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1、2022年高二物理《127 電磁感應(yīng)》教案
(一)教學(xué)目的
提問:根據(jù)實驗?zāi)康?,本實驗?yīng)選擇哪些實驗器材?為什么?
師生討論認同:根據(jù)研究的對象,需要有磁體和導(dǎo)線;檢驗電路中是否有電流需要有電流表;控制電路必須有開關(guān)。
教師展示以上實驗器材,注意讓學(xué)生弄清蹄形磁鐵的N、S極和磁感線的方向,然后按課本圖12-1的裝置安裝好(直導(dǎo)線先不要放在磁場內(nèi))。
進一步提問:如何做實驗?其步驟又怎樣呢?
我們先做如下設(shè)想:電能生磁,反過來,我們可以把導(dǎo)體放在磁場里觀察是否產(chǎn)生電流。那么導(dǎo)體應(yīng)怎樣放在磁場中呢?是平放?豎放?斜放?導(dǎo)體在磁場中是靜止?還是運動?怎樣運動?
磁場的強弱對實驗有沒
2、有影響?下面我們依次對這幾種情況逐一進行實驗,探索在什么條件下導(dǎo)體在磁場中產(chǎn)生電流。
用小黑板或幻燈出示觀察演示實驗的記錄表格。
次序
實驗條件
電流表指針反應(yīng)
1置閉合電路的部分導(dǎo)體于磁場中,且保持導(dǎo)體與磁場相對靜止
2更換強磁體,增強磁場,仍保持導(dǎo)體與磁場相對靜止
3使閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中上下運動
4使閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中左右運動
5使閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中斜著運動
教師按實驗步驟進行演示,學(xué)生仔細觀察,每完成一個實驗步驟后,請學(xué)生將觀察結(jié)果填寫在上面表格里。
實驗完畢,提出下列問題讓學(xué)生思考:
上述實驗說明磁能生電嗎?(能)
在什么條件下才
3、能產(chǎn)生磁生電現(xiàn)象?(當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中左右或斜著運動時)
為什么導(dǎo)體在磁場中左右、斜著運動時能產(chǎn)生感應(yīng)電流呢?
(師生討論分析:左右、斜著運動時切割磁感線。上下運動或靜止時不切割磁感線,所以不產(chǎn)生感應(yīng)電流。)
通過此實驗可得出什么結(jié)論?
學(xué)生歸納、概括后,教師板書:
〈實驗表明:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流?!?
教師指出:這就是我們本節(jié)課要研究的主要內(nèi)容--電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
板書課題:〈第一節(jié) 電磁感應(yīng)〉
講述:電磁感應(yīng)現(xiàn)象是英國的物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)的。他經(jīng)過十年堅持不懈的努力,才發(fā)現(xiàn)了
4、這一現(xiàn)象。這種熱愛科學(xué)、堅持探索真理的可貴精神,值得我們學(xué)習(xí)。這一現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)進一步揭示了電和磁之間的聯(lián)系,導(dǎo)致了發(fā)電機的發(fā)明,開辟了電的時代,所以電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)具有劃時代的意義。
(2)研究感應(yīng)電流的方向
提問:我們知道,電流是有方向的,那么感應(yīng)電流的方向是怎樣的呢?它的方向與哪些因素有關(guān)呢?請同學(xué)們觀察下面的實驗。
演示實驗:保持上述實驗裝置不變,反復(fù)改變磁場方向或改變導(dǎo)體在磁場中的運動方向,請同學(xué)們觀察到了什么現(xiàn)象?
(磁場方向、導(dǎo)體運動方向變化時,指針偏轉(zhuǎn)的方向也發(fā)生變化,即電流的方向也隨著變化)。
通過這一現(xiàn)象我們可以得出什么樣的結(jié)論呢?
學(xué)生歸納、概括后,老師板書:
5、
〈二、導(dǎo)體中感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體運動方向和磁感線方向有關(guān)?!?
(3)研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能的轉(zhuǎn)化
教師提出下列問題,引導(dǎo)學(xué)生討論回答:
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,導(dǎo)體作切割磁感線運動,是什么力做了功呢?(外力)
它消耗了什么能(機械能)
得到了什么能(電能)
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象名實現(xiàn)了什么能與什么能之間的轉(zhuǎn)化?(機械能與電能的轉(zhuǎn)化)
板書:〈三、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,機械能轉(zhuǎn)化為電能〉
3.小結(jié)
在這節(jié)課中,我們采用了什么方法,探索研究了哪幾個問題?
4.布置作業(yè) 課本上的練習(xí)1、2題。
(四)說明
1.這節(jié)課的關(guān)鍵是設(shè)計并做好演示實驗,實驗的可見度要大。有條件的學(xué)??筛淖鰧W(xué)生實驗或用
6、幻燈演示。
2.要在學(xué)生觀察實驗的基礎(chǔ)上,提出明確的問題,讓學(xué)生積極思考、討論,并對實驗現(xiàn)象加以歸納、概括,培養(yǎng)學(xué)生從實驗事實中歸納、概括出物理概念和規(guī)律的能力。
第四節(jié) 磁場對電流的作用
(一)教學(xué)目的
1.知道磁場對通電導(dǎo)體有作用力。
2.知道通電導(dǎo)體在磁場中受力的方向與電流方向和磁感線方向有關(guān),改變電流方向或改變磁感線方向,導(dǎo)體的受力方向隨著改變。
3.知道通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的道理。
4.知道通電導(dǎo)體和通電線圈在磁場中受力而運動,是消耗了電能,得到了機械能。
5.培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和推理、歸納、概括物理知識的能力。
(二)教具
小型直流電動機一臺,學(xué)生用電源一臺,大蹄
7、形磁鐵一塊,干電池一節(jié),用鋁箔自制的圓筒一根(粗細、長短與鉛筆差不多),兩根鋁箔條(用透明膠與鋁箔筒的兩端相連接),支架(吊鋁箔筒用),如課本圖12-10的掛圖,線圈(參見圖12-2),抄有題目的小黑板一塊(也可用投影片代替)。
(三)教學(xué)過程
1.引入新課
本章主要研究電能;第一節(jié)和第二節(jié)我們研究了獲得電能的原理和方法,第三節(jié)我們研究了電能的輸送。電能輸送到用電單位,要使用電能,這就涉及到用電器,以前我們研究了電燈、電爐、電話等用電器,今天我們要研究另一種用電器--電動機。
出示電動機,給它通電,學(xué)生看到電動機轉(zhuǎn)動,提高了學(xué)習(xí)興趣。
提問:電動機是根據(jù)什么原理工作的呢?
講述:要
8、回答這個問題,還得請同學(xué)們回憶一下奧斯特實驗的發(fā)現(xiàn)--電流周圍存在磁場,電流通過它產(chǎn)生的磁場對磁體施加作用力(如電流通過它的磁場使周圍小磁針受力而轉(zhuǎn)動)。根據(jù)物體間力的作用是相互的,電流對磁體施加力時,磁體也應(yīng)該對電流有力的作用。下面我們通過實驗來研究這個推斷。
2.進行新課
(1)通電導(dǎo)體在磁場里受到力的作用
板書課題:〈第四節(jié) 磁場對電流的作用〉
介紹實驗裝置,將鋁箔筒兩端的鋁箔條吊掛在支架上,使鋁箔筒靜止在磁鐵的磁場中(參見課本中的圖12-9)。用鋁箔筒作通電導(dǎo)體是因為鋁箔筒輕,受力后容易運動,以便我們觀察。
演示實驗1:用一節(jié)干電池給鋁箔筒通電(瞬時短路),讓學(xué)生觀察鋁箔筒的
9、運動情況,并回答小黑板上的題1:給靜止在磁場中的鋁箔筒通電時,鋁箔筒會_____,這說明_____。
板書:〈1.通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用。〉
(2)通電導(dǎo)體在磁場里受力的方向,跟電流方向和磁感線方向有關(guān)
教師說明:下面我們進一步研究通電導(dǎo)體在磁場里的受力方向與哪些因素有關(guān)。
演示實驗2:先使電流方向相反,再使磁感線方向相反,讓學(xué)生觀察鋁箔筒運動后回答小黑板上的題2:保持磁感線方向不變,交換電池兩極以改變鋁箔筒中電流方向,鋁箔筒運動方向會______,這說明______。保持鋁箔筒中電流方向不變,交換磁極以改變磁感線方向,鋁箔筒運動方向會______,這說明______。
歸納實
10、驗2的結(jié)論并板書:〈2.通電導(dǎo)體在磁場里受力的方向,跟電流方向和磁感線方向有關(guān)?!?
(3)磁場對通電線圈的作用
提問:應(yīng)用上面的實驗結(jié)論,我們來分析一個問題:如果把直導(dǎo)線彎成線圈,放入磁場中并通電,它的受力情況是怎樣的呢?
出示方框線圈在磁場中的直觀模型(磁極用兩堆書代替),并出示如課本上圖12-10的掛圖(此時,圖中還沒有標出受力方向)。
引導(dǎo)學(xué)生分析:通電時,圖甲中ab邊和cd邊都在磁場中,都要受力,因為電流方向相反,所以受力方向也肯定相反。提問:你們想想看,線圈會怎樣運動呢?
演示實驗3:將電動機上的電刷、換向器拆下(實質(zhì)是線圈)后通過,讓學(xué)生觀察線圈的運動情況。
教師指明:
11、線圈轉(zhuǎn)動正是因為兩條邊受力方向相反,邊說邊在掛圖上標明ab和cd邊的受力方向。
提問:線圈為什么會停下來呢?
利用模型和掛圖分析:在甲圖位置時,兩邊受力方向相反,但不在一條直線上,所以線圈會轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)動到乙圖位置時,兩邊受力方向相反,且在同一直線上,線圈在平衡力作用下保持平衡而靜止。
板書結(jié)論:〈3.通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動,到平衡位置時靜止。〉
(4)討論
①教材中的"想想議議"。
②小黑板上的題3:通電導(dǎo)體在磁場中受力而運動是消耗了______能,得到了______能。
3.小結(jié):板書的四條結(jié)論。
4.作業(yè)(思考題):電動機就是根據(jù)通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動的道理工作的。但實際制成電動機時,還有些問題需要我們解決,比如:通電線圈不能連續(xù)轉(zhuǎn)動,而實際電動機要能連續(xù)轉(zhuǎn)動,這個問題同學(xué)們先思考,下節(jié)我們研究。
(四)說明
1.受力方向與電流方向和磁感線方向垂直,這一點不能從實驗直接得到(因為運動方向并不一定是受力方向),且與后面學(xué)習(xí)聯(lián)系不大,本教案沒講這一點。
2.教案最后的思考題是為下節(jié)學(xué)習(xí)作準備。