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1、2020-2021 学年高中物理 第一章 电磁感应 1 电磁感应的发现教案 教科版选修 3-2 电磁感应的发现学情分析学生通过前面磁场的学习，已经知道了电流能够产生磁场，通过初中的学习以及预习已经知道了法拉第发现了磁生电，但是对于磁与电之间更深层次的联系知之甚少，对于其中的发现过程更是不了解。所以本节课让学生认识到探索电磁感应现象的 历史背景是关键。教材分析本节内容是电磁感应的第一节，将法拉第发现电磁感应的这个过程作为单独一节来呈现，目的是为了通过对科学史的学习，培养学生的物理观念、科学思维、科学态度 与方法。教学目标1.2.3.关注电磁感应现象的发现过程，了解相关的物理学史，知道电磁感应、感
2、应电流 的定义，理解产生感应电流的条件。通过重新经历法拉第和其他科学家对磁生电的探索过程，知道科学探究不是一帆 风顺的，必须要有恒心和毅力以及恰当的方法。通过演示实验激发学生对磁生电的兴趣，并初步提出产生感应电流的条件，为后 面一节做准备。教学重难点重点：电磁感应现象的发现过程难点：初步得出感应电流产生的条件 教学过程一、引入新课“隔空传声”实验（请一位同学来合作实验）：手机的耳机接 A 线圈，将 A 线圈放- 1 - / 6- 1 -2020-2021 学年高中物理 第一章 电磁感应 1 电磁感应的发现教案 教科版选修 3-2入 B 线圈中，与 B 线圈相连的小蜜蜂能够发出声音，这是为什么呢
3、？引出：要解释这个现象，就要用到我们接下来这一章电磁感应所要学习的内容。 那什么是电磁感应呢？二、1.新课教学奥斯特发现电生磁1820 年 4 月，奥斯特在作有关电和磁的演讲时，尝试将磁针放在导线的侧面，在接通电源时，发现磁针轻微地晃动了一下。从而发现了电能够产生磁。2.法拉第心系磁生电1821 年，英国著名杂志哲学年鉴邀请英国皇家学院的戴维撰写文章，综述奥斯特发现电生磁一年以来电磁学实验与理论的进展概况。戴维是个大教授， 他把此事交给了他的助手法拉第。这件事促使法拉第开始了电磁学的研究，随着研究的深入，法拉第的思维自 然转换到了电生磁的逆效应磁能否生电。其实对于法拉第，对于磁生电大家在初中的
4、时候就已经非常熟悉了，磁生电是法拉第首先发出的，但是法拉第到底是怎么发现磁生电的呢？课前大家已经阅 读过资料了，下面请大家根据手里边的资料，回答下面几个问题。【问题】（1）为了从实验发现电磁感应现象，法拉第提出了怎样的指导思想？（2）请尝试法拉第在 1825 年所做的两个失败的典型实验，并说明他的实验思 想他利用的是稳定的磁场，还是变化的磁场？（提示：滑动变阻器要接入电路，避免电源被短路）。（3）电磁铁的研究对他发现电磁感应现象有怎样的意义？- 2 - / 6- 2 -2020-2021 学年高中物理 第一章 电磁感应 1 电磁感应的发现教案 教科版选修 3-2（4）之前实验失败的原因是什么？
5、（5）从法拉第发现电磁感应的过程中，你有怎样的感想？【结论】（1）“静态实验千百度，磁生电在暂态处”，电流只产生在磁体与导体相对运动 的瞬间；（2）利用磁场产生电流的现象定名为电磁感应现象，这样产生的电流叫感应电 流；（3）产生感应电流的条件：变化的磁场磁体和导体相对运动；（4）做出一个伟大的发现是如此的困难，其原因在于他要反驳的是一个伟大的原理、一个重要的理论，或者一种已被接受的深人人心的思维模式。每一个发现历程都不是我们现在想象的那样简单，而是在事实和理由的反复比较和斟酌中不断取舍，艰难前进。物理学家的每一次失败、否定和进步，都从一个侧面反映了他们从不屈服的坚强品质和人类理性的执著，这正是
6、我们回顾这段历史的意义所 在。3.其他科学家对电磁感应现象的研究：（1）分组实验：亨利的发现（1830 年 8 月实验）- 3 - / 6- 3 -2020-2021 学年高中物理 第一章 电磁感应 1 电磁感应的发现教案 教科版选修 3-2现象：在闭合开关和断开开关的时候，电流计的指针也发生了微弱的偏转， 现象不明显。解说：当时他的实验现象不是很明显，他希望在发表之前让现象更明显些。但是，一方面，暑假即将结束，沉重的教学负担常常使他无暇顾及急待解决的问题；另一方面，亨利工作在一个条件极差的学校，实验所需的所有东西都要亨利自己制备，设备不足和材料缺乏常常使他不得不中止正在进行的实验，所以关于磁
7、生电的实验被一直搁置了下来。而法拉第当时在最富有研究气氛的英国伦敦电家学会工作，再者，法拉第专职从事研究工作， 他有充裕的时间。因此亨利与第一发现者的身份失之交臂。结论：从某种层面上讲，环境还是很重要的，决定了一个人的起点，影响 了一个人能够到达的高度。（2）演示实验：“跑失良机”的科拉顿（1825 年实验）现象：老师模仿科拉顿插入和拔出磁铁再观察电流计指针并没有发现偏转，但是同学们通过摄像机投影到屏幕已经发现在插入和拔出的瞬间指针发生 了偏转。解说：电流只产生在磁铁插入和拔出与线圈有相对运动的瞬间，虽然科拉顿跑得很快，但是也来不及啊！科拉顿因此没能成为发现磁生电的第一人，这被后来的人们称为“
8、跑失良机”的科拉顿。现在回看科拉顿之所以失败，一方面固然当时仪器很落后，另一方面如果当时他有你们这样小伙伴在隔壁帮 他观察电流计，他肯定会成功！结论：团队很重要；4.电磁感应规律的发现及其对社会发展的意义- 4 - / 6- 4 -（1）（2）2020-2021 学年高中物理 第一章 电磁感应 1 电磁感应的发现教案 教科版选修 3-2理论上：宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。生产及生活中：图片展示：美丽的江津夜景、三峡电站发电机组、变压器、苹果的无线充 电技术结论：电磁感应规律已经广泛的应用于我们的生产和生活之中。5.6.解释“隔空传声”原理手机音乐播放时，手机播放的音乐声音是在变化的，所
9、以手机输出的电流也是变化的，A 线圈产生的磁场也是变化的，当 A 靠近、或者放入 B 线圈中时，这个变化的磁场就会在 B 中产生同步的感应电流，从而使与 B 相连的音响唱出优美的音 乐。听音乐是一件很快乐的事情，但如果自己会演奏音乐，那将是一件更有意思的 事情演示实验“独弦琴”演示 1：加了磁铁后，通过音响能发出更大的声音，实现扩音解说：琴弦是用铜丝作的，拨动琴弦时，琴弦与磁铁之间发了相对运动，从而在琴弦中产生了感应电流，使与琴弦连在一起的扩音器发出了声音。其实这就是电 子琴的原理。但这只能弹出单独的一个音！演示 2：用玻璃棒按压琴弦的不同位置，再弹，演奏小星星解说： 一曲小星星再次送给大家，希望大家和法拉第一样，永远对未知的领域充满好奇心，对知识和真理充满无限的渴求。说到真理，从刚才我们的分析中已经知道，变化的磁场会在线圈中产生感应电流，磁体与导线相对运动时也会- 5 - / 6- 5 -2020-2021 学年高中物理 第一章 电磁感应 1 电磁感应的发现教案 教科版选修 3-2在导线中产生感应电流。我们问问自己，这两种情况一定会产生感应电流吗？感 应电流产生的条件究竟是什么？欲知后事如何，请听下回分解。- 6 - / 6- 6 -
