2024-2025學(xué)年高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 第1節(jié) 磁性電的探索教學(xué)實(shí)錄3 魯科版選修3-2

2024-2025學(xué)年高中物理第一章電磁感應(yīng)第1節(jié)磁性電的探索教學(xué)實(shí)錄3魯科版選修3-2授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容：2024-2025學(xué)年高中物理第一章電磁感應(yīng)第1節(jié)磁性電的探索教學(xué)實(shí)錄3，魯科版選修3-2，主要內(nèi)容包括法拉第電磁感應(yīng)定律、感應(yīng)電流的方向、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算等。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：本節(jié)課內(nèi)容與學(xué)生在初中階段學(xué)習(xí)的電學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)緊密相關(guān)，如電流、電壓、電阻等概念，以及電磁學(xué)的基本原理。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)⒁延兄R(shí)應(yīng)用于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和計(jì)算中。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)思維：理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象，運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行問(wèn)題分析，發(fā)展邏輯推理和數(shù)學(xué)建模能力。

2.實(shí)踐能力：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，掌握電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)的基本操作，提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理的能力。

3.創(chuàng)新意識(shí)：在探究過(guò)程中，鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題、設(shè)計(jì)方案，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決問(wèn)題的能力。

4.科學(xué)探究：體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和合作精神。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.法拉第電磁感應(yīng)定律的理解與應(yīng)用：重點(diǎn)在于理解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化率的關(guān)系，以及如何應(yīng)用該定律解決實(shí)際問(wèn)題。

解決辦法：通過(guò)實(shí)例分析和實(shí)驗(yàn)演示，幫助學(xué)生建立直觀理解，并通過(guò)練習(xí)題強(qiáng)化應(yīng)用能力。

難點(diǎn)：

1.感應(yīng)電流方向的判斷：根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是難點(diǎn)。

解決辦法：通過(guò)引入楞次定律的物理意義，結(jié)合具體實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)右手定則進(jìn)行判斷，并通過(guò)小組討論和練習(xí)鞏固。

2.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算：涉及復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算和物理概念的綜合應(yīng)用。

解決辦法：通過(guò)逐步分解問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生先理解基本概念，再進(jìn)行逐步計(jì)算，同時(shí)提供多種計(jì)算方法供學(xué)生選擇。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生擁有魯科版選修3-2的教材，以便學(xué)生能夠跟隨課本內(nèi)容學(xué)習(xí)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與電磁感應(yīng)相關(guān)的圖片、圖表和視頻，幫助學(xué)生直觀理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象和法拉第電磁感應(yīng)定律。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置，包括磁鐵、線圈、開關(guān)、電流表等，確保實(shí)驗(yàn)器材的完整性和安全性。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)和實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，方便學(xué)生分組討論和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。教學(xué)過(guò)程一、導(dǎo)入（約5分鐘）

1.激發(fā)興趣：以生活中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象為切入點(diǎn)，如發(fā)電機(jī)、變壓器等，提問(wèn)學(xué)生：“你們知道這些設(shè)備是如何產(chǎn)生電能的嗎？”引發(fā)學(xué)生思考。

2.回顧舊知：引導(dǎo)學(xué)生回顧初中階段學(xué)習(xí)的電磁學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，如電流、電壓、電阻等概念，以及電磁感應(yīng)的基本原理。

二、新課呈現(xiàn)（約30分鐘）

1.講解新知：

-法拉第電磁感應(yīng)定律：介紹法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容，解釋感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化率的關(guān)系。

-感應(yīng)電流方向：講解楞次定律，通過(guò)實(shí)例分析，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用右手定則判斷感應(yīng)電流方向。

-感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算：講解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方法，通過(guò)實(shí)例說(shuō)明如何應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行計(jì)算。

2.舉例說(shuō)明：

-以發(fā)電機(jī)為例，解釋電磁感應(yīng)現(xiàn)象，展示法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用。

-以變壓器為例，說(shuō)明電磁感應(yīng)原理在變壓器工作中的作用。

3.互動(dòng)探究：

-分組討論：將學(xué)生分成小組，討論以下問(wèn)題：

a.電磁感應(yīng)現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的？

b.感應(yīng)電流方向是如何判斷的？

c.如何計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？

-實(shí)驗(yàn)演示：進(jìn)行電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，理解電磁感應(yīng)原理。

三、鞏固練習(xí)（約30分鐘）

1.學(xué)生活動(dòng)：

-完成課本中的練習(xí)題，鞏固對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律、感應(yīng)電流方向和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算的理解。

-進(jìn)行課堂小測(cè)驗(yàn)，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)本節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。

2.教師指導(dǎo)：

-及時(shí)解答學(xué)生在練習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，幫助學(xué)生理解難點(diǎn)。

-對(duì)學(xué)生的練習(xí)情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出優(yōu)點(diǎn)和不足，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

四、總結(jié)（約5分鐘）

1.回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)法拉第電磁感應(yīng)定律、感應(yīng)電流方向和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算的重要性。

2.引導(dǎo)學(xué)生思考電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探索電磁學(xué)的興趣。

五、課后作業(yè)

1.完成課本中的課后習(xí)題，加深對(duì)電磁感應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的理解。

2.查閱相關(guān)資料，了解電磁感應(yīng)在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用，撰寫一篇小論文。拓展與延伸六、拓展與延伸

1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

-《電磁感應(yīng)在現(xiàn)代技術(shù)中的應(yīng)用》：介紹電磁感應(yīng)在變壓器、發(fā)電機(jī)、感應(yīng)加熱等領(lǐng)域的應(yīng)用，幫助學(xué)生了解電磁感應(yīng)的實(shí)用性。

-《電磁感應(yīng)的數(shù)學(xué)描述》：介紹電磁感應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，如法拉第電磁感應(yīng)定律的積分形式和微分形式，為學(xué)生提供更深入的學(xué)習(xí)材料。

-《電磁感應(yīng)與能量轉(zhuǎn)換》：探討電磁感應(yīng)在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中的作用，如電能和機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換，以及能量損失的分析。

2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-學(xué)生可以嘗試設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，如使用磁鐵和線圈觀察感應(yīng)電流的產(chǎn)生。

-鼓勵(lì)學(xué)生閱讀關(guān)于電磁感應(yīng)的科普文章或書籍，增加對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解。

-學(xué)生可以嘗試解決一些復(fù)雜的電磁感應(yīng)問(wèn)題，如計(jì)算在不同情況下感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。

-鼓勵(lì)學(xué)生探索電磁感應(yīng)在生活中的實(shí)際應(yīng)用，例如研究電磁感應(yīng)在節(jié)能設(shè)備中的應(yīng)用，如電磁灶和電動(dòng)自行車等。

-學(xué)生可以參與小組討論，分享各自對(duì)電磁感應(yīng)的理解和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)交流促進(jìn)知識(shí)的深入理解和拓展。

3.拓展實(shí)踐項(xiàng)目：

-學(xué)生可以設(shè)計(jì)并制作一個(gè)簡(jiǎn)單的電磁感應(yīng)裝置，如小型發(fā)電機(jī)，通過(guò)實(shí)際操作加深對(duì)電磁感應(yīng)原理的理解。

-組織學(xué)生參觀電力公司或研究機(jī)構(gòu)，了解電磁感應(yīng)在實(shí)際工程中的應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展。

-學(xué)生可以參與社區(qū)服務(wù)項(xiàng)目，如測(cè)量社區(qū)中的電磁干擾情況，提出減少干擾的建議。教學(xué)反思教學(xué)反思

今天上了電磁感應(yīng)這一節(jié)課，感覺整體效果還不錯(cuò)，但也有些地方值得反思和改進(jìn)。

首先，我覺得導(dǎo)入環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)挺關(guān)鍵的。我嘗試用生活中的例子來(lái)吸引學(xué)生的興趣，比如發(fā)電機(jī)和變壓器，這些例子貼近學(xué)生生活，他們比較容易理解。但我也注意到，有些學(xué)生可能對(duì)這些例子還不夠熟悉，所以在講解的時(shí)候，我可能需要更詳細(xì)地介紹一些背景知識(shí)，讓所有學(xué)生都能跟上。

在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，我安排了小組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己操作并觀察現(xiàn)象。這個(gè)環(huán)節(jié)的效果非常好，學(xué)生們都很積極地參與，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也提出了很多有深度的問(wèn)題。不過(guò)，我也發(fā)現(xiàn)有些小組在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中協(xié)作不夠，個(gè)別學(xué)生比較依賴組長(zhǎng)，這讓我意識(shí)到在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我需要更加注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

在練習(xí)環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生的掌握程度參差不齊。有的學(xué)生能夠迅速計(jì)算出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而有的學(xué)生則顯得有些困難。這讓我反思，是否在課堂上應(yīng)該更多地關(guān)注到那些學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生，給予他們更多的指導(dǎo)和幫助。同時(shí)，我也需要考慮如何設(shè)計(jì)一些分層練習(xí)，讓不同水平的學(xué)生都能有所收獲。

此外，我也意識(shí)到自己在講解新知識(shí)時(shí)，有時(shí)候過(guò)于追求知識(shí)的完整性，而忽略了學(xué)生的接受能力。以后，我會(huì)更加注意把握好教學(xué)節(jié)奏，盡量讓學(xué)生在輕松愉快的環(huán)境中學(xué)習(xí)。

最后，我想說(shuō)，教學(xué)是一個(gè)不斷學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)的過(guò)程。通過(guò)今天的反思，我會(huì)更加努力地提高自己的教學(xué)水平，為學(xué)生提供更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。我相信，只要我們用心去教，用心去學(xué)，每一個(gè)學(xué)生都能在學(xué)習(xí)中找到樂(lè)趣，收獲知識(shí)。典型例題講解例題1：

一閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面，磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.5T。線圈面積為0.02m2。當(dāng)磁場(chǎng)以2T/s的速率減小至0T時(shí)，求線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。

解答：

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E等于磁通量變化率ΔΦ除以時(shí)間變化率Δt。磁通量Φ等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B乘以面積A，即Φ=B*A。因此，ΔΦ=B*A*Δt。

代入數(shù)值，得：

ΔΦ=0.5T*0.02m2*2s=0.02Wb

Δt=2s

所以，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=ΔΦ/Δt=0.02Wb/2s=0.01V。

例題2：

一長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I=10A，導(dǎo)線旁邊有一個(gè)面積為S=0.01m2的平面，平面與導(dǎo)線垂直。求平面內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E。

解答：

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E等于磁通量變化率ΔΦ除以時(shí)間變化率Δt。在這個(gè)情況下，由于導(dǎo)線通有電流，會(huì)在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)。我們可以使用畢奧-薩伐爾定律計(jì)算磁場(chǎng)強(qiáng)度B。

畢奧-薩伐爾定律給出，距離導(dǎo)線r處的磁場(chǎng)強(qiáng)度B與電流I、距離r和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的關(guān)系為：

B=(μ?*I)/(2π*r)

由于平面與導(dǎo)線垂直，磁通量Φ等于磁場(chǎng)強(qiáng)度B乘以面積S，即Φ=B*S。

在這個(gè)問(wèn)題中，我們需要計(jì)算的是整個(gè)平面內(nèi)的磁通量變化，但由于導(dǎo)線無(wú)限長(zhǎng)，我們可以將導(dǎo)線視為無(wú)窮遠(yuǎn)處的點(diǎn)，此時(shí)磁通量Φ趨于0。因此，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E也為0。

例題3：

一個(gè)長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I=20A，導(dǎo)線旁邊有一個(gè)半徑R=0.05m的圓形回路。求回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E。

解答：

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E等于磁通量變化率ΔΦ除以時(shí)間變化率Δt。由于導(dǎo)線通有電流，會(huì)在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)。我們可以使用畢奧-薩伐爾定律計(jì)算磁場(chǎng)強(qiáng)度B。

對(duì)于圓形回路，磁場(chǎng)在回路平面內(nèi)垂直于回路，磁通量Φ等于磁場(chǎng)強(qiáng)度B乘以面積S，即Φ=B*S。

由于圓形回路的面積S=π*R2，我們可以通過(guò)積分計(jì)算磁場(chǎng)B在回路上的分布，然后計(jì)算總磁通量。

由于磁場(chǎng)在導(dǎo)線附近較強(qiáng)，我們可以使用近似計(jì)算。假設(shè)磁場(chǎng)在圓形回路上的分布均勻，那么磁場(chǎng)強(qiáng)度B可以用安培環(huán)路定律計(jì)算：

B=(μ?*I)/(2π*R)

代入數(shù)值，得：

B=(4π*10^(-7)*20)/(2π*0.05)≈0.004T

磁通量Φ=B*S=0.004T*π*(0.05m)2≈0.00003Wb

由于題目沒(méi)有給出時(shí)間變化率Δt，我們無(wú)法計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E。

例題4：

一個(gè)長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I=30A，導(dǎo)線旁邊有一個(gè)面積為S=0.03m2的平面，平面與導(dǎo)線垂直。導(dǎo)線以速度v=2m/s向平面移動(dòng)。求平面內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E。

解答：

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E等于磁通量變化率ΔΦ除以時(shí)間變化率Δt。在這個(gè)問(wèn)題中，由于導(dǎo)線移動(dòng)，平面內(nèi)的磁通量會(huì)隨時(shí)間變化。

磁通量Φ等于磁場(chǎng)強(qiáng)度B乘以面積S。由于導(dǎo)線移動(dòng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度B在平面內(nèi)是變化的，我們可以使用畢奧-薩伐爾定律計(jì)算磁場(chǎng)強(qiáng)度B。

由于導(dǎo)線無(wú)限長(zhǎng)，我們可以使用近似計(jì)算。假設(shè)磁場(chǎng)在平面上的分布均勻，那么磁場(chǎng)強(qiáng)度B可以用安培環(huán)路定律計(jì)算：

B=(μ?*I)/(2π*r)

在這個(gè)問(wèn)題中，由于導(dǎo)線移動(dòng)，我們需要計(jì)算的是導(dǎo)線在移動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化對(duì)平面內(nèi)磁通量的影響。假設(shè)導(dǎo)線與平面的距離為d，那么磁通量變化ΔΦ可以近似為：

ΔΦ=B*S*Δd

由于導(dǎo)線以速度v移動(dòng)，Δd=v*Δt，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E可以表示為：

E=ΔΦ/Δt=B*S*v

代入數(shù)值，得：

E=(μ?*I)/(2π*d)*S*v

由于題目沒(méi)有給出導(dǎo)線與平面的距離d，我們無(wú)法計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的具體數(shù)值。

例題5：

一個(gè)長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I=40A，導(dǎo)線旁邊有一個(gè)面積為S=0.02m2的平面，平面與導(dǎo)線垂直。導(dǎo)線以加速度a=3m/s2向平面移動(dòng)。求平面內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E。

解答：

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E等于磁通量變化率ΔΦ除以時(shí)間變化率Δt。在這個(gè)問(wèn)題中，由于導(dǎo)線加速移動(dòng)，平面內(nèi)的磁通量會(huì)隨時(shí)間變化。

磁通量Φ等于磁場(chǎng)強(qiáng)度B乘以面積S。由于導(dǎo)線加速移動(dòng)，我們需要計(jì)算的是導(dǎo)線在加速過(guò)程中產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化對(duì)平面內(nèi)磁通量的影響。假設(shè)導(dǎo)線與平面的距離為d，那么磁通量變化ΔΦ可以近似為：

ΔΦ=B*S*Δd

由于導(dǎo)線加速移動(dòng)，Δd=0.5*a*t2，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E可以表示為：

E=ΔΦ/Δt=B*S*(0.5*a*t2)

代入數(shù)值，得：

E=(μ?*I)/(2π*d)*S*(0.5*a*t2)

由于題目沒(méi)有給出導(dǎo)線與平面的距離d和時(shí)間t，我們無(wú)法計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的具體數(shù)值。板書設(shè)計(jì)①磁性電的探索

-法拉第電磁感應(yīng)定律

-感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與磁通量變化率ΔΦ/Δt的關(guān)系

-感應(yīng)電流方向

-楞次定律

-右手定則

②法拉第電磁感應(yīng)定律

-E=-dΦ/dt

-Φ=B*A*c