高中物理人教版选修3-2 电磁感应单元复习 教案

教 案
教学基本信息
课题 《电磁感应中力电问题》
学科 物理 学段： 高中 年级 高二
教材 书名： 物理选修3-1 出版社：人民教育出版社 出版日期：2012年6月
教学目标及教学重点、难点
（一）教学目标： 物理观念： 1．从“发电机单杆模型”出发，分析杆在恒力作用下或有初速度情况下，能够从宏观角度进行受力分析并判断出棒的运动性质； 2.能从微观角度认识电子运动与相互作用观点分析电子受力情况，并能从功能关系上认识各力做功与各能量是如何转化的。 科学思维： 1．从经典物理学理论出发，通过构建电子在导体棒里运动模型，能够推理电子在沿棒方向运动过程中，金属离子对电子的平均阻力大小； 2．能够从法拉第电磁感应定律、电动势定义等角度通过科学推理得出棒切割运动时产生的感应电动势的一致性，促进学生科学思维能力的发展。 科学探究： 对于棒撤去外力后减速运动，如何求滑行位移、如何画出安培力与滑行位移之间的图像，需要学生做出有依据的假设，建立模型，预设一些物理量，采用微元思想，选择物理规律并论证结论的正确性。 科学态度与责任： 科学知识是基于一定的观察和推理得到，科学知识在一定程度上具有创造性，科学知识的学习有一定的暂时性，是可以改变的，这些都是渗透科学本质的教育。 （二）教学重点和难点 教学重点： 1．通过建构物理模型，先从宏观上对棒受力分析，再从微观上对电子受力分析，并能从功能关系上分析力做功过程将引起哪些能变化； 2．通过电子在棒里定向移动，学会推理论证两个洛伦兹力分力做功代数和为零，加深洛伦兹力永不做功的思维认识并能认识到洛伦兹力虽不做功，但能传递能量作用。 教学难点： 1．发电机模型里内电路（棒）与外电路（电阻R）中电场力对一个电子做功代数和为零，做功的过程中能量分别如何转化； 2．学会利用微元物理思想，用动量定理处理相关物理问题。
教学过程(表格描述)
教学环节 主要教学活动 设置意图
任务一： 导体棒在恒力作用下从静止开始运动，完成以下两个问题 任务二： 多角度推导棒切割产生的感应电动势并从微观上分析棒内电子运动过程的受力 任务三： 导体棒仅在安培力作用下的减速运动 任务四： 磁场变化时产生感生电动势，分析棒的运动 任务五： 总结提升1 总结提升2 （1）提出问题：一个物体的运动性质是由哪些物理量共同决定的？ （2）分别从电学对象和力学对象对电路和棒进行分析，利用牛顿第二定律分析棒的加速度表达式； （3）展示合力、加速度、速度、感应电动势、、感应电流、以及安培力之间的内在联系。 （1）重点从法拉第电磁感应定律和电动势角度推导棒切割产生的感应电动势，强调通过电子受力平衡推导感应电动势时需要断开外电路； （2）求路端电压时，规范画出等效电源和等效电路； （3）分别从平衡和能量守恒角度推理论证自由电子在棒中定向移动时金属离子对电子的平均阻力大小。 （1）分析并画出导体棒减速运动时的受力，分析安培力做负功时能量如何转化以及内外电阻能量如何分配； （2）在任务二基础上完善电子运动模型，画出电子受到的各力，证明洛伦兹的两个分力做功代数和为零； （3）从功是能量转化的量度，从微观上分析各力做功过程哪些能量会发生转化，如何转化等； （4）通过微元思想分析导体棒所受安培力大小与滑行位移大小之间的关系。 （1）提出问题：导体棒为什么要动，导体棒什么时候开始动； （2）磁场均匀增强时，画出回路中感应电流的方向，分析棒的所受的各力，以及随着时间推移各力分别如何变化等等。 分别从产生原因、表达式、非静电力来源、电动势方向的判断、以及能量转化等角度进行比较动生电动势与感生电动势 围绕单杆模型总结本节课用了哪些物理规律，包括力学和电磁学规范，归纳本节课物理思想方法 通过分析棒的运动性质入手，让学生认识到电磁感应问题最终还是要回归力学规律来解决 多角度推导感应电动势表达式，提高学生对感应电动势形成的认识；另外从微观上对电子沿着棒的长度方向受力分析，为后续分析这些力做功做铺垫 构建物理模型，培养学生科学推理和论证的能力 利用微元思想，培养学生对问题的探究意识 由棒切割变换到磁场变化，导体棒也会发生运动，引发认知冲突，培养学生分析综合以及推理论证能力 通过对比，提升学生两种电动势的认识 回扣主题，突出重点