2024-2025學(xué)年高中物理 第三章 電磁振蕩 電磁波 2 電磁場和電磁波教案 教科版選修3-4

2024-2025學(xué)年高中物理第三章電磁振蕩電磁波2電磁場和電磁波教案教科版選修3-4主備人備課成員教材分析本節(jié)課為人教版高中物理必修2第五章“電磁感應(yīng)”第二節(jié)“法拉第電磁感應(yīng)定律”。該節(jié)內(nèi)容緊接著第一節(jié)“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”展開，是對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的深入探究。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠理解法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容，掌握影響感應(yīng)電流方向和大小因素，并能運(yùn)用該定律解決實(shí)際問題。為后續(xù)學(xué)習(xí)電磁振蕩、電磁波等知識(shí)打下基礎(chǔ)。

本節(jié)課的主要內(nèi)容包括：1.法拉第電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)歷程；2.法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容；3.影響感應(yīng)電流方向和大小的因素；4.楞次定律的應(yīng)用。

在教學(xué)過程中，我將結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，利用多媒體課件、實(shí)驗(yàn)器材等教學(xué)資源，通過講解、演示、討論等多種教學(xué)手段，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究、積極思考，從而提高他們對(duì)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和應(yīng)用能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度，符合新課程標(biāo)準(zhǔn)下的核心素養(yǎng)目標(biāo)。具體包括：

1.科學(xué)思維：通過學(xué)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法分析和解決問題的能力。使學(xué)生能夠從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中提煉出規(guī)律，形成科學(xué)的思維方式。

2.科學(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、實(shí)驗(yàn)、分析等探究活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)法拉第電磁感應(yīng)定律，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探究和獲取新知識(shí)的能力。

3.科學(xué)態(tài)度：培養(yǎng)學(xué)生對(duì)待科學(xué)問題的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，勇于提出問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的自信心和自主性。

4.科學(xué)應(yīng)用：使學(xué)生能夠?qū)⒎ɡ陔姶鸥袘?yīng)定律應(yīng)用于實(shí)際問題，提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

5.科學(xué)倫理：在探究過程中，培養(yǎng)學(xué)生尊重事實(shí)、尊重他人觀點(diǎn)的倫理道德，培養(yǎng)學(xué)生合作交流的能力。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，學(xué)生應(yīng)已掌握人教版高中物理必修1中關(guān)于“力與運(yùn)動(dòng)”的基礎(chǔ)知識(shí)，如牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功與能量等。此外，學(xué)生還應(yīng)了解必修2中第一節(jié)“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的基本概念，如電磁感應(yīng)、感應(yīng)電流等。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：根據(jù)對(duì)學(xué)生的了解，大部分學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)象充滿好奇，具有一定的觀察和動(dòng)手能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生偏愛理論分析，而另一部分學(xué)生則更擅長實(shí)驗(yàn)操作。此外，學(xué)生的邏輯思維能力和團(tuán)隊(duì)合作能力也有待提高。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在學(xué)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律的過程中，學(xué)生可能對(duì)定律的推導(dǎo)過程、楞次定律的應(yīng)用以及影響感應(yīng)電流方向和大小的因素理解不夠深刻。此外，將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題解決的能力也需加強(qiáng)。在教學(xué)過程中，我將關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，針對(duì)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和幫助。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：在課堂上，我將通過講解法拉第電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)歷程、內(nèi)容以及楞次定律等知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生系統(tǒng)地掌握本節(jié)課的主要內(nèi)容。

2.討論法：針對(duì)影響感應(yīng)電流方向和大小的因素，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、分享觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和口頭表達(dá)能力。

3.實(shí)驗(yàn)法：安排學(xué)生進(jìn)行電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實(shí)踐能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體設(shè)備：利用多媒體課件，生動(dòng)展示法拉第電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)歷程、楞次定律等知識(shí)點(diǎn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解能力。

2.教學(xué)軟件：運(yùn)用教學(xué)軟件進(jìn)行課堂互動(dòng)，如測驗(yàn)、游戲等，鞏固學(xué)生所學(xué)知識(shí)，提高課堂參與度。

3.實(shí)驗(yàn)器材：為學(xué)生提供電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

4.在線資源：推薦學(xué)生在課后觀看相關(guān)在線教學(xué)視頻，拓展知識(shí)視野，提高自主學(xué)習(xí)能力。

5.學(xué)習(xí)平臺(tái)：利用學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行課后作業(yè)布置、批改和反饋，方便學(xué)生及時(shí)鞏固所學(xué)知識(shí)，提高教學(xué)效果。教學(xué)流程（一）課前準(zhǔn)備（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解法拉第電磁感應(yīng)定律的學(xué)習(xí)內(nèi)容，標(biāo)記出有疑問或不懂的地方。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題，激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容做好準(zhǔn)備。

教師備課：

深入研究教材，明確法拉第電磁感應(yīng)定律教學(xué)目標(biāo)和法拉第電磁感應(yīng)定律重難點(diǎn)。

準(zhǔn)備教學(xué)用具和多媒體資源，確保法拉第電磁感應(yīng)定律教學(xué)過程的順利進(jìn)行。

設(shè)計(jì)課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律的積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

激發(fā)興趣：

提出問題或設(shè)置懸念，引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入法拉第電磁感應(yīng)定律學(xué)習(xí)狀態(tài)。

回顧舊知：

簡要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，幫助學(xué)生建立知識(shí)之間的聯(lián)系。

提出問題，檢查學(xué)生對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的掌握情況，為法拉第電磁感應(yīng)定律新課學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計(jì)用時(shí)：25分鐘）

知識(shí)講解：

清晰、準(zhǔn)確地講解法拉第電磁感應(yīng)定律知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。

突出法拉第電磁感應(yīng)定律重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)楞次定律難點(diǎn)，通過對(duì)比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動(dòng)探究：

設(shè)計(jì)小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞影響感應(yīng)電流方向和大小的因素展開討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。

鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和疑問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，拓展思維。

技能訓(xùn)練：

設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)或?qū)嶒?yàn)，讓學(xué)生在實(shí)踐中體驗(yàn)法拉第電磁感應(yīng)定律知識(shí)的應(yīng)用，提高實(shí)踐能力。

在法拉第電磁感應(yīng)定律新課呈現(xiàn)結(jié)束后，對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理和總結(jié)。

強(qiáng)調(diào)法拉第電磁感應(yīng)定律的重點(diǎn)和難點(diǎn)，幫助學(xué)生形成完整的知識(shí)體系。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律知識(shí)的掌握情況。

鼓勵(lì)學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決法拉第電磁感應(yīng)定律問題。

錯(cuò)題訂正：

針對(duì)學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的問題，進(jìn)行及時(shí)訂正和講解。

引導(dǎo)學(xué)生分析錯(cuò)誤原因，避免類似錯(cuò)誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

知識(shí)拓展：

介紹與法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容相關(guān)的拓展知識(shí)，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。

情感升華：

結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

鼓勵(lì)學(xué)生分享學(xué)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律的心得和體會(huì)，增進(jìn)師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計(jì)用時(shí)：2分鐘）

簡要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)法拉第電磁感應(yīng)定律的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

肯定學(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵(lì)他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時(shí)間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

（1）電磁感應(yīng)現(xiàn)象的歷史：介紹法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程，以及他在物理學(xué)領(lǐng)域的其他貢獻(xiàn)。

（2）楞次定律的應(yīng)用：通過實(shí)例分析，講解楞次定律在生活中的應(yīng)用，如電磁爐、發(fā)電機(jī)等。

（3）電磁波的產(chǎn)生和傳播：介紹電磁波的產(chǎn)生原理，以及在不同介質(zhì)中的傳播特性。

（4）電磁場的可視化：利用計(jì)算機(jī)軟件，展示電磁場在不同條件下的分布情況，幫助學(xué)生直觀理解電磁場。

2.拓展建議：

（1）讓學(xué)生閱讀教材以外的相關(guān)資料，深入了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)歷程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（2）組織學(xué)生進(jìn)行小研究，探究楞次定律在生活中的應(yīng)用，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

（3）引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注電磁波的產(chǎn)生和傳播方面的最新研究成果，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野。

（4）利用課余時(shí)間，讓學(xué)生嘗試使用計(jì)算機(jī)軟件，對(duì)電磁場進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生的直觀感受。

（5）結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生動(dòng)手制作簡單的電磁裝置，如電磁鐵、簡易發(fā)電機(jī)等，提高學(xué)生的動(dòng)手能力。

（6）開展課外活動(dòng)，如科普講座、參觀實(shí)驗(yàn)室等，讓學(xué)生深入了解電磁學(xué)在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（7）鼓勵(lì)學(xué)生參加物理競賽、科技創(chuàng)新大賽等，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。重點(diǎn)題型整理1.題型一：法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用

【題目】一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中以速度v運(yùn)動(dòng)，線圈平面與磁場方向垂直。求線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。

【解答】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E等于磁通量的變化率。首先計(jì)算磁通量Φ，由于線圈平面與磁場方向垂直，磁通量Φ=BS（其中B為磁場強(qiáng)度，S為線圈面積）。當(dāng)線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁通量Φ會(huì)隨時(shí)間變化。由于磁場是勻強(qiáng)的，所以磁通量的變化率就是磁通量Φ隨時(shí)間的變化率。根據(jù)題設(shè)，線圈以速度v運(yùn)動(dòng)，所以磁通量的變化率可以表示為dΦ/dt=BS(dS/dt)。將線圈面積S=L×W（L為長度，W為寬度）代入，得到dΦ/dt=BLW(dL/dt)。由于線圈是矩形的，長度和寬度不會(huì)隨時(shí)間變化，所以dL/dt=0，因此dΦ/dt也等于0。所以，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=0。

2.題型二：楞次定律的應(yīng)用

【題目】一個(gè)閉合回路中的電流方向已知，根據(jù)楞次定律判斷回路中的磁場方向。

【解答】根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向總是要使得其磁場對(duì)原磁場的變化產(chǎn)生阻礙作用。假設(shè)原磁場的方向?yàn)榇怪奔埫嫦騼?nèi)，閉合回路中的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針。根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場方向?qū)?huì)是垂直紙面向外，因?yàn)檫@樣可以阻止原磁場的變化。所以，回路中的磁場方向是垂直紙面向外。

3.題型三：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)探究

【題目】進(jìn)行一次電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，觀察并記錄感應(yīng)電流的方向和強(qiáng)度。

【解答】進(jìn)行電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以采用以下步驟：

（1）將一個(gè)矩形線圈固定在實(shí)驗(yàn)裝置上，線圈平面與磁場方向垂直。

（2）將線圈的四個(gè)頂點(diǎn)分別連接到電路的四個(gè)接點(diǎn)，形成一個(gè)閉合回路。

（3）改變線圈在磁場中的運(yùn)動(dòng)速度或磁場強(qiáng)度，觀察感應(yīng)電流的方向和強(qiáng)度。

（4）根據(jù)觀察結(jié)果，使用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

4.題型四：電磁場中的能量轉(zhuǎn)換

【題目】一個(gè)電子在電磁場中運(yùn)動(dòng)，求電子動(dòng)能的變化。

【解答】在電磁場中，電子會(huì)受到電場力和洛倫茲力的作用。電場力做功改變了電子的電勢(shì)能，而洛倫茲力做功改變了電子的動(dòng)能。假設(shè)電子的電勢(shì)能減少ΔE，洛倫茲力對(duì)電子做功ΔW，則電子的動(dòng)能增加ΔW。因此，電子動(dòng)能的變化等于電勢(shì)能的減少加上洛倫茲力對(duì)電子做功。

5.題型五：電磁波的產(chǎn)生和傳播

【題目】一個(gè)振蕩的電容器的電場和磁場如何變化？

【解答】當(dāng)電容器充電后，兩板之間會(huì)有電場。當(dāng)電容器放電時(shí)，電場能量轉(zhuǎn)化為磁場能量。電容器放電時(shí)，電流的方向會(huì)不斷改變，因此磁場方向也會(huì)不斷改變。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，變化的磁場會(huì)產(chǎn)生變化的電場。所以，電場和磁場會(huì)相互影響，形成電磁波。板書設(shè)計(jì)①重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用、電磁波的產(chǎn)生和傳播。

②關(guān)鍵詞：磁通量、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流、能量轉(zhuǎn)換、電磁波。

③句式結(jié)構(gòu)：