“感应电动势”教学设计中学教育中学学案中学教育中学学案.pdf

学习必备 欢迎下载 第 1 页“感应电动势”教学设计 【教学目标】知识目标 1.知道什么是动生电动势和感生电动势。2.理解动生电动势和感生电动势的产生机理，体会科学研究的重要方法。3.了解两种电动势的应用，会正确解释有关现象。能力目标：1.以问题为线索，培养学生大胆质疑的创新精神。2.经历科学研究过程，领会研究方法，培养学生的逻辑推理能力。3.引导学生主动的探索、发现和体验，培养学生对大量信息的处理能力，从而增进思考力和创造力。情感目标 培养学生不怕困难，探索真理的科学态度，树立正确的科学观 【教学重点】1.探究动生电动势和感生电动势的产生原因。2.领会科学研究的重要方法。【教学难点】感生电动势的产生原因。【教学方法】以类似科学研究的方式，通过理论探究、实验研究方式引领学生解决问题。【教学器材】交变磁场演示仪，双通电螺线管、通草球、导线、实物投影仪。【教学媒体】多媒体计算机辅助教学系统。【教学过程】一、复习回顾 图片引入：1.凭“空”发电;2.磁场变化引起闭合回路产生感应电流。开门见山给出概念：导体运动产生的感应电动势称为动生电动势。磁场变化在导体中产生的感应电动势是感生电动势。友情提示：产生感应电动势的那一部分导体相当于电源。从能量转化角度看，电源是通过非静电力做功把其他形式的能量转化为电能的装置。简要回忆电荷在外电路(电场力)和内电路(非静电力)中的运动原因。二、提出问题：根据这些知识和信息，对于动生电动势和感生电动势，你能提出什么有关问题呢?三、学生分组(组织、记录、中心发言人)、填写问题卡、发布问题 四、科学研究过程 (一)理论探究动生电动势的产生 (1)提出问题：动生电动势是怎样产生的?什么力充当非静电力?能量是怎样转化的呢?(2)讨论与分析：提示：导体棒中的自由电荷受到什么力的作用呢?学习必备 欢迎下载 第 2 页 导体棒的哪端电势比较高呢?非静电力与洛仑兹力有关吗?学生分析，课件动画配合：当导体棒在匀强磁场 B中以速度 v 运动时，导体棒内部的自由电子要受到洛伦兹力作用，在洛仑兹力作用下电子沿导线向 D 端定向运动，使 D端和 C端出现了等量异种电荷，D为负极(低电势)，C为正极(高电势)则导体 CD相当一个电源。(3)归纳总结：动生电动势的非静电力与洛仑兹力有关。备用问题(最好由学生探讨)：洛仑兹力做功吗?不做功。动生电动势的产生表明能量是怎样转化的呢?其他形式的能转化为电能。导体棒中的电流受到安培力作用，安培力的方向与运动方向相反，阻碍导体棒的运动，导体棒要克服安培力做功，将其他形式的能转化为电能。(二)研究感生电动势的产生 引导：感生电动势是怎样产生的呢?(1)提出问题：磁场变化使闭合电路中的导体产生感应电流，那么，使导体中自由电荷做定向移动的作用力是什么力呢?(2)小组猜想：请同学们猜一猜。学生猜想可能是洛仑兹力，或是静电力，或是其他力。让学生讨论排除洛仑兹力(不是，磁场对静止电荷不会有洛仑兹力)排除静电力(不是，静电力是电荷间相互作用力，与磁场无关)进一步问题：难道是变化的磁场对电荷产生作用力?研究课题：变化的磁场是怎样对电荷产生作用力的?(3)设计实验：怎样得到变化的磁场?怎样得到电荷?请分组讨论设计：研究变化的磁场对电荷产生作用力的方案。(学生讨论，教师指导)(4)学生汇报方案：学生交流与论证方案的可行性，教师适时点评闪光点与改进。变化的磁场的获得：方式很多，如通电直导线，通电螺线管等。电荷的获得：静止电荷和运动电荷。学生思路 1：静止电荷(通草球)教师及时鼓励，静止电荷不受洛仑兹力，如果磁场变化，静止电荷运动状态改变，说明变化的磁场确实对电荷有作用力。教师演示，介绍仪器，实验研究，学生认识：简单，但干扰因素多。对学生进行科学观和思想教育：法拉第对电磁感应研究了十年，遭遇了多次失败都不灰心，他曾说“最有成就的科学家，得以实现的建议、猜想、愿望和初步判断，也不到十分之一”，只要方向正确，信念坚定，及时调整思路，勇于攀登，一定能到达光辉的顶点。学生思路 2：运动电荷(阴极射线管)问题：运动电荷在磁场中受到洛仑兹力，不足以说明问题，怎样排除洛仑兹力的影响?(平行磁场射入带电运动电荷)教师演示，实验研究。感生电动势的产生机理体会科学研究的重要方法了解两种电动势的应用会正确解释有关现象能力目标以问题为线索培养学生大胆质疑的创新精神经历科学研究过程领会研究方法培养学生的逻辑推理能力引导学生主动的探索发现和体正确的科学观教学重点探究动生电动势和感生电动势的产生原因领会科学研究的重要方法教学难点感生电动势的产生原因教学方法以类似科学研究的方式通过理论探究实验研究方式引领学生解决问题教学器材交变场演示仪双通电螺起闭合回路产生感应电流开门见山给出概念导体运动产生的感应电动势称为动生电动势场变化在导体中产生的感应电动势是感生电动势友情提示产生感应电动势的那一部分导体相当于电源从能量转化角度看电源是通过非静电力做功学习必备 欢迎下载 第 3 页 (5)观察与分析：(6)总结归纳：1.变化的磁场使电荷受到作用力做定向运动。2.变化的磁场在空间产生一个电场感生电场。3.感生电动势的非静电力就是感生电场对电荷的作用力。(7)实际应用：课件展示电子感应加速器。判定感生电场的方向，分析感应加速器加速原理，进一步巩固感生电场，加深变化的磁场产生感生电场的认识，为电磁场理论铺垫。五、课堂总结 1.动生电动势的非静电力与洛仑兹力有关。感生电动势的非静电力就是感生电场对电荷的作用力。变化的磁场在空间产生一个电场感生电场。2.科学研究有理论探究、实验探究两种方式。其基本过程是：提出问题猜想与假设逻辑推理、实验研究分析与论证归纳总结再实践修正完善科学理论。拓展问题(最好由学生探讨)：动生电动势和感生电动势都遵循法拉第电磁感应定律，是两种不同原因引起的电动势，若 B、S 都变化，导体中既有动生电动势又有感生电动势。六、课堂练习 机动处理 七、布置作业 八、板书设计 附：1.分组问题卡 序号 问题内容 1 2 3 4 感生电动势的产生机理体会科学研究的重要方法了解两种电动势的应用会正确解释有关现象能力目标以问题为线索培养学生大胆质疑的创新精神经历科学研究过程领会研究方法培养学生的逻辑推理能力引导学生主动的探索发现和体正确的科学观教学重点探究动生电动势和感生电动势的产生原因领会科学研究的重要方法教学难点感生电动势的产生原因教学方法以类似科学研究的方式通过理论探究实验研究方式引领学生解决问题教学器材交变场演示仪双通电螺起闭合回路产生感应电流开门见山给出概念导体运动产生的感应电动势称为动生电动势场变化在导体中产生的感应电动势是感生电动势友情提示产生感应电动势的那一部分导体相当于电源从能量转化角度看电源是通过非静电力做功