高中物理_选修3-2_教案 28页

选修3-2电磁感应探究感应电流的产生条件一、设计思想　　积极响应新课标的教学要求，让学生带着疑问走进课堂，在课堂中解决问题的同时，又产生新的疑问，驱使学生作进一步的学习和探究，最后又让学生带着新的疑问走出课堂，以利于学生的课后学习发展。在课堂教学中积极发挥学生的主体地位，注重学生的探究过程和知识的建构过程，让学生体验科学探究的一般过程，领悟科学研究的方法。在整个教学中力求做到以知识为载体，渗透对学生物理思想、物理方法和科学精神的培育，使学生在学习知识的同时，领悟研究问题的一般思维过程和方法，进而来提升学生的科学素养。　　二、教材分析　　《探究感应电流的产生条件》是高中物理新课程（选修3-2）第四章第二节的内容，是电磁学的核心内容之一，在整个高中物理中占有相当重要的地位。本节内容揭示了磁和电的内在联系，通过探究实验的方法归纳出了“磁生电”的规律，在教材中起到了承前启后的作用，是学生今后学习法拉第电磁感应定律、楞次定律和交变电流产生的基础。　　在教材的编排上本节从初中知识点闭合电路的部分导线切割磁感线产生电流入手，再设计学生探究实验，对现象进行分析归纳，最后总结出产生感应电流的条件，这样的编排符合学生的认知规律。　　教材中对法拉第坚信磁能生电，并历经十年的不懈努力，最后终于发现电磁感应规律的物理学史料的介绍，是一个很好的德育切入点，同时也体现了教材对学生人文思想和科学精神的熏陶。　　三、学情分析　　学生对闭合电路的部分导线切割磁感线能产生电流，在初中已有一定的认识，但在空间想象、问题本质的分析等方面还较为薄弱。因此，在教学中从学生的已有知识出发，通过学生自主学习、探究实验、产生问题、协作交流等学习方法，从而解决问题得出产生感应电流的条件的结论。　　四、教学目标　　根据教学大纲对本节的具体要求，针对所教学生的心理特点和认识水平，结合教材，本着使学生全面主动发展的原则，本课的教学目标定位如下：　　1、知识和技能　　（1）知道什么是电磁感应现象；　　（2）能根据实验事实归纳产生感应电流的条件；　　（3）会运用产生感应电流的条件判断具体实例中有无感应电流；　　（4）能说出电磁感应现象中的能量转化特点。　　2、过程和方法　　（1）体会科学探索的过程特征，领悟科学思维方法；　　（2）通过实验探究，归纳概括出利用磁场产生电流的条件，培养学生的观察、操作、探究、概括能力。　　3、情感、态度和价值观　　（1）通过本节课的学习，激发学生的求知欲望，培养他们严谨的科学态度；　　（2）介绍法拉第不怕困难，顽强奋战十年，终于发现了电磁感应现象，感受法拉第勇于探索科学真理的科学精神；　　（3）通过对物理学中对称美、简洁美的介绍赏析，培养学生欣赏物理学中美的情怀。　　五、重点难点\n　　1、教学重点　　（1）学生实验探究的过程；　　（2）对产生感应电流条件的归纳总结。　　2、教学难点　　（1）教师对学生探究式学习的操控；　　（2）学生对实验现象的分析总结──磁通量的变化。　　六、教学策略与手段　　本课以探究式教学模式为主，结合问题法、演示法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学方法。　　（1）本节课流程设计：实验引入（产生疑问）→设计实验→学生探究→分析归纳→得出结论（解决问题）→拓展应用（产生新疑问）。　　（2）对探究实验设计好实验的内容、步骤和表格，便于学生的探究。　　（3）教学中通过多媒体课件动画演示创设物理情景，把复杂抽象的问题形象化，以便于学生的思考分析。　　七、课前准备　　自制铝管“电磁隧道”，小铁球，磁性小球，灵敏电流计，蹄形磁铁，线框，条形磁铁，大小螺线管各一个，电源，滑动变阻器，导线，多媒体课件，学生分组实验器材。　　八、教学过程　　1　实验引入 悬念激趣　　展示趣味实验──“穿越电磁隧道”：如图1所示，让大小相同的小铁球和磁体球分别穿越侧壁开有小口（以便观察）的铝管，会观察到磁体球比小铁球所用时间要长的现象。正当学生陷入沉思之时，教师提出问题：“两球都从同一管口静止释放，做的应当是自由落体运动，用时应该相等。为何磁体球用的时间要长呢？这其中又有何奥秘呢？”　　点评 实验引入更能引起学生的注意，观察到的意想不到的现象更能引发学生的思考，使学生产生疑问，又亟待想知道其中的奥秘，从而让学生带着问题顺利地走进课堂。通过实验巧妙地设置悬念，还能激发学生的学习兴趣，提高课堂的效率。　　2　新课教学 问题引路　　2．1史料介绍　　（1）演示奥斯特实验。　　问：既然电能“生”磁，那么反过来磁能否“生”电呢？　　（2）介绍法拉第“磁生电”的思想，及法拉第十年的不懈努力，终于发现“磁生电”的规律。　　点评 让学生了解物理学中的“对称”思想，感受法拉第持之以恒的科学探索精神。　　（3）如何研究“磁生电”？　　引导学生选择实验的器材，介绍法拉第最初的研究实验（失败）。\n　　问：如何才能产生感应电流呢？　　（4）回忆旧知：初中实验1，演示闭合电路部分导线切割磁感线产生电流。　　2．2探索产生感应电流的条件　　（1）探究实验2（如图2所示）：　　①器材介绍　　②方案设计 实验操作表针偏转开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关闭合时，滑动变阻器不动 开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片  　　③学生探究　　④教师引导，使学生产生又一疑问：我们知道闭合电路的部分导线做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流，由表针的偏转可知，实验2中也产生了感应电流，这究竟又是怎么回事呢？是前面的知识有误，还是另有玄机？　　点评 通过该探究实验，使学生的新旧知识产生冲突，学生初中所学：闭合电路的部分导线切割磁感线产生电流，这里又是如何产生电流的呢？产生新的疑问，驱使学生做以下新的探究寻求真理。在教法上这里采用了先“破”的手法，为以下的再“立”奠定基石。　　（2）探究实验3（如图3所示）：\n　　①器材介绍。　　②方案设计。 磁铁的动作表针摆动方向磁铁的动作表针摆动方向N极插入线圈 S极插入线圈 N极停在线圈中 S极停在线圈中 N极从线圈中抽出 S极从线圈中抽出  　　③学生探究。　　④小组讨论、归纳。　　⑤成果交流（教师指导，多媒体演示动画：条形磁铁插入线圈时磁通量的变化。）　　⑥概括出结论：穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。　　（3）师生共同分析实验2和实验1，统一知识点。　　点评 通过该探究过程及在教师指导下的讨论归纳，得出结论，形成新的知识，成功解释实验2，同时又把实验1也纳入该知识点，顺利解决问题，让学生体会到成功的喜悦、探究的乐趣。在教法上这是继前面知识点“破”之后的再“立”，与前面的“破”遥相呼应。　　2．3电磁感应中的能量转化　　（1）从能量的观点解释引入实验，解决学生带入课堂的问题。　　（2）分析实验1、2、3中的能量转化及在生活中相应的应用。　　点评 从能量的观点，巧妙地解释了“穿越电磁隧道”的实验，呼应本课的开头。同时结合生活实际阐明了知识在实际中的应用，体现了STS教育。　　2．4本课小结　　（1）本课中的知识点小结。　　（2）本课中涉及的物理思想、物理方法的总结。　　九、知识结构　　　　十、作业设计\n　　课后探究实践：　　（1）以上的实验2中还有无别的方法使线圈B中产生感应电流？　　（2）探究实验：摇“绳”能发电吗？（教师略作指导）　　点评 使学生在学完新知识的同时产生新的问题，带着新的问题走出课堂，便于学生课后的探究自学，有利于学生课后的发展。　楞次定律一、教材分析　　1．教学大纲要求：楞次定律：Ⅱ级，为较高要求层次。　　2．教材的地位与作用：楞次定律是电磁感应规律的重要组成部分，它与法拉第电磁感应定律一样也是本章的一个教学重点，是分析和处理电磁感应现象问题的两个重要支柱之一。　　3．教学重点与难点：感应电流的方向与引起感应电流的磁通量变化之间的关系是本节的教学重点；根据目标，进行实验设计与操作是本节的教学难点。　　4．教材处理：由于楞次定律的内容较多，可将该部分内容分两节来上，这节课主要让学生通过实验探究，分析归纳总结得出楞次定律，并学会利用楞次定律判断简单的电磁感应现象中感应电流的方向。第二节课主要讲解从不同的角度加深对楞次定律理解以及右手定则的推导与运用。　　二、教学目标　　1．知识与技能　　（1）会表述感应电流的方向与引起感应电流的磁通量的变化之间的关系。　　（2）会用自己的语言组织表述“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”中的“阻碍”的意义。　　（3）会用楞次定律判断电磁感应现象中感应电流的方向。　　2．过程与方法　　（1）通过探究过程体会提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、分析论证、验证等科学探究要素。　　（2）通过楞次定律的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验在物理学发展过程中的作用。　　（3）通过实验探究，学会用实验探究的方法研究物理问题。　　3．情感态度与价值观　　（1）通过楞次对法拉第研究成果的关注到发现感应电流方向的规律的介绍，让学生发展对科学的好奇心与求知欲，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。　　（2）通过实验学会与他人主动交流合作，培养团队精神。　　三、学情分析　　1．学生已经掌握了磁通量的概念，并会分析磁通量的变化。　　2．已经知道了条形磁铁的磁感线的分布。　　3．学生已经利用（条形磁铁、电流计、线圈等）实验器材研究感应电流产生的条件。　　四、教学器材　　1．教师演示用器材：灵敏电流计，旧干电池一节，电阻，电键，导线若干。　　2．学生实验用器材：灵敏电流计，标明导线绕向的原线圈和副线圈，条形磁铁，新干电池组（两节），电键，滑动变阻器，导线等各28组。　　五、设计思想\n　　本节作为一堂物理规律课的教学，重点在于指导学生思考问题的方法和利用实验研究物理规律的手段。为了使学生能从感性认识真正上升到理性认识，必须使学生参与科学的抽象过程，使他们在这个过程中区别本质的东西与非本质的东西，在此基础上让他们试作概括，并由他们自己得出结论，再利用实验对所得出的结论进行验证。为此本课采用学生分组随堂实验探究的操作模式，学生在老师的启发和帮助下通过自己实验操作来发现、解决问题，获取新知识。在教学过程中，抓住知识的产生过程，积极引导学生主动探究，突出学生的课堂教学的主体地位。　　六、教学过程流程　　七、教学过程　　1．新课引入（提出问题）　　（1）利用多媒体将法拉第的头像及其在奥斯特发现电流磁效应之后经10年艰苦探索发现电磁感应规律过程的简单介绍显示到大屏幕上，教师提问：　　第一问：闭合电路中产生感应电流的条件是什么？　　第二问：电磁感应中感应电流的方向如何判定？　　（2）利用多媒体将楞次的头像及其在知道了法拉第研究“磁生电”取得了成功，很受鼓舞，也开始进行一系列电磁实验，经1年的努力探索总结出判断感应电流方向规律的简单介绍显示到大屏幕上。教师提出本课的教学目标：“探究感应电流的方向与引起感应电流的磁场之间的关系。”　　2．猜想与假设　　教师提问：“闭合电路中感应电流也要激发磁场，那么感应电流所激发磁场的方向与引起感应电流的原磁场之间有什么关系呢？”（留2到3分钟时间让学生讨论）　　学生猜想：①感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同。　　②感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反。　　③感应电流是由线圈中磁场变化引起的，所以感应电流的磁场方向与原磁场的变化有关。　　3．实验方案的设计与制定　　教师：“为了检验各自猜想的正确性，请各小组利用手中的实验器材（线圈、条形磁铁、灵敏电流计、导线）设计一个实验方案，画出实验原理图。”教师可以利用以下几个问题进行引导：　　①如何知道引起感应电流的线圈中原磁场的方向与变化？　　②如何知道感应电流的方向？（教师演示说明灵敏电流计指针偏转方向与电流流向的关系。请学生用一节旧电池与滑动变阻器串联后与灵敏电流计相连，观察电流分别从a、b流入电流计时，指针的偏转方向，确定所用电流计的电流方向与指针偏转方向的关系。同时提醒学生不同的电流计电流方向与指针的偏转方向关系不同）　　③如何知道感应电流激发的磁场的方向？\n　　学生：根据实验要求利用（灵敏电流计，标明导线绕向的线圈，条形磁铁，导线等）实验器材设计出实验电路图，说明实验操作过程，并设计出实验现象记录表格。（3到4分钟后，教师开始在教师巡视。学生可能通过磁铁的运动改变线圈磁场；也可能用电磁铁代替磁铁，通过电磁铁的运动、滑动变阻器的滑动或电键的通断控制磁场变化等。教师根据巡查的情况，挑1个具有典型代表性的方案让学生上台介绍说明，并利用实物投影仪显示。最后根据老师和同学们的建议，修订完善一个简单易做的实验方案。）方案如下： 条形磁铁运动的情况N极向下插入线圈N极向上拔出线圈N极向下插入线圈N极向上拔出线圈原磁场方向（向上或向下）    穿过线圈的磁通量变化情况（增加或减少）    感应电流的方向（流过灵敏电流计的方向）    感应电流的磁场方向（向上或向下）    实验结论  　　4．实验操作　　学生：根据实验方案进行电路图连接与实验操作，并填好实验现象记录表格。　　教师：巡查提醒学生实验操作的规范性，及时帮助学生解决实验中遇到的问题。　　5．分析现象得出结论　　第一问：感应电流产生磁场的方向是否始终与原磁场的方向相同或相反？　　回答小结：不一定。有时相同，有时相反。（推翻原有的猜想，为建立新认知结构做铺垫）　　第二问：在什么情况下，B感与B原同向？在什么情况下，B感与B原反向？　　回答小结：当Φ原增大时，B感与B原相反；当Φ原减小时；B感与B原相同。（进一步探讨关系）　　第三问：你认为感应电流产生的磁场对磁通量的变化起什么作用？（提炼关系）　　回答小结：当Φ原增大时，B感与B原相反，它不想让穿过线圈的磁通量增大；当Φ原减小时；B感与B原相同，它不想让穿过线圈的磁通量减小。即B感对磁通量的变化起阻碍作用　　得出初步结论：感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。　　7．结论验证\n　　教师：上述结论是否在任何情况下都适用？大家可以利用其他实验方法进行验证，将实验用的电路图显示在屏幕上。　　学生实验操作：同组的两个同学分别将原、副线圈的电路接好并弄清楚导线的绕向，接好后将原线圈放入副线圈中。分别验证电键闭合、断开瞬间和电阻大小改变时，感应电流的方向与用结论判断的是否一致，并完成表格的填写。 K闭合瞬间K断开瞬间R变大时R变小时原 磁 场 方 向    原磁通量的变化情况    理论判断感应电流的方向    实验中感应电流的方向    理论判断与实验是否一致     　　教师：我们通过实验探究发现：（用大屏幕显示）　　内容：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化──楞次定律对“阻碍”的理解：当Φ原增大时，B感与B原相反；当Φ原减小时；B感与B原相同。　　8．结论运用（目标检测）　　例题．如图所示，一水平放置的矩形线圈abcd，在细长的磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，从图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在这个过程中，线圈中感应电流（　　）　　A．沿abcd流动　　B．沿dcba流动　　C．由Ⅰ到Ⅱ都是abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是dcba流动　　D．由Ⅰ到Ⅱ都是dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是abcd流动　　解题小结：　　运用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤：　　第一步：判断穿过线圈的原磁通量的方向　　第二步：判断穿过线圈的原磁通量的变化（增大或减小）　　第三步：判断感应电流的磁场的方向（依据楞次定律） 　　第四步：判断感应电流的方向（依据右手螺旋定则）　　9．课堂回顾　　（1）楞次定律的内容（让学生用自己的语言组织后表述）。\n　　（2）“阻碍”的表现（让学生用自己的语言组织后表述）。　　（3）判断感应电流方向的四步骤。　　八、设计说明　　1．通过物理史实回放引入本课可以让学生了解法拉第和楞次在电磁感应规律建立过程中的贡献，体会人类探索自然规律的科学态度与科学精神。　　2．在猜想与假设阶段，问题由教师提出，明确猜想和探究的方向。鼓励大胆的猜测，并以小组为单位展开讨论。此环节充分发挥教师的引导作用，“变教为诱”“变教为导”，实现学生的“变学为思”“变学为悟”。　　3．实验方案的设计与制定是探究过程的关键，难度也是最大的，学生不可能马上达到要求，因此可以通过教师的适当引导，小组的合作讨论加以操作，尽可能使实验简单易做，现象明显，使学生体会到探究的方法。在此过程中，通过教师的巡查，充分肯定每一种方案，提高学生学习物理的兴趣，培养学生的自信心。　　4．本课的学生设计实验的部分内容在本章第二课时已经做过，学生具有一定心理依托，学生操作比较熟悉。　　5．在归纳时，直接让学生从实验现象中找出它们之间的的共同点比较困难，为此采用教师提问法可以让学生有思考的方向，减轻学生学习的难度，有利于学生找出它们的联系点，易使学生发现各现象间的联系。　　6．通过猜想、实验操作得到现象、对现象进行归纳总结、对结论进行实验验证体现了探究物理规律的基本思想。探究电磁感应的产生条件一、学习任务分析　　1．教材的地位和作用　　探究电磁感应的产生条件是高中物理新课程（选修3-2）第四章第二节的内容，是电磁学的核心内容之一，在整个高中物理中占有相当重要的地位。本节内容揭示了磁和电的内在联系，通过探究实验的方法归纳出了“磁生电”的规律，在教材中起到了承前启后的作用，是学生今后学习法拉第电磁感应定律、楞次定律和交变电流产生的基础。　　在教材的编排上本节从初中知识点闭合电路的部分导线切割磁感线产生电流入手，再设计学生探究实验，对现象进行分析归纳，最后总结出产生感应电流的条件，这样的编排符合学生的认知规律。　　2．学习的主要任务　　除了从知识上让学生了解并掌握电磁感应的产生条件外，更为重要的是，本节教材内容一个显著的特点就是探究性强，通过观察三个实验，理出头绪、分析论证进而归纳出结论，充分体现了实验探究的具体过程，能够很好的培养学生的探究能力。　　同时，教材中对法拉第坚信磁能生电，并历经十年的不懈努力，最后终于发现电磁感应规律的物理学史料的介绍，是一个很好的德育切入点，同时也体现了教材对学生人文思想和科学精神的熏陶。　　3．教学重点和难点　　（1）教学重点　　①学生实验探究的过程。　　②对产生感应电流条件的归纳总结。　　（2）教学难点　　①教师对学生探究式学习的操控。　　②学生对实验现象的分析总结──磁通量的变化。　　二、学习者情况分析\n　　学生对闭合电路的部分导线切割磁感线能产生电流，在初中已有一定的认识，但在空间想象、问题本质的分析等方面还较为薄弱。因此，在教学中从学生的已有知识出发，通过学生自主学习、探究实验、产生问题、协作交流等学习方法，从而解决问题得出产生感应电流的条件的结论。　　三、教学目标　　根据上述对学习任务和学习者情况的分析，确定本节课教学目标如下： 　　1．知识和技能　　（1）知道什么是电磁感应现象。　　（2）能根据实验事实归纳产生感应电流的条件。　　（3）会运用产生感应电流的条件判断具体实例中有无感应电流。　　（4）能说出电磁感应现象中的能量转化特点。　　2．过程和方法　　（1）体会科学探索的过程特征，领悟科学思维方法。　　（2）通过实验探究，归纳概括出利用磁场产生电流的条件，培养学生的观察、操作、探究、概括能力。　　3．情感、态度和价值观　　（1）通过本节课的学习，激发学生的求知欲望，培养他们严谨的科学态度。　　　（2）介绍法拉第不怕困难，顽强奋战十年，终于发现了电磁感应现象，感受法拉第勇于探索科学真理的科学精神。　　（3）通过对物理学中简洁美的介绍赏析，培养学生欣赏物理学中美的情怀。　　四、教学方法　　在课堂中通过一个演示实验和两个学生探究实验，创设物理情景。教师引导学生认真观察、积极思维，然后进行分析论证，归纳总结出产生感应电流的条件；同时通过同学间的分组实验和讨论，调动学生学习的积极性，提高学生课堂学习的效率，培养学生的协作精神。　　五、教学器材　　　自制铝管“电磁隧道”，小铁球，磁性小球，灵敏电流计，蹄形磁铁，线框，条形磁铁，大小螺线管各一个，电源，滑动变阻器，导线，多媒体课件，学生分组实验器材。　　六、教学过程设计【引入新课】师：2008年奥运会在我国北京隆重举行，我们奥运健儿在奥运会上取得了优异成绩，尤其是在男子佩剑比赛中，我国运动员仲满以15：9的好成绩战胜了法国运动员尼古拉-洛佩，赢得了自1984年洛杉矶奥运会以来中国击剑队的首枚金牌，为祖国赢得了荣誉。大家想一下，击剑比赛中是如何记录比赛成绩的？生：是用运动员头盔上的指示灯发出的闪光来记录比赛成绩的。师：下面我发明一种装置，同样可以用来记录比赛成绩。下面进行演示实验，指示灯发光。师：为什么会发生上述现象呢？等学完本章内容后，我们就会明白了，本节课我们先来学习本节内容──探究电磁感应的产生条件。【新课教学】1．史料介绍首先让我们把目光投向1820年4月的一天，丹麦物理学家奥斯特在一次演讲中，碰巧在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针，当电源接通时，小磁针居然转动了，听众中大概没有人注意到这一现象，但奥斯特却为这一发现感到振奋，这就是后来著名的奥斯特实验。\n奥斯特实验揭示了电能够产生磁，那反过来磁能否产生电呢？当时很多物理学家都进行了艰难的探索，如法国的安培、瑞士的科拉顿等，但均以失败告终。最后只有英国的法拉第经过十年的不懈努力，终于为我们找到了答案，磁可以产生电，但是有条件的，下面就让我们沿着当年法拉第探索的足迹，来探究一下产生电磁感应所需要满足的条件吧。（讲述的同时在屏幕上展示安培、科拉顿、法拉第等图片）2．探究电磁感应的产生条件师：大家看，我这样直接把导线接到磁铁两端，能否产生感应电流。生：不能。师：请大家思考一下，要进行这个探究实验，器材应该如何去选。引导学生总结：①要有产生磁场的物体：如蹄形磁铁、条形磁铁、通电螺旋管等；②要有能够显示电流的器材，如灵敏电流计等；③要有产生感应电流的装置，如导体棒、线圈等。师：大家看屏幕，显示的是我们教材为大家提供的三套实验方案，请大家仔细体会是不是满足我们探究需要，然后进行实验探究实验一：导体棒（环）切割磁感线运动，如图2所示。学生操作实验，记录观察结果 导体棒（环）动作指针是否偏转水平向右运动 水平向左运动 斜向运动 竖直上下运动  ②小组讨论，归纳        ③教师总结：当闭合电路的部分导体切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。师：除此之外，还有那些情况可以产生感应电流呢？下面让我们看探究实验二。（2）探究实验二：向线圈中插拔磁铁，如图3所示①学生操作实验，记录观察结果 \n磁铁的动作表针摆动方向磁铁的动作表针摆动方向N极插入线圈 S极插入线圈 N极停在线圈中 S极停在线圈中 N极从线圈中抽出 S极从线圈中抽出  ②小组讨论，归纳③教师总结：当向线圈中插、拔磁铁时线圈中会有感应电流产生。（3）探究实验三：模仿法拉第的实验，如图4所示。①学生操作实验，记录观察结果 实验操作表针偏转开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关闭合时，滑动变阻器不动 开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片  ②小组讨论，归纳③教师总结：当螺线管A中的电流发生变化时，线圈B中会有感应电流产生。3．分析论证实验二：如图5所示，磁铁插入线圈时磁场由弱变强，磁铁由线圈抽出时，磁场由强变弱，即通过线圈B的磁场强弱变化时，可以产生感应电流。    \n实验三：如图6所示，由于开关闭合、断开及迅速移动滑动变阻器的滑片，线圈A中的电流迅速变化，产生的磁场也在迅速变化，又由于两个线圈套在一起，所以通过线圈B的磁场强弱也在迅速变化，从而产生感应电流。总结一：由实验二、三可以得出结论：当通过闭合电路的磁场强弱变化时，闭合电路中可以产生感应电流。师：大家再看一下实验一，刚才我们总结出来的结论适用么？生：不适用，因为闭合电路所在处的磁场强弱并未发生变化。师：既然磁场没有发生变化，那是由于那个量发生变化而产生的感应电流呢？为了更好的说明问题，我们画出实验一的俯视图，如图7所示。师：当当导体棒AB向左、右运动时，回路的那个量在变化？生：当导体棒AB向左、右运动时，虽然磁场的强弱没有变化，但是导体棒切割磁感线的运动使得闭合回路包围的面积在变化。总结二：当磁场强弱不变但闭合回路面积发生变化时，同样可以产生感应电流。师：以上我们得出的是两个结论，大家知道，我们物理有一种简单朴实之美，我们最好能把刚才得到的两个结论总结起来。下面需要引入一个新的物理量──磁通量。4．磁通量定义：穿过某一闭合回路的磁感线的条数。我们有以上结论可以看出，不论是通过闭合回路的磁场强弱发生变化，还是面积发生变化，穿过闭合回路的磁通量都会发生变化。由以上总结我们可以得到结论：不论什么原因，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会有感应电流产生。【课堂小结】以上我们通过实验探究了电磁感应产生的条件，本节课我们除了要掌握产生感应电流的条件外，更重要的是要掌握物理探究实验的探究方法，体验探究过程。【作业设计】（1）完成学案和课后练习。（2）课后探究实践：摇“绳”能发电吗？（教师略作指导）\n用“引导－探究法”教《互感和自感》一、教学思路与重点难点　　互感现象是电磁感应现象的特例之一，其教学要求不高，只要求知道互感现象的产生，以及互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。本节教学先实验体验，后理论分析再实验验证，最后介绍应用。教学中利用可拆变压器进行实验，原线圈接在电源，使副线圈电路中的灯泡发光，使同学对互感现象有一个感性认识，明确尽管两个线圈之间并没有导线连接，互感现象却可以使能量由一个线圈传递到另一个线圈。　　自感电动势是一个抽象的概念，其产生的原因学生较容易接受，但它对电流变化所起的“阻碍”作用、以及自感电动势方向的确定是教学的一个难点。本节教学的关键是做好通电自感和断电自感这两个实验。在教学中，要使学生明白自感现象的规律都符合电磁感应现象的一般规律。为突出物理教学的新课程理念，突出物理的探究性，本教学设计侧重于“理论探究”和“实验验证”，先不做实验，而是分别从分析（通电自感和断电自感）实验的电路入手，提出问题，再引导学生运用已学过的电磁感应有关规律进行理论探究，对可能产生的实验现象作出预测，然后通过学生动手实验加以验证，最后再进行针对性训练──这种设计既有利于提高他们分析问题、解决问题的能力，又有助于对产生自感原因的理解。　　根据上述分析与思路确定如下的教学重点与难点。　　重点：（1）自感现象产生的原因；（2）自感电动势的作用、大小及自感系数；（3）对自感现象进行解释。　　难点：自感电动势是个抽象的概念，它如何对电流的变化进行阻碍。　　二、教学目标　　（一）知识与技能　　1．了解互感现象和自感现象，以及对它们的利用和防止。　　2．能够通过电磁感应的有关规律分析通电、断电自感现象的成因，并能利用自感知识解释自感现象。　　3．了解自感电动势的计算式，知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位。　　4．初步了解磁场具有能量。　　（二）过程与方法　　1．通过理论探究和实验验证了解互感现象。　　2．引导学生自己动手，通过通电自感和断电自感两个实验的探究活动让学生来感知自感产生的现象。　　3．能利用自感知识解释自感现象。　　（三）情感、态度与价值观　　1．通过探究活动，培养学生的观察能力和分析推理能力。激发学生对科学的求知欲、培养学生探索与创新意识。　　2．理解互感和自感是电磁感应现象的特例，让学生感悟特殊现象中有它的普遍规律，而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点。　　三、教学方法　　本节课教学采用“引导--探究”教学法，该教学法以解决问题为中心，注重学生的独立钻研，又注重学生的合作学习，落脚于分析问题、解决问题能力的培养，充分发挥学生的主动性。其主要程序是：提出问题→进行分析（理论探究）→科学预测→实验探究→得出结论→\n深刻理解、实际应用。它不仅重视知识的获得，而且更重视学生获取知识的过程及方法，更加突出了学生的学，学生学得主动，学得积极。学生活动约占课时的1/2，真正体现了“教为主导，学为主体”的思想。　　四、教学媒体　　教师用：多媒体课件；电脑；互感变压器；发光二极管；自感现象演示电路板；学生电源；干电池；导线若干。　　学生用（2人一组）：变压器（120匝、240匝组合型）；灯泡2．5V的两只；干电池（3V）；滑线变阻器；导线等。　　五、教学流程　　（一）创设情境，提出问题，理论探究、引入课题　　情境：教师向学生展示一节干电池。　　提问：（1）干电池的电动势多大？用手接在干电池两极，人有何感觉？　　（2）把干电池两极接在这个东西的（教师展示小型变压器）两个输入端后，再用双手分别捏住输出端，将会有什么感觉呢？　　学生体验：请两位同学上台体验。（电麻的感觉。）　　理论探究：教师展示电路后，学生讨论交流后解释原因。　　引入课题：本节课我们来学习互感、自感方面的知识。示题：互感和自感　　（二）实验验证，学习互感知识　　互感实验演示：如上图，将灯（发光二极管）接入变压器副线圈，S闭合瞬间，灯的亮度情况。　　互感　　1．当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。　　互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。　　2．应用互感：变压器；收音机的“磁性天线”。　　3．减小互感：互感现象可发生于任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作。　　过渡语：下面看这样一个电路　　（三）理论探究、实验验证，学习自感知识　　1．创设情景，提出问题　　问题：（1）对甲图，S闭合瞬间，线圈中磁通量有没有发生变化？　　（2）根据产生电磁感应的条件，线圈中有无感应电动势产生？能否画出等效电源符号？　　（3）这个电动势的作用是什么？进行科学预测。　　2．理论探究：自感现象的存在。\n　　自感　　1．由于导体（如：线圈）本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。　　2．自感现象中产生的电动势叫自感电动势。　　自感电动势的作用：阻碍导体中自身的电流变化。　　注意：“阻碍”不是“阻止”，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟作用。　　3．学生实验探究自感现象。　　（1）通电瞬间自感实验：（2人一组）　　如图所示，闭合开关S瞬间，两个灯泡会有什么现象呢？　　（学生探究后，教师演示。）　　实验现象：                                                              　　原因分析：                                                              　　形象表示为：　　通电瞬间“线圈”可等效为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　拓展思维：若S闭合，电路稳定后，线圈可等效为：　　　　　　　　　　　　　　　　训练1．如图所示的电路中，D1和D2是两个相同的小灯泡，L是一个自感作用相当大的线圈，其直流阻值为零。在电键闭合后瞬间，灯泡D1和D2亮度变化情况如何？　　（2）断电自感实验：（2人一组）　　在如图所示的电路中，当开关S断开瞬间，灯泡A的亮度情况如何？　　（学生探究后，教师演示。）　　实验现象：                                                              \n　　原因分析：                                                              　　（①若RA＞RL，有IA＜IL，在断开开关的瞬间，通过灯泡的电流会瞬时增大，灯泡会更亮一下。　　②若RA≤RL，有IA≥IL，断开开关后，通过灯泡的电流减小，灯泡不会更亮一下。）　　形象表示为：　　断电瞬间“线圈”可等效为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　思考：S断开后瞬间，通过灯A的电流方向有没有改变？方向是怎样的？　　训练2．如图所示的电路中，D1和D2是两个相同的小灯泡，L是一个自感作用相当大的线圈，其直流阻值不为零但比小灯泡D1的电阻小。电键接通电路稳定后，当电键打开瞬间，灯泡D1和D2亮度如何变化？　　（四）学生自主学习自感电动势和自感　　结合下列问题，自学课本P24自感系数部分内容。　　（1）自感电动势的大小取决于什么？其表达式是什么？式中各符号代表什么？　　（2）自感系数的大小与什么因素有关？它的主单位是什么？常用单位还有哪些？　　各单位的符号怎么写？　　自感系数　　1．自感电动势的大小：与电流的变化率成正比：。　　2．式中L叫自感系数－简称自感或电感。　　3．自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力。　　（1）决定线圈自感系数的因素：　　实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。　　（2）自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是H。常用单位：毫亨（mH） 微亨（μH）　　训练3．关于自感现象，下列说法正确的是（       ）　　A．对于同一线圈，当电流变化较大时，线圈中的自感电动势也较大　　B．对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感电动势也较大　　C．对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感系数较大　　D．线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系数一定较大　　自感的应用和防止　　应用：日光灯等；防止：电脑展示图片。电感和电容对交变电流的影响\n教学设计思路按照新课程标准的要求来看，本课题对知识和技能的要求并不高，但学生对容抗和感抗的理解有一定的困难。在传统的物理教学中，一般都是通过演示实验观察电感和电容对交变电流的阻碍作用，再进行一些理性的讲解，使学生了解感抗和容抗的大小和哪些因素有关，教材对演示实验要求简单，更没有演示感抗和容抗的大小和哪些因素相关的实验，导致课堂气氛沉闷，学生缺少主动性，更谈不上发展创新思维了。本教学设计中通过学生的互动实验，不仅帮助学生们理解感抗和容抗的概念，提高了实验动手能力，更重要的是使学生在互动和探索的过程中，培养学生的合作精神、获得探究的成功体验，尤其提高了学生们发现问题和解决问题的能力。特别是用信号发生器来产生频率可调的交变电流，使学生感悟科学探究方法和强化创新意识。教学目标知识与技能（1）了解电感器和电容器对交变电流的导通和阻碍作用。（2）定性了解电感器和电容器对交变电流阻碍作用的大小与什么因素有关。过程与方法（1）通过探究实验，尝试应用科学的方法研究物理问题，认识物理实验在物理学发展过程中的作用。（2）通过探究感抗和容抗的大小由哪些因素有关，获得实验探究过程的体验，培养学生分析、解决问题的能力。情感、态度与价值观（1）通过实验的互动过程，诱发对探究物理规律的兴趣。（2）合作学习过程中，培养学生主动与他人合作的精神，具有团队精神；通过真实记录观察到的现象，体验实事求是的科学态度。教学重点、难点重点电感和电容对交变电流的影响。难点容抗和感抗的大小和哪些因素有关。教学资源交流低压电源（0-30V），信号发生器（可以产生频率不同的低压交流电），示波器，小灯泡（6．3V），电容器（0．1?F，100?F，470?F，630?F，1000?F），电感器（47?H，1．5mH，2．5mH，4．7mH），微安表，滑动变阻器，电键，导线若干，课件。教学流程图\n板书电感和电容对交变电流的影响一、电感对交变电流的影响1．电感的特性：“通直流，阻交流”2．感抗（XL）：电感对交变电流的阻碍作用的大小。单位：欧（Ω）。3．决定感抗大小的因素：电感的自感系数（L）、交流电的频率（f）L越大、f越高，XL越小二、电容对交变电流的影响1．电容器的特性：“通交流，隔直流”。2．容抗（XC）：电容对交变电流的阻碍作用的大小。单位：欧（Ω）。3．决定容抗大小的因素：电容器的电容（C）、交流电的频率（f）\nC越大、f越高，XC越小教学过程 引入新课         提出猜想 分组探究  【复习引入】首先我们来回顾一下：什么是电容器？电容器：任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体构成一个电容器。如果将电容器接入直流电路中，电路中有没有电流？（没有，因为电容器中间是绝缘的。）看图问：请同学们观察一个如图所示实验，当电键闭合后，出现什么现象？[学生]电键闭合后，A2立刻亮，A1缓慢亮，因为线圈会阻碍A1电流的变化。为什么会有阻碍电流变化的现象呢？因为电感器会产生一个阻碍导体中原电流变化的自感电动势，今天，我们就来研究电感和电容对交变电流的影响。【新课讲授】 [对比实验]现在我们有三个小灯泡，让它们并联接入交流电路中，可以观察到三个灯泡的亮度相同，说明这是三个相同的灯泡。现在我们在其中的一个支路中串联一个电容，在另一个支路中串联一个电感。再将它们接入直流电路中。会有什么现象？现象：没有串联任何东西的灯泡马上变亮，串联电容器的灯泡不亮，串联电感线圈的慢一点亮。说明：（电容器不通直流）电容隔直流，电感通直流。再将它们接入交流电路中。会有什么现象？现象：没有串联任何东西的灯泡马上变亮，串联电容器的灯泡和串联电感线圈的灯泡都亮，不过亮度比没有串联任何东西的灯泡暗些。为什么串联了电容器的电路都亮了呢？\n我们先来看看这幅电路图。将电键往上打，我们会发现电流表会动一下，原因是电源往电容器充电，将电键往下打，我们会发现电流表也会动一下，原因是电容器放电，若想电路中有持续的电流，则要求电容器不断地充放电。这也就是为什么串联了电容器的电路都亮了，并不是真有电流通过电容器，而是电容器在不断地充放电。串联电容器的灯泡和串联电感线圈的灯泡比没有串联任何东西的灯泡暗些又说明什么？（说明电容和电感对交流电有阻碍的作用。说明：电容通交流，电感阻交流。我们把电感对交变电流的阻碍作用的大小用感抗来表示。而对电容对交变电流的阻碍作用的大小用容抗来表示。板书：感抗：电感对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小用感抗来表示。容抗：电容对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小用容抗来表示。【猜想】感抗和容抗的大小和什么因素有关呢？各小组进行猜想？回答：感抗与自感系数和交变电流的频率有关，原因是自感电动势与自感系数和电流的变化快慢有关，在交变电流里是用频率表示电流变化的快慢的。容抗与感抗类似，所以猜想容抗与电容和交变电流的频率有关。【实验验证】将全班分为4大组，分配探究任务：1．探究自感系数对感抗大小的影响。2．探究电容对感抗大小的影响。3．探究交流电的频率对感抗大小的影响。4．探究交流电的频率对容抗大小的影响。提供的器材：交流低压电源，信号发生器（可以产生频率不同电压相同的低压交流电）、小灯泡、电容器、电感器、多用电表，电键，导线若干。【交流评估】学生分析实验现象，得出结论，各组选派代表进行交流。教师启发学生评估各组实验结果，进行总结：【探究结论】1．线圈的自感系数越大、交流电的频率越高，电感对交流的阻碍作用越大，也就是说，线圈的感抗越大。2．电容器的电容越大，交流电的频率越高，电容器对交流的阻碍作用越小，也就是说，电容器的容抗就越小。今天得出的这个结论只是一个定性的，粗略的结论。【巩固练习】1．如图所示电路中，三只电灯的亮度相同，如果交流电的频率增大，三盏电灯的亮度将如何改变？为什么？2．使用220V交流电源的电气设备和电子仪器，金属外壳和电源之间都有良好的绝缘，但是有时候用手触摸外壳仍会感到“麻手”，用试电笔测试时，氖管发光，这是为什么？\n小结（1）知识：感抗、容抗的物理意义，影响感抗、容抗大小的因素。（2）方法：通过探究实验，初步理解物理学的科学探究方法。作业1．课本作业。2．归纳复习本节内容电能的输送1教学背景及教学任务简介　　本节内容是人教版普通高中课程标准实验教科书《物理选修3-2》第五章《交变电流》的第5节，是学生综合运用所学知识，解决实际问题的典型课例。课程设计力求将理论分析与实验验证相结合，使学生理解高压输电原理，培养和提高学生运用物理知识综合分析、解决实际问题的能力，动手能力和合作探究的能力。【教学目标】　　一、知识与技能　　1．知道“便于远距离输送”是电能的优点。　　2．知道电能输送过程中有功率损失和电压损失，理解降低这两种损失的途径。　　3．知道输电过程的几个环节，并能够画出示意图，根据示意图会进行简单的计算。　　4．了解电网供电的优点。　　5．了解输电的新技术。　　二、过程与方法　　1．通过阅读、思考与讨论，提高学生分析解决实际问题的能力。　　2．通过理论探究与演示实验验证相结合，培养学生的科学研究方法。　　三、情感态度与价值观　　体会物理知识在生产、生活中的巨大作用，激发学生学好知识投身祖国建设的热情。　　【教学重点】　　1．理解高压输电是减少功率损失和电压损失的切实可行的措施。　　2．输电过程示意图中各物理量之间的关系。　　【教学难点】　　1．区别输电线上损失的功率和输电功率；输电线上损失的电压和输电电压。　　2．利用输电过程示意图进行简单的计算。　　【教学方法】　　自学、讨论、交流、演示实验。　　【教学过程】　　一、学生自学　　下发《学案》一份，学生根据《学案》上的问题有目的地阅读课文并尝试回答《学案》上的问题，期间老师可巡视指导，大约用时15分钟。　　《学案》内容：　　1．为什么存在远距离输电问题？　　2．输送电能的基本要求是什么？　　3．什么是输电线上的功率损失？　　4．减小输电线上的功率损失有几种途径？这几种途径如何能够实现？哪一种更有效？哪一种切实可行？　　5．除功率损失以外，输电线上还有什么损失，用问题4中的减少功率损失的有效方法能有效减少这种损失吗？\n　　6．在实际输电过程中，输电电压是不是越高越好呢？目前我国常用的远距离输电电压有哪几种？　　7．下图为远距离输电的示意图，输电过程包括哪几个部分？完成各物理量之间关系的填空。　　（1）对于理想变压器，；，。　　（2）对于理想变压器；   ；   ；    ；；  。　　（3）输电线上损失的电压U线=I线·R线。　　输电线上损失的功率P线=I线2·R线=     =     。　　（4）由电路关系可得：I2=I线=I3；U2-  =U3；P2-  =P3。　　（5）注意区别：　　输电电压U2与输电线上损失的电压U线，二者关系为        。　　输电功率P2与输电线上损失的功率P线，二者关系为        。　　8．利用以上示意图完成下列问题的计算。　　在某次远距离输电过程中，电厂发电机输出的总功率为，输出电压为，输电线路的总电阻为，线路上损失的功率为输送功率的，用户得到的电压为，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少？　　9．采用电网供电的优点有什么？　　二、讨论、交流、实验验证　　请同学回答《学案》上的问题，并组织同学之间讨论、交流，必要时进行实验验证。　　1．在讨论问题4时给出下面这个问题以体会增大横截面积来减小电阻的不可行性：　　把200KW的电能用铝导线输送到10km以外，使用110V电压输电，导线上的功率损失达到10%，已知铝的电阻率为，则输电线的直径约为多大？（约为35cm）　　2．问题7的部分答案为：　　（3）P线=I线2·R线=U线·I线=U线2/R线　　（4）U2-U线=U3；P2-P线=P3　　（5）输电电压U2与输电线上损失的电压U线的关系为U线=R线\n　　输电功率P2与输电线上损失的功率P线的关系为P线=R线　　3．问题7中U2-U线=U3；P2-P线=P3这两个关系对于学生而言较抽象，因此从理论层面上解释以后，再用演示实验验证，实验中所用器材的电路图如下：　　电路正常工作后，用交流电压表分别测出Uab和Ucd，读出交流电流表的示数I，验证Uab-2IR1=Ucd和IUab-2I2R1=IUcd是否成立。　　4．问题8的答案为；，可以利用电压之比，也可以利用电流之比。　　三、课堂总结　　1．理解在输电功率一定的情况下，提高输电电压，可以减少输电线上的功率损失和电压损失。　　2．输电过程示意图及各部分关系。　　四、作业传感器及其工作原理【教学目标】1．知识与技能了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义；认识一些制作传感器的元器件，知道这些传感器的工作原理。2．过程与方法通过对实验的观察、思考和探究，让学生在了解传感器、熟悉传感器工作原理的同时，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的观察能力、实践能力和创新思维能力。3．情感、态度与价值观体会传感器在生活、生产、科技领域的种种益处，激发学生的学习兴趣，拓展学生的知识视野，并加强物理与STS的联系。通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意识。【设计思路】从上世纪八十年代起，国际上出现了“传感器热”，传感器在当今科技发展中有着十分重要的地位。新课程标准紧扣时代脉搏，对传感器教学提出明确要求。本课的设计思路是通过对实验的观察、思考和探究，了解什么是传感器，传感器是如何将非电学量转换成电学量的，传感器在生产、生活中有哪些具体应用，为学生利用传感器制作简单的自控装置作一铺垫。教学时力避深奥的理论，侧重于联系实际，让学生感受传感器的巨大作用，进而提高学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感和崇尚科学的精神。【教学过程】一、引入新课教师：今天我们生活中常用的电视、空调的遥控器是如何实现远距离操纵的？楼梯上的电灯如何能人来就开，人走就熄的？工业生产中所用的自动报警器、恒温烘箱是如何工作的？“非典”\n病毒肆虐华夏大地时，机场、车站、港口又是如何实现快速而准确的体温检测的？所有这些，都离不开一个核心，那就是本堂课将要学习的传感器。二、新课教学1．什么是传感器演示实验1：如图1所示，小盒子的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，当把磁铁放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移开，灯泡熄灭。教师提问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？学生猜测：盒子里有弹性铁质开关。师生探究：打开盒子，用实物投影仪展示盒内的电路图（图2），了解元件“干簧管”的结构。探明原因：当磁体靠近干簧管时，两个由软磁性材料制成的簧片因磁化而相互吸引，电路导通，干簧管起到了开关的作用。教师点拨：这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发光情况，感知干簧管周围是否存在着磁场。演示实验2：教师出示一只音乐茶杯，茶杯平放桌上时，无声无息，提起茶杯，茶杯边播放悦耳的音乐，边闪烁着五彩的光芒。教师提问：音乐茶杯的工作开关又在哪里？开启的条件是什么？学生猜测：在茶杯底部，所受压力发生改变。实验探究：提起茶杯，用手压杯的底部，音乐并没有停止。学生猜测：是由于光照强度的改变。实验探究：用书挡住底部（不与底部接触），音乐停止，可见音乐茶杯受光照强度的控制。师生总结：现代技术中，我们可以利用一些元件设计电路，它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。我们把这种元件叫做传感器。它的优点是：把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。教师提问：实验1中的干簧管是怎样的传感器，实验2音乐茶杯中所用的元件又是怎样的传感器？学生回答：干簧管是一个能感受磁场的传感器，音乐茶杯中所用的元件是能感受光照强度的传感器。教师介绍：数字化信息系统实验室（DigitalInformationSystemLaboratory，简称：DISLab）就是由“传感器+数据采集器+实验软件包+计算机”\n构成的新型实验系统。该系统成功克服了传统物理实验仪器的诸多弊端，有力地支持了信息技术与物理教学的全面整合，在实验上收到了许多意想不到的成功。投影展示：图3DISLab系统构成演示实验3：通过朗威DISLab数据采集器、位移传感器来观察简谐振动图象。图4弹簧振子实验装置图图5弹簧振子振动图线2、认识一些制作传感器的元器件（1）光敏电阻学生实验1：学生两人一组，用万用电表的欧姆挡测量一只光敏电阻的阻值，实验分别在暗环境和强光照射下进行。学生总结实验结果：光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小。师生总结：光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。\n教师简单介绍：光敏电阻在光照射下电阻变化的原因。有些物质，例如硫化镉，是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。（2）热敏电阻和金属热电阻教师提问：金属导体的导电性能与温度有关吗？关系如何？学生回答：金属导体的电阻随温度的升高而增大，如白炽灯钨丝的电阻在正常工作情况下比常温下的电阻大得多。演示实验4：如图6所示，AB间接有一段钨丝（从旧日光灯管中取出），闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给钨丝加热时，灯泡亮度明显变暗。学生探究：钨丝的电阻随温度的升高而增大。师生总结：用金属丝可以制作温度传感器，称为热电阻。如前面已经学过的用金属铂可制作精密的电阻温度计。学生实验2：学生两人一组，用万用电表的欧姆挡测一只热敏电阻的阻值。第一次直接测量，第二次用手心捂住热敏电阻再测量，记录两次测得的电阻值。学生探究：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，且阻值随温度变化非常明显。师生总结：半导体热敏电阻也可以用作温度传感器。师生总结比较：金属热电阻与热敏电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差。（3）霍尔元件教师介绍：霍尔元件是在一个很小的矩形半导体（例如砷化铟）薄片上，制作4个电极E、F、M、N而成（如图7所示）。若在E、F间通入恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的匀强磁场B，薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下发生偏转，使M、N间出现电压U。师生讨论：霍尔元件的上的电压U与电流I、磁感应强度B的关系，设霍尔元件长为a，宽为b，厚为d，则当薄片中载流子达到稳定状态时，，即，又因，所以，即（为霍尔系数）。因此，我们就可以根据电压U的变化得知磁感应强度的变化。师生共析：霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。\n演示实验5：利用朗威DISLab数据采集器、霍尔元件观察通电螺线管内部磁感应强度的大小分布规律。图8磁感应强度测定的实验装置图图9磁感应强度分布图线三、小结传感器是指一些能把光、力、温度、磁感应强度等非电学量转化为电学量或转换为电路的通断的元器件，它在生活、生产和科技领域有着非常广泛的应用。日本把传感器技术列为上世纪八十年代十大技术之首，美国把传感器技术列为九十年代的关键技术，而我国有关传感器的研究和应用正方兴未艾……四、作业1．观察与思考：日常生活中哪些地方用到了传感器，它们分别属于哪种类型的传感器，它们的工作原理如何？2．实验设计：用热敏电阻、继电器等器材设计一个火警报警器