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1、高二教材分析与教学建议,江苏省太仓高级中学 王永元 2007/8/14 苏州,电磁感应1.划时代的发现,教材内容的展开思路大致为 奥斯特梦圆“电生磁”： 电和磁间似无关 转化思想生猜想 几经研究仍未果 机遇青睐局限破 法拉第心系“磁生电”： “电可生磁”震欧陆 对称思考创新路 静态实验千百度 “磁生电”在暂态处,科学家的思考、研究时的迷失与最后成功 是过程与方法、情感、态度与价值观教育的难得素材,（1）关于科学史情景的探究,常见的探究教学形式有三种： 一是实验探究；二是理论探究；三是科学史情景的探究。,科学史情景的探究三个典型案例： 一是伽利略对自由落体运动的研究（见必修1第二章第5节）；二是
2、牛顿关于万有引力定律的发现（见必修2第七章第2、3节）； 三是法拉第的划时代的发现电磁感应现象。,科学史情景的探究教学要求体验和学习科学思维方法 科学史情景探究的教学设计重蹈关键性步子,（2）回眸与启迪：法拉第发现电磁感应的过程,课题的提出：统一的信念，对称的思想 失败的启迪：突破传统，才能创新 成功的诀窍：不懈的努力，敏锐的洞察力,纵观法拉第的发现过程，大致可分为四个阶段：对称思考创新路 思维定势遭挫折 偶然成功却迷茫 不懈追求得真谛。,伟大的法拉第：献身科学，淡泊名利,（3）“法拉第心系磁生电”的教学设计,背景介绍 设置问题 设计实验 交流评价 初始假设 未果实验 突破 领悟 析因 概括
3、界定 引申 启迪 问题,（4）关于偶然发现和机遇,“众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在，灯火阑珊处” “踏破铁鞋无觅处，得来全不费功夫” “机遇只偏爱有准备的头脑”,2探究电磁感应的产生条件,探究感应电流的产生条件，从实验观察本身来看并不难，难的是在实验观察的基础上，如何“理出头绪”、“分析论证”和“归纳结论”。 即如何从观察到的有关电磁感应的现象、推出电磁感应产生的一般条件，这既是本节课教学的重点，也是本节课教学的难点，还是能力培养和方法论教育的着力点。,（1）本节课三个实验的观察重点不同 实验1（图4.2-1所示实验）导线切割磁感线 实验2（图4.2-2所示实验） 相对运动 实验3（图4.
4、2-3所示实验） 磁场变化,（2）关于分析论证，归纳结论，得出电磁感应产生条件的教学建议,“猜想反驳” 归纳和演绎,教学片断,当闭合电路与磁铁间相对运动时尝试性理论1,当闭合电路所在处磁场的强弱发生变化时，闭合电流中就会产生感应电流。尝试性理论2,磁场强弱B“未变”，闭合电路包围面积S“变” 也能产生电磁感应现象尝试性理论3,新的问题： 对“尝试性理论2”“尝试性理论3”，能否做进一步概括？ 怎样概括？ 尝试性理论2：闭合电路包围面积S不变；磁场强弱B变化 尝试性理论3：闭合电路包围面积S变化；磁场强弱B不变 两个因素：面积S和磁场强弱B； 是否有一个物理量也包含这两个要素 ？,电磁琴,教学片
5、断,案例3愣次定律,愣次定律是本章教学的重点和难点。其原因有：一是涉及的因素多（磁场方向、磁通量变化、线圈绕向、电流的不同流向等），关系复杂；二是规律比较隐蔽；其抽象性和概括性很强。,（1）愣次定律的得出,利用“中介（中间量）”研究或表述问题的方法值得注意,（2）对愣次定律的理解, 明确各个物理量之间的关系 正确理解“磁通量的变化” 正确理解愣次定律中“阻碍”的含义,帮助学生理解愣次定律中“阻碍” 含义的问题链, 从能量守恒角度看愣次定律,教学片段,“楞次定律”探究性教学 选好仪器、接好电路之后,学生分组做实验。,初步结论：有的得到原磁场的方向与感应电流的磁场方向相同,而有的却得出相反的结论。
6、 什么时候原磁场的方向与感应电流的磁场方向相同?什么时候原磁场的方向与感应电流的磁场方向相反?,4法拉第电磁感应定律,本节教学的重点是法拉第电磁感应定律，难点是对磁通量的变化及磁通量的变化率的理解。,感应电动势概念的建立 引入 ； 比较 ； 实例 建立感应电动势这一概念思路可以归纳为： 电磁感应现象电流感应电流电源感应电动势。,教学片断1：构建“影响感应电动势大小的因素”猜想的教学设计,问题1：在图11所示实验中，电流表指针偏转原因是什么？ 问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？ 问题3：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同？,图 11 条
7、形磁铁插入线圈,猜想 检验 进一步的猜想,教学片断2：“法拉第电磁感应定律”量化研究的教学设计,图 12,教学片断3：“法拉第电磁感应定律”量化研究的教学设计,图 14,5电磁感应规律的应用,本节介绍了两种不同的电动势感生电动势和动生电动势，并对其形成原因作了初步的探讨。,（1）感生电场与感生电动势的教学,从“一般”到“特殊”的教学思路,（2）洛伦兹力与动生电动势的教学,从“一般”到“特殊”的教学思路,洛伦兹力与动生电动势的具体关系 在问题链后再增加一个问题：“导体切割磁感线时所产生的电动势，哪些作用充当了非静电力？” 引导学生从洛伦兹力的角度推导计算动生电动势大小的表达式。 在中学物理教学中
8、可按三种不同的思路推导动生电动势计算式：一是用法拉第电磁感应定律推导；二是从动生电动势产生与洛伦兹力关系的角度推导；三是从能量转化与守恒的角度推导。,6互感和自感,互感现象和自感现象都是电磁感应现象的特例。 互感电动势和自感电动势都是感应电动势，把感应电动势区分为“互感电动势”和“自感电动势”的着眼点在于产生电动势的原因来自于自身还是外部，这种区分的重要性还在于它们具有实际的应用价值。,（1）互感现象的教学 教学中，注意做好课本图4.12所示的实验（即法拉第发现电磁感应现象的第一个实验），是同学对互感现象有一个感性认识，并明确互感现象的存在。 加深学生对互感现象的了解：教学中还可利用可拆变压器
9、，自己绕制原、副线圈进行实验，并使副线圈电路中的灯泡发光；或者利用收音机中的“磁性天线”演示。 关于互感现象的应用及防止，教师可再收集一些这方面的实例，介绍给学生。,（2）自感现象的教学 基本思路是：先做演示实验，观察实验现象，然后运用电磁感应的有关规律（主要是愣次定律）对实验现象进行分析，使学生了解自感现象产生的原因和理解自感电动势的作用。这样展开教学，思路清晰、易于被学生接受。 值得说明的是，自感现象的教学也可按侧重于“理论探究”的思路进行设计先不做实验，而是分别从分析（通电自感和断电自感）实验的电路入手，提出问题，再引导学生运用已学过的电磁感应有的关规律进行理论探究，对可能产生的实验现象
10、作出预测，然后再用实验加以验证这种设计适于基础好的学生，既有利于提高他们分析问题的能力，又有助于对自感产生物理原因的深入理解。,教学片断,7涡流 关于涡流几个实验,关于涡流几个实验,制作：将铜棒折成一个秋千架；在秋千架的横梁上焊接两只用细铜丝做成的悬线环，然后将秋千架穿入木板上的两个小孔，上下用螺母固定；截取雪糕棒长度的12，在其一面的中点用粘合剂粘接磁铁，另一面的中点则粘接一个用卡纸画制的小动物、雪糕棒（荡板）的两端各钻一小孔； 剪两条细线，一端打结后穿过小孔，另一端系一只自制的小钩，将两钩勾在悬线环上； 用粘合剂把铜板与物理小车的车面粘合在一起。,可以先将该实验装置进行改装：将分别是闭合与
11、断开的两个铝环水平置于横梁杆子的两端（即圆环孔朝上）这样条形磁铁上下插入环圈，这样铝环受很小的力就可以上下偏转（类似于跷跷板）。这样便于学生观察。 演示：用磁铁插入、拔出断环B时，并增加其插拔的次数，（尽量是插拔的频率与铝环摆动的频率相同，以达到共振的效果）发现，断开的铝环B也随着磁铁摆动起来，振幅超过1cm。 让学生和以前的知识形成冲突。寻找原因。 原因：断开的B环发生的运动主要是由于感应涡流而引起的。,）,电磁阻尼,电磁驱动,教学片断,思考讨论：在分析、讨论的基础上引入“电磁阻尼”的概念。 新的问题：为什么微安表在运输过程中应该把它的两个接线柱连在一起？ 此后，再引导学生进行“思考与讨论”栏目的内容分析线圈骨架的作用。,教师介绍：一种检测微安表内部是否断路的简易实验方法。 学生活动：如图13所示，检测微安表内部是否存在断路故障（做一做）。 提出问题：为什么能用这种方法能检测微安表的内部是否断路？,谢谢,