【教學(xué)設(shè)計(jì)】感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

選修2-1：“感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)”教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)達(dá)標(biāo)1．知道什么是動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)。2．理解動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生機(jī)理，體會(huì)科學(xué)研究的重要方法。3．了解兩種電動(dòng)勢(shì)的應(yīng)用，會(huì)正確解釋有關(guān)現(xiàn)象。核心素養(yǎng)：1．以問(wèn)題為線索，培養(yǎng)學(xué)生大膽質(zhì)疑的創(chuàng)新精神。2．經(jīng)歷科學(xué)研究過(guò)程，領(lǐng)會(huì)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力。3．引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)的探索、發(fā)現(xiàn)和體驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)大量信息的處理能力，從而增進(jìn)思考力和創(chuàng)造力。4．探究動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生原因。5．領(lǐng)會(huì)科學(xué)研究的重要方法?！窘虒W(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】感生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生原因。【教學(xué)方法】以類似科學(xué)研究的方式，通過(guò)理論探究、實(shí)驗(yàn)研究方式引領(lǐng)學(xué)生解決問(wèn)題。【教學(xué)器材】交變磁場(chǎng)演示儀，雙通電螺線管、通草球、導(dǎo)線、實(shí)物投影儀。【教學(xué)媒體】多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)。【教學(xué)過(guò)程】一、復(fù)習(xí)回顧圖片引入：1．憑“空”發(fā)電；2．磁場(chǎng)變化引起閉合回路產(chǎn)生感應(yīng)電流。開門見山給出概念：導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。磁場(chǎng)變化在導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是感生電動(dòng)勢(shì)。友情提示：產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那一部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。從能量轉(zhuǎn)化角度看，電源是通過(guò)非靜電力做功把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的裝置。簡(jiǎn)要回憶電荷在外電路（電場(chǎng)力）和內(nèi)電路（非靜電力）中的運(yùn)動(dòng)原因。二、提出問(wèn)題：根據(jù)這些知識(shí)和信息，對(duì)于動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)，你能提出什么有關(guān)問(wèn)題呢？三、學(xué)生分組（組織、記錄、中心發(fā)言人）、填寫問(wèn)題卡、發(fā)布問(wèn)題四、科學(xué)研究過(guò)程（一）理論探究動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生（1）提出問(wèn)題：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)是怎樣產(chǎn)生的？什么力充當(dāng)非靜電力？能量是怎樣轉(zhuǎn)化的呢？（2）討論與分析：提示：①導(dǎo)體棒中的自由電荷受到什么力的作用呢？②導(dǎo)體棒的哪端電勢(shì)比較高呢？③非靜電力與洛侖茲力有關(guān)嗎？學(xué)生分析，課件動(dòng)畫配合：當(dāng)導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒內(nèi)部的自由電子要受到洛倫茲力作用，在洛侖茲力作用下電子沿導(dǎo)線向D端定向運(yùn)動(dòng)，使D端和C端出現(xiàn)了等量異種電荷，D為負(fù)極（低電勢(shì)），C為正極（高電勢(shì)）則導(dǎo)體CD相當(dāng)一個(gè)電源。（3）歸納總結(jié)：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力與洛侖茲力有關(guān)。備用問(wèn)題（最好由學(xué)生探討）：①洛侖茲力做功嗎？不做功。②動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生表明能量是怎樣轉(zhuǎn)化的呢？其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。導(dǎo)體棒中的電流受到安培力作用，安培力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，阻礙導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒要克服安培力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。（二）研究感生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生引導(dǎo)：感生電動(dòng)勢(shì)是怎樣產(chǎn)生的呢？（1）提出問(wèn)題：磁場(chǎng)變化使閉合電路中的導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流，那么，使導(dǎo)體中自由電荷做定向移動(dòng)的作用力是什么力呢？（2）小組猜想：請(qǐng)同學(xué)們猜一猜。學(xué)生猜想可能是洛侖茲力，或是靜電力，或是其他力。讓學(xué)生討論排除洛侖茲力（不是，磁場(chǎng)對(duì)靜止電荷不會(huì)有洛侖茲力）排除靜電力（不是，靜電力是電荷間相互作用力，與磁場(chǎng)無(wú)關(guān)）進(jìn)一步問(wèn)題：難道是變化的磁場(chǎng)對(duì)電荷產(chǎn)生作用力？研究課題：變化的磁場(chǎng)是怎樣對(duì)電荷產(chǎn)生作用力的？（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：怎樣得到變化的磁場(chǎng)？怎樣得到電荷？請(qǐng)分組討論設(shè)計(jì)：研究變化的磁場(chǎng)對(duì)電荷產(chǎn)生作用力的方案。（學(xué)生討論，教師指導(dǎo)）（4）學(xué)生匯報(bào)方案：學(xué)生交流與論證方案的可行性，教師適時(shí)點(diǎn)評(píng)閃光點(diǎn)與改進(jìn)。變化的磁場(chǎng)的獲得：方式很多，如通電直導(dǎo)線，通電螺線管等。電荷的獲得：靜止電荷和運(yùn)動(dòng)電荷。學(xué)生思路1：靜止電荷（通草球）教師及時(shí)鼓勵(lì)，靜止電荷不受洛侖茲力，如果磁場(chǎng)變化，靜止電荷運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，說(shuō)明變化的磁場(chǎng)確實(shí)對(duì)電荷有作用力。教師演示，介紹儀器，實(shí)驗(yàn)研究，學(xué)生認(rèn)識(shí)：簡(jiǎn)單，但干擾因素多。對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)觀和思想教育：法拉第對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象研究了10年，遭遇了多次失敗都不灰心，他曾說(shuō)“最有成就的科學(xué)家，得以實(shí)現(xiàn)的建議、猜想、愿望和初步判斷，也不到十分之一”，只要方向正確，信念堅(jiān)定，及時(shí)調(diào)整思路，勇于攀登，一定能到達(dá)光輝的頂點(diǎn)。學(xué)生思路2：運(yùn)動(dòng)電荷（陰極射線管）問(wèn)題：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到洛侖茲力，不足以說(shuō)明問(wèn)題，怎樣排除洛侖茲力的影響？（平行磁場(chǎng)射入帶電運(yùn)動(dòng)電荷）教師演示，實(shí)驗(yàn)研究。（5）觀察與分析：（6）總結(jié)歸納：1．變化的磁場(chǎng)使電荷受到作用力做定向運(yùn)動(dòng)。2．變化的磁場(chǎng)在空間產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)──感生電場(chǎng)。3．感生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力就是感生電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力。（7）實(shí)際應(yīng)用：課件展示電子感應(yīng)加速器。判定感生電場(chǎng)的方向，分析感應(yīng)加速器加速原理，進(jìn)一步鞏固感生電場(chǎng)，加深變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生感生電場(chǎng)的認(rèn)識(shí)，為電磁場(chǎng)理論鋪墊。五、課堂總結(jié)1．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力與洛侖茲力有關(guān)。感生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力就是感生電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力。變化的磁場(chǎng)在空間產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)──感生電場(chǎng)。2．科學(xué)研究有理論探究、實(shí)驗(yàn)探究?jī)煞N方式。其基本過(guò)程是：提出問(wèn)題──猜想與假設(shè)──邏輯推理、實(shí)驗(yàn)研究──分析與論證──歸納總結(jié)──再實(shí)踐──修正完善──科學(xué)理論。拓展問(wèn)題（最好由學(xué)生探討）：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)