第四章---电磁感应教案

1第四章电磁感应全章概述本章以电场和磁场等知识为基础，通过实验总结了产生感应电流的条件和判断感应电流方向的一般方法——楞次定律，给出了确定感应电动势大小的一般规律——法拉第电磁感应定律。楞次定律和法拉第电磁感应定律是解决电磁感应问题的重要依据。感生电动势和动生电动势使我们认识到磁生电的本质，互感和自感及涡流则是几种特殊的电磁感应现象。本章特点是要求学生有较强的抽象思维能力，同时应注意在学习过程中不断提高理解能力、分析综合能力和推理能力，以及空间想象能力。本章内容可分为四个单元。第一单元（第1～2节），探究电磁感应的条件；第二单元（第3节），讲述法拉第电磁感应定律；第三单元（第4节），讲述楞次定律及其应用；第四单元（第5～7节），讲述产生感应电动势的本质及几种特殊的电磁感应现象。新课标要求1．内容标准（1）收集资料，了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。（2）通过实验，理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。（3）通过探究，理解楞次定律。理解法拉第电磁感应定律。例1分析电动机运转时产生反电动势的现象，分别用力和能量的观点进行说明。（4）通过实验，了解自感现象和涡流现象。举例说明自感现象和涡流现象在生活和生产中的应用。例2观察日光灯电路，分析日光灯镇流器的作用和原理。例3观察家用电磁灶，了解电磁灶的结构和原理。2．活动建议从因特网、科技书刊上查阅资料，了解电磁感应在生活和生产中的应用，例如磁卡阅读器、录音机、录像机的原理等。新课程学习4.1划时代的发现★新课标要求（一）知识与技能1．知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。2．知道电磁感应、感应电流的定义。（二）过程与方法领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。（三）情感、态度与价值观1．领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。2．以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。★教学重点知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。★教学难点领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。2★教学方法教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。★教学工具计算机、投影仪、CAI课件、录像片★教学过程（一）引入新课师：在上一册（选修3—1）我们学习了有关电场和磁场的知识，对电现象和磁现象有了较为深刻的理解。我们已经知道电荷能够通过“感应”使附近的导体出现电荷，电流能够在其周围“感应”出磁场，那么在磁场能否“感应”出电流呢？回答是肯定的，这就是电磁感应现象。从这节课开始，我们就来学习这方面的知识。我们首先来了解科学家们的探究历程。［板书课题］划时代的发现（二）进行新课1、奥斯特梦圆“电生磁”教师活动：引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答：（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？（2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败是怎样做的？（3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过的知识如何解释？（4）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。学生甲：（1）许多哲学家提出了各种自然现象之间是相互联系和相互转化的思想。奥斯特坚信电与磁之间可能存在着某种联系。而在这之前许多物理学家都坚持认为电与磁是互不相关的。学生乙：（2）奥斯特的研究并不是一帆风顺的。经历了好多次失败，但奥斯特始终没有放弃。直到1820年4月的一次演讲中他才发现了电流竟使下面的小磁针发生了转动。也就是电流的磁效应。学生丙：（3）奥斯特在1820年4月的一次演讲中，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，小磁针发生了转动。说明电流对小磁针产生了作用，证明电流在其周围产生了磁场。这就是发现电流磁效应的过程。通过前面的学习，我们知道，地磁场是南北方向的，小磁针静止时指示南北方向。通电直导线的磁场方向遵守安培定则。当导线南北放置时，导线下方的磁场方向沿东西方向，当导线通电后，小磁针受到电流的磁场作用由原来的南北方向转向东西方向。奥斯特从磁针的偏转，确定电和磁的联系。也就是电流的磁效应。学生丁：（4）电流磁效应的发现揭示了电现象和磁现象之间存在的某种联系。奥斯特的思维和实践突破了人类对电与磁认识的局限性。电流磁效应的发现引发了科学认识领域的思考，推动了电磁学的发展。教师活动：倾听学生回答，及时给出点评。［课件演示］电流的磁效应。通过课件演示增加学生的感性认识。2．法拉第心系“磁生电”教师活动：引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答：（1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观点？（2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做的？（3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？3（4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的？之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是什么？（5）从法拉第探索电磁感应现象的历程中，你学到了什么？谈谈自己的体会。学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。学生甲：（1）奥斯特发现电流磁效应引发了对称性的普遍思考：既然电流能够引起磁针的运动，那么磁铁也会使导线产生电流。法拉第坚信：磁与电之间也应该有类似的“感应”。学生乙：（2）法拉第的研究并不是一帆风顺的。经历了好多次失败，但法拉第始终没有放弃。直到1831年8月29日，他苦苦寻找了10年之久的“磁生电“的效应终于被发现了。学生丙：（3）法拉第在1822年12月、1825年11月、1828年4月作过三次集中的实验研究，均以失败告终。原因在于，法拉第认为，既然奥斯特的实验表明有电流就有磁场，那么有了磁场就应该有电流。他在实验中用的都是恒定电流产生的磁场。学生丁：（4）多次失败后，1831年8月29日，法拉第终于发现了电磁感应现象。他把两个线圈绕到同一个铁环上，如图所示。一个线圈接电源，一个线圈接“电流表”，在给线圈通电和断电的瞬间，令一个线圈中就出现电流。之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是：“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。学生丁：（5）法拉第探索电磁感应现象的历程经历了10年之久，经历了大量的失败，但法拉第凭借自己的坚定信念和对科学的执著追求，勇敢地面对失败，一次又一次，最终成功属于坚持不懈的有心人，他成功了。作为现代的中学生就要学习法拉第不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教师活动：倾听学生回答，及时给出点评。［课件演示］电磁感应现象。通过课件演示增加学生的感性认识。电磁感应现象产生的条件将在下节课深入学习，本节课不宜过多地展开。让学生体会一下最终法拉第成功的原因，在于“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。（三）课堂总结、点评教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。（四）实例探究☆有关物理学史的知识【例1】（2004，上海综合）发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是（）A．安培B．赫兹C．法拉第D．麦克斯韦解析：该题考查有关物理学史的知识，应知道法拉第发现了电磁感应现象。答案：C【例2】发现电流磁效应现象的科学家是___________，发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是__________，发现电磁感应现象的科学家是___________，发现电荷间相互作用力规律的的科学家是___________。解析：该题考查有关物理学史的知识。答案：奥斯特安培法拉第库仑4☆☆对概念的理解和对物理现象的认识【例3】下列现象中属于电磁感应现象的是（）A．磁场对电流产生力的作用B．变化的磁场使闭合电路中产生电流C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D．电流周围产生磁场解析：电磁感应现象指的是在磁场产生电流的现象，选项B是正确的。答案：B★课余作业认真阅读教材，领悟科学家奥斯特发现电流磁效应现象和法拉第发现电磁感应现象的探究历程。阅读教材第4页“科学足迹”，体会科学家们不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志，学习科学家们的人格魅力。★教学体会思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。★资料袋法拉第时刻1831年8月29日，对法拉第来说是个终生难忘的日子。他用软铁焊接成圆环，铁环的外径是6英寸，厚87英寸，环的半边上绕3个线圈，连起来就成为1个大线圈，分开就是3个小线圈，每个线圈用24英尺长的铜线绕成，再用棉线将导线隔开，包上棉布，使导线之间、导线与铁环之间都绝缘，环的另一边用相同的铜导线60英尺长，以相同的方法和同样的方向绕在上面，做成另一线圈。两个线圈的两端各相隔半英寸左右。后一线圈连在3英尺远的电流计上。当法拉第将大线圈接上电池时，电流计的指针突然偏转。但是，指针晃动一下就停止了。当他打算把电池拆掉时，指针又偏转了，可是偏转的方向相反。法拉第继续做各种试验，他把电流计从后一线圈上拆下，接到大线圈的一个线圈上，把大线圈的另外两个线圈接上电池，这时指针的偏转大多了；法拉第又把电池的两极对调，发现电流计指针反向偏转；他又多加几节电池，重复上面实验，指针偏转更大……法拉第并不满足于这些实验取得的成就，他坚信磁能够转化为电。几星期后，他抛开电池，在一个纸做的空心圆筒上，用220英尺长的铜线分层绕了8个线圈，再连成1个大线圈，并把它接到电流计上。当一块条形磁铁插进空心圆筒时，电流计指针摆动了，“转磁为电”的理想终于实现了。1831年10月28日，法拉第将一铜盘放在永久磁铁的两磁极之间，从铜盘的轴心和边缘引出两根导线，转动铜盘时，两根导线上产生稳恒电流。这就是最原始的发电机。它的重大意义是不言而喻的，发电机的发明使人类从蒸汽机时代进入电气时代。54.2探究电磁感应的产生条件★新课标要求（一）知识与技能1．知道产生感应电流的条件。2．会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。（二）过程与方法学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法（三）情感、态度与价值观渗透物理学方法的教育，通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。★教学重点通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。★教学难点感应电流的产生条件。★教学方法★实验观察法、分析法、实验归纳法、讲授法★教学用具：条形磁铁（两个），导体棒，示教电流表，线圈（粗、细各一个），学生电源，开关，滑动变阻器，导线若干，CAI课件，计算机等。★教学过程（一）引入新课教师：“科学技术是第一生产力。”在漫漫的人类历史长河中，随着科学技术的进步，一些重大发现和发明的问世，极大地解放了生产力，推动了人类社会的发展，特别是我们刚刚跨过的二十世纪，更是科学技术飞速发展的时期。经济建设离不开能源，人类发明也离不开能源，而最好的能源是电能，可以说人类离不开电。饮水思源，我们忘不了为发现和使用电能做出卓越贡献的科学家——法拉第。1820年奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第由此受到启发，开始了“由磁生电”的探索，经过十年坚持不懈的努力，于1831年8月29日发现了电磁感应现象，开辟了人类的电气化时代。本节课我们就来探究电磁感应的产生条件。（二）进行新课1、实验观察（1）闭合电路的部分导体切割磁感线教师：在