時，電路中的電流由無到有變化。引導學生歸納產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因。演示實驗：把上面電路中的開關(guān)換成滑動變阻器。觀察改變滑動變阻器的滑動觸頭位置時發(fā)生的現(xiàn)象。進行演示實驗，組織學生合作學習：提問：滑動變阻器的滑動觸頭位置發(fā)生改變時，電路中發(fā)生了什么變化？觀看實驗、合作學習、回答：開關(guān)閉合時，電路中的電流的大小發(fā)生了變化。繼續(xù)引導學生歸納產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因。講述物理學史中法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程。講述傾聽讓學生了解規(guī)律的發(fā)現(xiàn)歷程?，F(xiàn)在，人們歸納出：不論用什么方法，只要穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化，回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。講解傾聽、理解、記憶讓學生理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件。通過實驗人們歸納出，可以用右手定則來判斷感應(yīng)電流的方向：伸開右手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿入手心，大拇指指向?qū)w運動的方向。那么，其余四指的指向就是感應(yīng)電流的方向。展示圖片、講解觀看、傾聽、理解、記憶了解切割磁感線的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，運用右手定則判斷感應(yīng)電流方向的方法。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，閉合導體回路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，說明回路中一定有電動勢。當斷開的回路中磁通量變化時，雖然沒有感應(yīng)電流，但是電動勢一定存在。我們把在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢，稱為感應(yīng)電動勢。產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導體或線圈就相當于電源。講解傾聽、理解、記憶讓學生建構(gòu)感應(yīng)電動勢的概念。演示實驗：研究決定感應(yīng)電動勢大小的因素使用前面的實驗裝置，分別改變切割磁感線的速度、磁鐵插入線圈的快慢程度、滑動觸頭滑動的速度，觀察對感應(yīng)電流大小的影響。進行演示實驗，提問：以上情況對感應(yīng)電流的大小有什么影響？觀看、思考、討論、合作學習、回答：在以上情況中，變化速度越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。讓學生增加對感應(yīng)電流大小受磁通量變化率大小影響的感性認識。科學家們通過大量實驗歸納出：導體回路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一回路的磁通量的變化率成正比，并把它稱為法拉第電磁感應(yīng)定律。在時間Δt內(nèi)，穿過某單匝線圈的磁通量的改變量為ΔΦ，則在單匝線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=E、ΔΦ、Δt的國際單位制單位分別是V、Wb、s。如果線圈有n匝，那么，整個線圈的感應(yīng)電動勢就是單匝線圈的感應(yīng)電動勢的n倍，即E=n講解傾聽、理解、記憶讓學生理解法拉第電磁感應(yīng)定律。示例在一個B=0.01T的勻強磁場中，放一個橫截面積為0.001m2的線圈，其匝數(shù)為500匝。在0.1s內(nèi)把線圈平面從平行于磁感線的方向轉(zhuǎn)過90°，變?yōu)榕c磁感線的方向垂直。求線圈中的平均感應(yīng)電動勢。分析線圈在勻強磁場中發(fā)生轉(zhuǎn)動，由于穿過其中磁通量從最小變化到最大，所用時間為0.1s，可以求出線圈的磁通量的變化率，進而利用法拉第電磁感應(yīng)定律進行求解。解當線圈平面平行于磁感線的方向時，穿過線圈的磁通量最小，Φ1=0，當線圈平面垂直于磁感線的方向時，穿過線圈的磁通量最大，為Φ2=BS=0.01×0.001Wb=1×10–5Wb在0.1s內(nèi)穿過線圈磁通量的改變量ΔΦ=Φ2－Φ1=1×10–5Wb由法拉第電磁感應(yīng)定律，得=500×V=0.05V講解示例分析、解題過程觀看、傾聽、理解、記憶讓學生了解應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律問題時的步驟與形式。電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)是19世紀最偉大的發(fā)現(xiàn)之一。后來，發(fā)明家們根據(jù)電磁感應(yīng)原理相繼發(fā)明了交流發(fā)電機、變壓器等一大批造福人類的新機器，將人類帶入電氣化時代，極大地促進了社會的發(fā)展。講述電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)對人類社會進行帶來的推進作用。傾聽、理解發(fā)展學生科技傳承的物理學科核心素養(yǎng)。【應(yīng)用與拓展】旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機的工作原理組織學生自主學習、巡視、指導、答疑閱讀、質(zhì)疑讓學生了解發(fā)電機的工作原理。白鶴灘水電站位于四川省寧南縣和云南省巧家縣境內(nèi)，是金沙江下游干流河段梯級開發(fā)的第二個梯級電站。我國第二大水電站，因為金沙江水量充沛，所以電站安裝了16臺1000MW巨型水輪機，如右圖所示，總裝機容量1600萬千瓦，建成后將成為僅次于三峽工程的世界第二大水電站?；貞?yīng)本節(jié)開始“情境與問題”欄目中的問題。傾聽、了解讓學生了解電磁感應(yīng)規(guī)律在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。自由討論本節(jié)的主要內(nèi)容講完了，同學還有哪些疑問，自由提問，小組討論，自由搶答。組織學生自由提問、討論，或回答問題。向老師提出自己的疑問、回答同學的問題。通過思想的碰撞，發(fā)展學生質(zhì)疑創(chuàng)新的核心素養(yǎng)。歸納總結(jié)本節(jié)學習了電磁感應(yīng)、感應(yīng)電動勢等概念，右手定則、法拉第電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用，同時了解了歸納、實驗、數(shù)學等科學方法的運用，受到了愛國主義教育等。歸納總結(jié)本節(jié)所學內(nèi)容。傾聽、記憶幫助學生鞏固所學。課后提升書面作業(yè)實踐與探索5—5中第1、2、3題，獨立完成。實踐活動實踐與探索5—5中第4、5題，任選一題，與同學討論后，獨立完成。第6題，小組合作完成。板書設(shè)計略。評價反饋本節(jié)課堂上學生回答