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- 2021-11-01 发布
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《磁生电》教学设计
教学内容
本节是《普通高中物理课程标准》(司南版)选修1-1的第四章第一节。本节内容主要是了解磁生电发现的过程,通过实验得出磁生电的条件,最后讨论磁生电理论与实践意义及其在日常生活与生产中的应用。
本节课为第一课时,主要完成前两项内容。
设计理念与设计思路
本节课内容主要是先了解磁生电发现的过程,再实验揭开磁生电的奥秘。本节课把重点放在后一项,在教材处理问题中,引入课题后,简单介绍磁生电发现的过程,这部分内容有所压缩。没有介绍的内容让学生课后自己阅读,并布置课后上网查询相关资料,进一步了解磁生电发现的过程。
学情与教材分析
学生在初中学过电磁现象,前面学过了电场、磁场的知识。已知道了电流的磁效应及磁现象的电本质。教材基于物理科学研究中的对称思想,既然“电能生磁”,那么,“磁能生电”吗?科学家从而开始了“磁生电”的探索,引入对科学家探索过程的历史回顾,再用实验得出磁生电的条件。
教学重点和难点:
教材重点:实验探索磁生电现象及磁生电产生的条件。
难点:利用磁通量的变化来解释磁生电的条件。
教学目标
1.知识与技能目标
①了解磁生电发现的历史过程
②知道电磁感应现象及电磁感应现象产生的条件。
2.过程与方法目标
①通过学习,体会对称思想和科学猜想在物理学发展中的重要性。
②通过实验,培养学生的观察能力,科学探究能力。
3.情感、态度、价值观目标
①体会人类探索自然规律的科学态度与科学精神
②领会自然界的奇妙和谐,发展对科学的好奇心和求知欲,乐于探究自然界的奥秘,能体验探索自然的艰辛与喜悦。
教学准备(教、学具)
线圈,电流计,条形磁铁,蹄形磁铁,螺线管
教学过程设计
引入:展示大自然中对称美的图片,让学生感叹大自然的神奇与和谐。引入物理学的研究中可运用对称的思想
提出问题:电能生磁,那么磁能生电吗?
一、 历史的回顾(简单介绍)
1. 奥斯特发现了电流的磁效应,揭开了关于电和磁之间联系的研究序幕,普遍引起了这种对称的思考:能不能用磁体使导线中产生出电流?
2. 菲涅耳(A.J.Fresnel,1788—1827,法国物理学家)的贡献:在奥斯特公布他的发现不久,菲涅耳就宣称他把磁铁放在螺旋线圈里,能够成功地由磁产生出电。但是当其他科学家按照这样做时,却没能产生出电,但是菲涅耳的这一发现却启发了安培于1821年着手于这一方面的探索。
3.安培(A.M.Ampere,1775—1836),法国学家安培设计了这样一个实验:他将一个多匝线圈固定在竖直平面上,在这个线圈的内部的同一竖直平面悬挂一个可以转动的闭合线圈。他设想,当固定线圈中通以强电流时,悬挂的闭合线圈中也会产生某种电流而出现磁性;这时如果用一个强磁铁接近它,就会使中间的可动线圈转动起来。由于他只是在稳态情况下进行实验,所以未能探测到这种现象。
4.科拉顿(D.Colladen,1802—1892):瑞士物理学家科拉顿将一块磁铁在线圈中移动,试图在螺线管中产生出电流。为避免磁铁对电流计的指针产生影响,他用一根很长的导线把螺线管和电流计连接起来,并把电流计放在隔壁的房间里。实验时,他将磁铁分别插入和拔出螺线管,然后再跑到隔壁房间观察电流计的摆动情况。但不管他跑的多快,始终没有看到电流计的偏转。
5.法拉第(M.Farad 1791—1867)英国物理学家法拉第自1821年就开始了磁生电的研究,他用强磁铁靠近闭合线圈,想在闭合线圈中产生出电流,均遭到失败,但他毫不气馁,仍然坚定地进行各种实验,经过无数次的试验,终于于1831年发现了磁生电的现象。
二、 磁生电的实验探索
实验1:没有电池也能产生电流
[教师演示,引导学生观察实验结果]
导线与电流计连接,让导线在蹄形磁铁中左右运动,观察电流计指针有没有偏转。
现象:指针偏转
结论:磁铁不动,闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时能产生电流。
提出问题:如果导体不动,磁场发生改变,能否产生电流呢?
[学情预测:学生回答能或不能的都有,教师先不解答,引入实验2]
实验2:观察条形磁铁插入或拔出螺线管时电流计指针的偏转情况
[引导学生动手做实验,并填下表]
判断磁铁运动时产生电流的情况:
N极插入时
N极拔出时
S极插入时
S极拔出时
磁铁不动时
电流
现象:(1)在条形磁铁插入或拔出螺线管的瞬间,电流计指针发生偏转
(2)条形磁铁在螺线管中保持不动时,电流计指针不发生偏转
现象解释:
条形磁铁插入或拔出螺线管,实际上是使通过螺线管的磁通量发生变化。
[知识链接:复习磁通量定义,穿过磁场中某一面积的磁感线条数叫做穿过该面积的磁通量,φ=BS
磁通量的变化:一段时间内始、末两时刻的磁通量之差,ΔΦ=Φ2 - Φ1
条形磁铁的磁感线分布是一定的,不随磁铁的运动而改变,但穿过螺线管的磁感线的条数发生变化]
引导学生分析和判断磁铁运动时磁通量的变化情况:
N极插入时
N极拔出时
S极插入时
S极拔出时
磁铁不动时
穿过螺线管的磁通量
增大
减小
增大
减小
不变
电流
有
有
有
有
没有
结论:当穿过闭合回路中的磁通量发生变化时,该回路中就有电流产生。
总结:
1.磁生电的条件:穿过闭合回路中的磁通量发生变化时,该回路中就有电流产生
2.电磁感应现象:因磁通量变化而产生电流的现象叫做电磁感应现象。
3.感应电流:电磁感应现象中所产生的电流叫感应电流。
三、布置作业:1.利用课外时间查找有关电磁感应发现过程的资料
2.课本P72/1—3
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