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划时代的发现教案

课堂教学案　教材　第课（章）、第节（单元）第课时，2008年11月16日

课　题

§4.1划时代的发现

教学模式

学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。

教学

目标

（认识

技能

情感）

（一）知识与技能

1．知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。

2．知道电磁感应、感应电流的定义。

（二）过程与方法

领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。

（三）情感、态度与价值观

1．领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。

2．以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。

教学重

难　点

重点：

知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。

领悟科学探究的方法和艰难历程。

培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。

难点：

领悟科学探究的方法和艰难历程。

培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。

教　具

讲义

板

书

设

计

§4.1划时代的发现

1、奥斯特梦圆“电生磁”

2、法拉第心系“磁生电”

3、实例探究

教　学

环　节

学生学习活动的过程与内容

（按环节设计自学、讨论、实践、探索、训练等内容）

第二案

（二次备课）

（一）引入新课

电荷能够通过“感应”使附近的导体出现电荷，电流能够在其周围“感应”出磁场，那么在磁场能否“感应”出电流呢？

回答是肯定的，这就是电磁感应现象。

我们首先来了解科学家们的探究历程。

［板书课题］划时代的发现

（二）进行新课

1、奥斯特梦圆“电生磁”

引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。

提出以下问题，引导学生思考并回答：

（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？

在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？

（2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？

奥斯特面对失败是怎样做的？

（3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？

用学过的知识如何解释？

（4）电流磁效应的发现有何意义？

谈谈自己的感受。

结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。

（1）许多哲学家提出了各种自然现象之间是相互联系和相互转化的思想。

奥斯特坚信电与磁之间可能存在着某种联系。

而在这之前许多物理学家都坚持认为电与磁是互不相关的。

（2）奥斯特的研究并不是一帆风顺的。

经历了好多次失败，但奥斯特始终没有放弃。

直到1820年4月的一次演讲中他才发现了电流竟使下面的小磁针发生了转动。

也就是电流的磁效应。

（3）奥斯特在1820年4月的一次演讲中，碰巧在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针。

当电源接通时，小磁针发生了转动。

说明电流对小磁针产生了作用，证明电流在其周围产生了磁场。

这就是发现电流磁效应的过程。

通过前面的学习，我们知道，地磁场是南北方向的，小磁针静止时指示南北方向。

通电直导线的磁场方向遵守安培定则。

当导线南北放置时，导线下方的磁场方向沿东西方向，当导线通电后，小磁针受到电流的磁场作用由原来的南北方向转向东西方向。

奥斯特从磁针的偏转，确定电和磁的联系。

也就是电流的磁效应。

（4）电流磁效应的发现揭示了电现象和磁现象之间存在的某种联系。

奥斯特的思维和实践突破了人类对电与磁认识的局限性。

电流磁效应的发现引发了科学认识领域的思考，推动了电磁学的发展。

2．法拉第心系“磁生电”

引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。

提出以下问题

（1）奥斯特发现电流磁效应引发怎样的哲学思考？

法拉第持怎样的观点？

（2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？

法拉第面对失败是怎样做的？

（3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？

（4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的？

之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是什么？

（5）从法拉第探索电磁感应现象的历程中，你学到了什么？

谈谈自己的体会。

结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。

（1）奥斯特发现电流磁效应引发了对称性的普遍思考：

既然电流能够引起磁针的运动，那么磁铁也会使导线产生电流。

法拉第坚信：

磁与电之间也应该有类似的“感应”。

（2）法拉第的研究并不是一帆风顺的。

经历了好多次失败，但法拉第始终没有放弃。

直到1831年8月29日，他苦苦寻找了10年之久的“磁生电“的效应终于被发现了。

（3）法拉第在1822年12月、1825年11月、1828年4月作过三次集中的实验研究，均以失败告终。

原因在于，法拉第认为，既然奥斯特的实验表明有电流就有磁场，那么有了磁场就应该有电流。

他在实验中用的都是恒定电流产生的磁场。

（4）多次失败后，1831年8月29日，法拉第终于发现了电磁感应现象。

他把两个线圈绕到同一个铁环上，如图所示。

一个线圈接电源，一个线圈接“电流表”，在给线圈通电和断电的瞬间，令一个线圈中就出现电流。

之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是：

“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。

（5）法拉第探索电磁感应现象的历程经历了10年之久，经历了大量的失败，但法拉第凭借自己的坚定信念和对科学的执著追求，勇敢地面对失败，一次又一次，最终成功属于坚持不懈的有心人，他成功了。

作为现代的中学生就要学习法拉第不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。

（三）课堂总结

总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

（四）实例探究

☆有关物理学史的知识

【例1】（2004，上海综合）发电的基本原理是电磁感应。

发现电磁感应现象的科学家是（C）

A．安培B．赫兹C．法拉第D．麦克斯韦

【例2】发现电流磁效应现象的科学家是_奥斯特_，发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是_安培，发现电磁感应现象的科学家是法拉第_，发现电荷间相互作用力规律的的科学家是__库仑_。

对概念的理解和对物理现象的认识

【例3】下列现象中属于电磁感应现象的是（B）

A．磁场对电流产生力的作用

B．变化的磁场使闭合电路中产生电流

C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化

D．电流周围产生磁场

作业

布置

教后感

课堂教学案　教材　第4课（章）、第2节（单元）第2课时，2008年11月19日

课　题

§4.2探究电磁感应的产生条件

教学模式

观察法、分析法、归纳法、讲授法

教学

目标

（认识

技能

情感）

（一）知识与技能

1．知道产生感应电流的条件。

2．会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。

（二）过程与方法

学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法

（三）情感、态度与价值观

渗透物理学方法的教育，通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。

举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。

教学重

难　点

重点：

通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。

难点：

感应电流的产生条件。

教　具

条形磁铁（两个），导体棒，示教电流表，线圈（粗、细各一个），学生电源，开关，滑动变阻器，导线若干

板

书

设

计

§4.2探究电磁感应的产生条件

一、实验观察

（1）闭合电路的部分导体切割磁感线

（2）向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出

（3）模拟法拉第的实验

二、结论：

三、实例探究

教　学

环　节

学生学习活动的过程与内容

（按环节设计自学、讨论、实践、探索、训练等内容）

第二案

（二次备课）

（一）引入新课

本节课我们就来探究电磁感应的产生条件。

（二）进行新课

1、实验观察

（1）闭合电路的部分导体切割磁感线

如图4.2-1所示。

演示：

导体左右平动，前后运动、上下运动。

观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表1中。

学生：

观察实验，记录现象。

表1

导体棒的运动

表针的摆动方向

导体棒的运动

表针的摆动方向

向右平动

向左

向后平动

不摆动

向左平动

向右

向上平动

不摆动

向前平动

不摆动

向下平动

不摆动

结论：

只有左右平动时，导体棒切割磁感线，有电流产生，前后平动、上下平动，导体棒都不切割磁感线，没有电流产生。

还有哪些情况可以产生感应电流呢？

（2）向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出

演示：

如图4.2-2所示。

把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，从线圈中拔出，或静止地放在线圈中。

观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表2中。

学生：

观察实验，记录现象。

表2

磁铁的运动

表针的摆动方向

磁铁的运动

表针的摆动方向

N极插入线圈

向右

S极插入线圈

向左

N极停在线圈中

不摆动

S极停在线圈中

不摆动

N极从线圈中抽出

向左

S极从线圈中抽出

向右

结论：

只有磁铁相对线圈运动时，有电流产生。

磁铁相对线圈静止时，没有电流产生。

（3）模拟法拉第的实验

演示：

如图4.2-3所示。

线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流表连接，把线圈A装在线圈B的里面。

观察以下几种操作中线圈B中是否有电流产生。

把观察到的现象记录在表3中。

学生：

观察实验，记录现象。

表3

操作

现象

开关闭合瞬间

有电流产生

开关断开瞬间

有电流产生

开关闭合时，滑动变阻器不动

无电流产生

开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片

有电流产生

结论：

只有当线圈A中电流变化时，线圈B中才有电流产生。

3、归纳总结

大家回想一下什么是磁通量？

写出计算公式和它的单位。

说出磁通量的物理意义以及引起磁通量变化的因素。

（1）一个面积为S的平面垂直一个磁感应强度为B的匀强磁场放置，则B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量。

（2）公式：

Ф=B·S

（3）单位：

韦伯（Wb） 1Wb=1T·1m2=1V·s

（4）物理意义：

磁通量表示穿过这个面的磁感线条数。

对于同一个平面，当它跟磁场方向垂直时，磁场越强，穿过它的磁感线条数越多，磁通量就越大。

当它跟磁场方向平行时，没有磁感线穿过它，则磁通量为零。

（5）磁场变化、面积变化都会引起磁通量的变化。

电磁感应现象产生的条件可以概括为：

只要穿过闭合电路的磁通量变化，闭合电路中就有感应电流产生。

（三）实例探究

关于磁通量的计算

【例1】如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中有一面积为S的矩形线圈abcd，垂直于磁场方向放置，现使线圈以ab边为轴转180°，求此过程磁通量的变化？

关于电磁感应现象产生的条件

【例2】在图所示的条件下，闭合矩形线圈中能产生感应电流的是（）

关于电磁感应现象的实际应用

【例3】如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图。

铁芯上有两个线圈A和B。

线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合回路。

在断开开关S的时候，弹簧E并不能立即将衔铁D拉起，因而不能使触头C（连接工作电路）立即离开，过一段时间后触头C才能离开，延时继电器就是这样得名的。

试说明这种继电器的原理。

C．磁通密度越大，磁感应强度越大

D．磁感应强度在数值上等于1m2的面积上穿过的最大磁通量

2.下列单位中与磁感应强度的单位“特斯拉”相当的是（）

A．Wb/m2B．N/A·m

C．kg/A·s2D．kg/C·m

作业

布置

书面完成P8“问题与练习”第5、6、7题；思考并回答第1、2、3、4题。

教后感

课堂教学案　教材　第4课（章）、第3节（单元）第3课时，2008年11月21日

课　题

§4.3楞次定律

（1）

教学模式

发现法，讲练结合法

教学

目标

（认识

技能

情感）

（一）知识与技能

1．掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向。

2．培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。

（二）过程与方法

通过应用楞次定律判断感应电流方向，培养学生应用物理规律解决实际问题能力。

（三）情感、态度与价值观

在本节课的学习中，同学们直接参与物理规律的发现过程，体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受。

教学重

难　点

重点：

1．应用楞次定律判断感应电流的方向。

2．利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。

难点：

楞次定律的理解及实际应用。

教　具

干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。

板

书

设

计

§4.3楞次定律

（1）

1、楞次定律

2、楞次定律的应用

3、实例探究

教　学

环　节

学生学习活动的过程与内容

（按环节设计自学、讨论、实践、探索、训练等内容）

第二案

（二次备课）

（一）引入新课

［演示］按下图将磁铁从线圈中插入和拔出，引导学生观察现象，提出：

①为什么在线圈内有电流？

②插入和拔出磁铁时，电流方向一样吗？

为什么？

③怎样才能判断感应电流的方向呢？

本节我们就来学习感应电流方向的判断方法。

（二）进行新课

1、楞次定律

［实验目的］研究感应电流方向的判定规律。

［实验步骤］

（1）按右图连接电路，闭合开关，记录下G中流入电流方向与电流表G中指针偏转方向的关系。

（如电流从左接线柱流入，指针向右偏还是向左偏?

）

（2）记下线圈绕向，将线圈和灵敏电流计构成通路。

（3）把条形磁铁N极（或S极）向下插入线圈中，并从线圈中拔出，每次记下电流表中指针偏转方向，然后根据步骤

（1）结论，判定出感应电流方向，从而可确定感应电流的磁场方向。

根据实验结果，填表：

磁铁运动情况

N极下插

N极上拔

S极下插

S极上拔

磁铁产生磁场方向

线圈磁通量变化

感应电流磁场方向

问题：

N极向下插入线圈中，磁铁在线圈中产生的磁场方向如何?

（磁铁在线圈中产生的磁场方向向下。

）

问题：

在这种情况下，通过线圈的磁通量如何变化?

（磁通量增加。

）

问题1：

感应电流的方向如何?

问题2：

感应电流的磁场方向如何?

（感应电流的磁场方向向上。

）

问题3：

再把该磁铁从线圈中拔出时，磁铁在线圈中产生磁场方向如何?

（磁铁在线圈中产生的磁场方向向下。

）

问题4：

磁铁拔出时，通过线圈的磁通量如何变化?

（通过线圈的磁通量减小。

）

问题5：

感应电流的方向如何?

（感应电流的方向如图所示。

）

问题6：

感应电流的磁场方向如何?

（感应电流的磁场方向向下。

）

问题7：

S极向下插入线圈中，情况怎样呢?

1、磁铁在线圈中产生的磁场方向向上。

2、通过线圈的磁通量增加。

3、感应电流的方向如图所示。

4、感应电流的磁场方向向下。

问题8：

再把S极从线圈中拔出时，情况如何?

1、磁铁在线圈中产生的磁场方向向上。

2：

通过线圈的磁通量减小。

3：

感应电流的方向如图所示。

4：

感应电流的磁场方向向上。

问题9：

通过上面的实验，同学们发现了什么?

1：

当磁铁移近或插入线圈时，线圈中感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当磁铁离开线圈或从线圈中拔出时，线圈中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。

2：

当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。

3：

当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场阻碍磁通量增加；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场阻碍磁通量减少。

总结：

感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，这就是楞次定律。

说明：

（1）“阻碍”并不是“阻止”，一字之差，相去甚远。

要知道原磁场是主动的，感应电流的磁场是被动的，原磁通仍要发生变化，感应电流的磁场只是起阻碍变化而已。

（2）楞次定律判断感应电流的方向具有普遍意义。

在磁体靠近（或远离）线圈过程中，都要克服电磁力做功，克服电磁力做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程。

正是“阻碍”的形成产生了电磁感应现象。

2、楞次定律的应用

应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤：

（1）明确原磁场的方向。

（2）明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。

（3）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。

（4）利用安培定则确定感应电流的方向。

1、开关断开前，线圈M中的电流在线圈N中产生的磁场方向向哪？

2、开关断开瞬间，线圈N中磁通量如何变化?

3：

线圈N中感应电流的磁场方向如何？

4：

线圈N中感应电流的方向如何？

5：

利用楞次定律判定感应电流方向的思路可以概括为以下框图。

1、线圈ABCD所在处磁场方向向哪？

2：

感应电流的磁场方向向哪？

3：

穿过线圈ABCD的磁通量应如何变化？

4：

线圈ABCD应向哪个方向平移？

（三）课堂总结、点评

（四）实例探究

楞次定律的应用

【例1】如图所示，试判定当开关S闭合和断开瞬间，线圈ABCD的电流方向。

（忽略导线GH的磁场作用）

【例2】如图所示，当条形磁铁突然向闭合铜环运动时，铜环里产生的感应电流的方向怎样？

铜环运动情况怎样？

【例3】如图所示，固定于水平面上的光滑平行导电轨道AB、CD上放着两根细金属棒ab、cd.当一条形磁铁自上而下竖直穿过闭合电路时，两金属棒ab、cd将如何运动？

磁铁的加速度仍为g吗？

作业

布置

教后感

课堂教学案　教材　第课（章）、第节（单元）第课时，2008年11月25日

课　题

§4.3楞次定律

（2）

教学模式

发现法，讲练结合法

教学

目标

（认识

技能

情感）

（一）知识与技能

1．能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向

2．掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。

（二）过程与方法

通过应用楞次定律判断感应电流方向，培养学生应用物理规律解决实际问题能力。

（三）情感、态度与价值观

在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。

教学重

难　点

重点：

1．应用楞次定律判断感应电流的方向。

2．利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。

难点：

楞次定律的理解及实际应用。

教　具

干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。

板

书

设

计

§4.3楞次定律

（2）

1、楞次定律的应用

2．右手定则

教　学

环　节

学生学习活动的过程与内容

（按环节设计自学、讨论、实践、探索、训练等内容）

第二案

（二次备课）

（一）引入新课

1、楞次定律的应用

应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤：

（1）明确原磁场的方向。

（2）明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。

（3）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。

（4）利用安培定则确定感应电流的方向。

2．右手定则

当闭合电路的一部分做切割磁感线运动时，如何应用楞次定律判定感应电流的方向呢？

如图所示，光滑金属导轨的一部分处在匀强磁场中，当导体棒AB向右匀速运动切割磁感线时，判断AB中感应电流方向。

1：

当AB棒向右切割磁感线时，感应电流方向如何？

2：

如果磁通量的变化是由导体切割磁感线引起的，感应电流的方向可以由右手定则来判断。

右手定则的内容：

伸开右手让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。

3、用右手定则重做例3，看结果是否一样？

说明：

右手定则实际上是楞次定律的一种具体表现形式，它们在本质上是一致的。

只不过导体切割磁感线时，用右手定则判断感应电流方向更方便。

练习：

1.如图所示，有一固定的超导圆环，在其右端放一条形磁铁，此时圆环中无电流，当把磁铁向右方移走时，由于电磁感应，在超导圆环中产生了一定的电流.则以下判断中正确的是（）

A.此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流继续维持

B.此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流很快消失

C.此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流很快消失

D.此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流继续维持

2．如图所示，一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向分别为（）

A.逆时针方向,逆时针方向

B.逆时针方向,顺时针方向

C.顺时针方向,顺时针方向

D.顺时针方向,逆时针方向

3．如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形线框，当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框ab将（）

A.保持静止不动

B.逆时针转动

C.顺时针转动

D.发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向

作业

布置

完成“问题与练习”

教后感

课堂教学案　教材　第4课（章）、第5节（单元）第6课时，2008年12月6日

课　题

§4.5电磁感应定律的应用

教学模式

观察法、分析法、归纳法、讲授法

教学

目标

（认识

技能

情感）

（一）知识与技能

1．知道感生电场。

2．知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。

（二）过程与方法

增强对两种电动势的认知深度，同时提高学习物理的兴趣。

（三）情感、态度与价值观

通过对相应物理学史的了解，培养热爱科学、尊重知识的良好品德。

教学重

难　点

重点：

感生电动势与动生电动势的概念。

难点：

对感生电动势与动生电动势实质的理解。

教　具

板

书

设

计

§4.5电磁感应定律的应用

1、感应电场与感生电动势

2、洛伦兹力与动生电动势

教　学

环　节

学生学习活动的过程与内容

（按环节设计自学、讨论、实践、探索、训练等内容）

第二案

（二次备课）

（一）引入新课

问题1：

我们在恒定电流一章中学过电源和电动势。

大家回顾一下，什么是电源？

什么是电动势？

1：

电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。

2：

如果电源移送电荷q时非静电力所做的功为W，那么W与q的比值

，叫做电源的电动势。

用E表示电动势，则：

问题2：

电源有好多种，比如干电池、手摇发电机等。

请分别说出这些电源中的非静电力作用和能量转化情况。

（干电池中的非静电力是化学作用，把化学能转化为电能；手摇发电机的非静电力是电磁作用，把机械能转化为电能。

）

问题3：

不同的电源，非静电力可能不同，但从能量转化的角度看，他们所起的作用是相同的，都是把其他形式能转化为电能。

从这个角度看，电源的电动势所描述的物理意义是什么？

请举例说明。

（电动势描述了电源把其他形式能转化为电能的本领，即表征非静电力对自由电荷做功的本领。

不如，干电池的电动势是1.5V，表示把1C正电荷从电源负极搬到正极，非静电力做功1.5J，而蓄电池电动势是2.0V，表示把1C正电荷从电源负极搬到正极，非静电力做功2.0J，我们说蓄电池把化学能转化为电能的本领比干电池大。

）

在电磁感应现象中，要产生电流，必须有感应电动势。

这种情况下，哪一种作用扮演了非静电力的角色呢？

下面我们就来学习相关的知识。

（二）进行新课

1、感应电场与感生电动势

看书本图，穿过闭会回路的磁场增强，在回路中产生感应电流。

是什么力充当非静电力使得自由电荷发生定向运动呢？

英国物