【課件】物理新教材2019選擇性必修2教材解讀

1、普通高中教科書物理選擇性必修第二冊教材介紹本冊教材總體安排01要落實課程標準四個方面的內(nèi)容磁場第一章 安培力與洛倫茲力電磁感應(yīng)及其應(yīng)用第二章 電磁感應(yīng) 第三章 交變電流電磁振蕩與電磁波第四章 電磁振蕩與電磁波傳感器第五章 傳感器本冊教材總體安排01核心素養(yǎng)通過安培力與洛倫茲力的學(xué)習(xí)進一步認識場的概念。通過對感應(yīng)電流等相關(guān)問題的科學(xué)探究，強調(diào)對實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果進 行歸納推理的方法。了解電磁感應(yīng)定律、楞次定律等電磁學(xué)基本規(guī)律在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。 了解電磁振蕩的過程、交變電流的產(chǎn)生原理和方式以及高壓輸電、變壓器等的原理，認識常用傳感器的基本原理和簡單的控制電路。深入認識物理學(xué)對 現(xiàn)代生活和科技社會

2、發(fā)展的促進作用。本冊教材總體安排01課程結(jié)構(gòu)原教科書3-1選擇性必修第二冊2020/8/3原選修3-2選擇性必修第二冊2020/8/3原選修3-2選擇性必修第二冊2020/8/3選擇性必修第二冊原選修3-42020/8/3原選修3-2選擇性必修第二冊第一章 安培力與洛倫茲力 概述02課程標準的要求通過實驗，認識安培力。能判斷安培力的方向，會計算安培力的 大小。了解安培力在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。通過實驗，認識洛倫茲力。能判斷洛倫茲力的方向，會計算洛倫 茲力的大小。能用洛倫茲力分析帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動。了解帶電 粒子在勻強磁場中的偏轉(zhuǎn)及其應(yīng)用。第一章 安培力與洛倫茲力 概述02本章教材結(jié)構(gòu)第

3、一章 安培力與洛倫茲力磁場對通電導(dǎo)線的作用力磁場對運動電荷的作用力帶電粒子在勻強磁場中的運動質(zhì)譜儀與回旋加速器第一章 安培力與洛倫茲力選擇性必修第二冊磁場 磁感線磁感應(yīng)強度 磁通量第十三章 電磁感應(yīng)與電磁波初步必修第三冊磁場的概念，研究 磁場的工具安培力的方向、大 小及應(yīng)用洛倫茲力的方向、 大小及應(yīng)用1. 磁場對通電導(dǎo)線的作用力磁場對運動電荷的作用力帶電粒子在勻強磁場中的運動質(zhì)譜儀與回旋加速器本章知識結(jié)構(gòu)如下圖所示。本章在必修第三冊介紹磁場知識的基礎(chǔ)上，進一步介紹磁場與通電導(dǎo)線、帶 電粒子之間的相互作用。本章共4節(jié)，第1節(jié)和第2節(jié)按照先講宏觀、后講微觀的 順序分別介紹了安培力、洛倫茲力。第3節(jié)

4、介紹了帶電粒子在勻強磁場中的運動 規(guī)律，第4節(jié)以質(zhì)譜儀與加速器為例介紹了前面所講的概念規(guī)律的應(yīng)用。第一章 安培力與洛倫茲力 概述02核心素養(yǎng)1.物理觀念教材中安排的安培力和洛倫茲力的內(nèi)容，是學(xué)生繼續(xù)從場的觀點認識 相互作用的好素材。教材在編寫時一方面注意幫助學(xué)生準確地把握概念、 規(guī)律的內(nèi)涵，另一方面注重加強對概念、規(guī)律的靈活應(yīng)用,以便將相關(guān)核心 概念與規(guī)律建立聯(lián)系，進一步提煉和升華，形成科學(xué)的物理觀念。第一章 安培力與洛倫茲力 概述02物理觀念如在研究安培力時指出“磁場、安培力的問題，在很多方面都與電場、庫侖 力的問題相似”。同時又指出，安培力與庫侖力的區(qū)別。一方面幫助學(xué)生建立新知與舊知的聯(lián)系

5、，另一方面指出它們的關(guān)鍵不同。講 完洛倫茲力之后,教材又不失時機地提到，通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力，實 際是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。第一章 安培力與洛倫茲力 概述02核心素養(yǎng)2.科學(xué)思維教材注意活動的編排，引導(dǎo)學(xué)生運用科學(xué)思維方法，從定性和定量兩個方面對 相關(guān)問題進行科學(xué)推理，找出規(guī)律，最后形成結(jié)論。以問題串的形式引發(fā)學(xué)生的思考，為進一步學(xué)習(xí)指明方向。進而通過分析實驗 現(xiàn)象，定性地了解并歸納出洛倫茲力的方向。第一章 安培力與洛倫茲力 概述02核心素養(yǎng)3.科學(xué)探究教材在呈現(xiàn)知識時關(guān)注學(xué)生獲取知識的過 程，注意為學(xué)生的自主探究搭建平臺，以增強 科學(xué)探究能力。第一章 安培力與洛倫茲力 概述02核心素養(yǎng)

6、4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任專設(shè)一節(jié)“質(zhì)譜儀與回旋加速器”，作為帶電粒子在勻強磁場中運動的知識在 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中廣泛應(yīng)用的實例。在編排時尤其注意通過問題串的設(shè)置，激發(fā)學(xué)生 學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心與求知欲，讓學(xué)生在自主解決問題中獲得成就感，在緊密 聯(lián)系實際中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。第一章 安培力與洛倫茲力 具體說明03第一章 安培力與洛倫茲力磁場對通電導(dǎo)線的作用力磁場對運動電荷的作用力帶電粒子在勻強磁場中的運動質(zhì)譜儀與回旋加速器第1節(jié)磁場對通電導(dǎo)線的作用力1. 問題引入教科書通過演示實驗，讓學(xué)生觀察到導(dǎo) 體棒受力后向左或向右運動，受力的方向與 磁感應(yīng)強度的方向和電流的方向有什么樣的 關(guān)系呢？力的大小又與哪些因

7、素有關(guān)呢？帶 著這些問題開始這節(jié)課的學(xué)習(xí)。2.磁場對通電導(dǎo)線的作用力在必修第三冊中，為了定義磁感應(yīng)強度，在電流方向與磁場方向垂直的 情況下，讓學(xué)生初步認識了磁場對通電導(dǎo)線的作用力。實際教學(xué)中，常有學(xué) 生誤以為安培力、電流、磁感應(yīng)強度三者的方向一定是兩兩垂直的。因此， 要讓學(xué)生弄清安培力的方向，關(guān)鍵是要求學(xué)生能看懂立體圖，熟悉各種角度 的側(cè)視圖、俯視圖和剖面圖。第1節(jié)磁場對通電導(dǎo)線的作用力第1節(jié)磁場對通電導(dǎo)線的作用力教材安排了一個“思考與討論”欄目，“當通電導(dǎo)線中的電流方向與磁場方 向既不垂直也不平行時，我們應(yīng)該如何計算安培力呢？”以此激發(fā)學(xué)生思考，然 后教材提醒學(xué)生運用已經(jīng)掌握的矢量分解的方法

8、，將磁場分解為與電流方向平行 的分量和與電流方向垂直的分量，然后分別研究這兩個分量的作用。在學(xué)習(xí)洛倫茲力時，又一次用到這種方法，這里實際上承襲了力學(xué)中已經(jīng)應(yīng) 用多次的方法。教材希望通過這樣的編排，能幫助學(xué)生在遇到復(fù)雜問題時找到抓 住事物本質(zhì)、化繁為簡的解決思路。課程標準要求“了解安培力 在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用?！苯滩慕?紹了安培力的應(yīng)用“磁電式 電流表”，并在科學(xué)漫步中簡略 地介紹了安培的貢獻。第1節(jié)磁場對通電導(dǎo)線的作用力1.引導(dǎo)學(xué)生建立洛倫茲力與安培力的聯(lián)系教材開始就提出了一個問題“磁場對運動電荷有作用力嗎？如果有， 力的方向和大小又是怎樣的呢？”從這個問題開始，就注意引導(dǎo)學(xué)生建立 洛倫茲力與安

9、培力的聯(lián)系。在全文的編排時，尤其注意沿用這種思路，不 管是判定洛倫茲力的方向，還是推導(dǎo)洛倫茲力的公式。建議教師也應(yīng)該考 慮充分信任學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，搭建合適的腳手架，提供合適的引導(dǎo)， 讓學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)。第2節(jié) 磁場對運動電荷的作用力第2節(jié) 磁場對運動電荷的作用力在介紹洛倫茲力時，也不是簡單地陳述其推導(dǎo)過程，而是安排了一個“思 考與討論”欄目，首先幫學(xué)生建立一個物理模型，然后給學(xué)生提出自主學(xué)習(xí)的 任務(wù)，并進一步建議學(xué)生沿教材提示的邏輯線索進行思考。適當點撥，激發(fā)學(xué) 生的思考，讓學(xué)生通過理論探究，得到結(jié)論。第2節(jié) 磁場對運動電荷的作用力1. 帶電粒子在勻強磁場中的運動教材在本節(jié)先以一個問題引入

10、，讓學(xué) 生自己猜測帶電粒子在勻強磁場中的運動 徑跡，并給出猜測依據(jù)。然后教材細致地 分析了帶電粒子做勻速圓周運動的原因， 再用學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的知識推導(dǎo)帶電粒子做 勻速圓周運動的半徑和周期，得到定量的 結(jié)果。第3節(jié) 帶電粒子在勻強磁場中的運動2.帶電粒子在勻強磁場中運動的 演示實驗為了便于學(xué)生理解所得的規(guī)律， 教材安排了一個演示實驗。這樣就對 帶電粒子在勻強磁場中的運動有了一 個從定性到定量，并進行實驗驗證， 形成物理圖景的完整認識過程。第3節(jié) 帶電粒子在勻強磁場中的運動3.帶電粒子在勻強磁場中運動的例題教科書還安排了一個例題，計算一個帶電粒子在勻強磁場中所受的重力和 洛倫茲力的大小之比。由此讓學(xué)

11、生了解，帶電粒子在磁場中運動時，洛倫茲力 遠大于重力，在這種情況下，重力作用的影響可以忽略。以便為后續(xù)的質(zhì)譜儀 和回旋加速器等分析受力問題打下基礎(chǔ)。第3節(jié) 帶電粒子在勻強磁場中的運動1. 質(zhì)譜儀問題引入本節(jié)課以質(zhì)譜儀和回旋加速器為例，介紹了帶電粒子在勻強磁場中運動規(guī)律 的重要應(yīng)用。在編寫時注意從問題需求引入，逐步發(fā)現(xiàn)問題，進而應(yīng)用知識逐一 解決問題。例如，教材在開始就設(shè)計了一個問題，“在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中， 常需要將一束帶等量電荷的粒子分開，以便知道其中所含物質(zhì)的成分。利用所學(xué) 的知識，你能設(shè)計一個方案，以便分開電荷量相同、質(zhì)量不同的帶電粒子嗎？” 以此引導(dǎo)學(xué)生去思考，進行方案的設(shè)計。第4節(jié)

12、 質(zhì)譜儀與回旋加速器根據(jù)生產(chǎn)實際 提出問題，利 用前面學(xué)到的 物理知識尋求 解決方案。2.通過問題串引領(lǐng)學(xué)生進行深入的思考在編寫“回旋加速器”時則安排了一系列相關(guān)問題，如“然而產(chǎn)生過高的電 壓在技術(shù)上是很困難的，于是人們就會進一步設(shè)想，能不能采用多次（多級）加 速的方法呢？”“如果帶電粒子在一次加速后又轉(zhuǎn)回來被第二次加速，如此往復(fù) 轉(zhuǎn)圈圈式地被加速，加速器裝置所占的空間不是會大大縮小嗎？”以引領(lǐng)學(xué) 生進行深入的思考，培養(yǎng)靈活運用知識的創(chuàng)新能力。第4節(jié) 質(zhì)譜儀與回旋加速器第二章 電磁感應(yīng)概述04課程標準的要求探究影響感應(yīng)電流方向的因素，理解楞次定律。通過實驗，理解法拉第電磁感應(yīng)定律。通過實驗，了

13、解自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象。能舉例說明自感現(xiàn)象和渦 流現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用?！袄斫夥ɡ陔姶鸥袘?yīng)定律”調(diào)整為“通過實驗，理解法拉第電磁感應(yīng) 定律”第二章 電磁感應(yīng) 概述04本章教材結(jié)構(gòu)楞次定律法拉第電磁感應(yīng)定律渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動互感和自感必修3已經(jīng)講述了電磁感應(yīng)現(xiàn)象、感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件，在此基礎(chǔ)上，選 擇性必修2從楞次定律開始，進一步研究電磁感應(yīng)的規(guī)律。第1節(jié)通過實驗探究影響感應(yīng)電流方向的因素，闡述楞次定律的內(nèi)容。前 面都是從感應(yīng)電流角度來認識電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這是認識電磁感應(yīng)現(xiàn)象的第一 個階段。第2節(jié)“法拉第電磁感應(yīng)定律”，從感應(yīng)電流深入到感應(yīng)電動勢來理解電 磁感應(yīng)現(xiàn)象，這是第二個階段。它的核

14、心內(nèi)容是法拉第電磁感應(yīng)定律:第3節(jié)介紹了渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動，前面研究的是電路中的電 磁感應(yīng)現(xiàn)象，渦流是導(dǎo)體塊中的感應(yīng)電流。第4節(jié)“互感和自感”，闡述 了兩種具體的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，特別是自感現(xiàn)象的特點及應(yīng)用。在第3節(jié)、第4節(jié)中還介紹了產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的兩種非靜電力的來源， 即洛倫茲力和感生電場力，它揭示了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)，這是認識電 磁感應(yīng)現(xiàn)象的第三個階段。注意揭示電磁感應(yīng)現(xiàn)象的物理本質(zhì)。在必修3教科書已介紹了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的特征是閉合電路中出現(xiàn)了感應(yīng)電 流，條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。需要注意，電磁感應(yīng)現(xiàn)象是在 變化、運動過程中出現(xiàn)的效應(yīng)，雖然引起感應(yīng)電流的各種變化、運動的形式 多種

15、多樣，但都可歸結(jié)為“穿過閉合電路的磁通量的變化”。另外，根據(jù)閉 合電路歐姆定律，閉合電路中的電流是由電動勢產(chǎn)生的。因此，感應(yīng)電流是 由閉合電路中的感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的。只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化， 閉合電路中就產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢。完整的法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)該包括感應(yīng)電動勢的大小和方向的內(nèi)容。為 便于學(xué)生接受和理解，教科書先在第1節(jié)介紹了如何判別感應(yīng)電流的方向，即 楞次定律，然后在第2節(jié)“法拉第電磁感應(yīng)定律”中主要介紹了感應(yīng)電動勢的 大小與磁通量變化率之間的關(guān)系。楞次定律是電磁感應(yīng)定律的一部分，用它可 以判斷感應(yīng)電動勢的方向，感應(yīng)電流的方向與感應(yīng)電動勢的方向一致。教科書在第2節(jié)“導(dǎo)線切割磁感線時

16、的感應(yīng)電動勢”中分析了導(dǎo)體運動產(chǎn) 生的電動勢及其非靜電力。教科書在第4節(jié)介紹了感生電動勢。對電磁感應(yīng)非靜電力的分析使學(xué)生對 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的認識又上升到一個新的高度。上一版教科書通過一節(jié)介紹了動生電動勢和感生電動勢，此次修訂把它們 放到相應(yīng)的節(jié)里，一方面便于理解，另一方面也分散了難點。因為課程標準對 動生電動勢和感生電動勢沒有要求，所以這部分內(nèi)容對學(xué)生沒有過高要求。重視理論聯(lián)系實際渦流是在金屬塊中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，這是與電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流不同的 另一類電磁感應(yīng)現(xiàn)象。渦流的重要性表現(xiàn)在：它能造成危害，但又有很多有 益的應(yīng)用。教科書在理論聯(lián)系實際方面做了比較系統(tǒng)的介紹，如教科書先介 紹渦流的熱效應(yīng)和磁

17、效應(yīng)的各種應(yīng)用，接著又介紹渦流的機械效應(yīng)，即電磁 阻尼和電磁驅(qū)動的各種應(yīng)用。另外在介紹互感現(xiàn)象和自感現(xiàn)象時也聯(lián)系多種 實例，注意培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。第二章 電磁感應(yīng) 具體說明05科學(xué)態(tài)度與責(zé)任在他（法拉第）的眼中，華麗的 宮廷和布拉頓高原上的雷雨比起 來，算得了什么？皇家的一切器 具和落日比較起來，又算什么？ 我之所以說出雷雨和落日，因為 這些現(xiàn)象在他的心里，都可以挑 起一種狂喜丁鐸爾第1節(jié) 楞次定律1.通過探究得出影響感應(yīng)電流方向的因素教科書首先通過問題欄目中的實驗展示“把磁極插入線圈或從線圈內(nèi)抽出時，感 應(yīng)電流的方向并不相同”引出探究的問題：感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān)？然后 根據(jù)

18、必修3學(xué)過的感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件“穿過閉合回路的磁通量變化”，引導(dǎo)學(xué)生猜 想感應(yīng)電流的方向可能與磁通量的變化有關(guān)。進而通過探究實驗尋找感應(yīng)電流的方 向與磁通量的變化之間的關(guān)系。2020/8/3通過觀察，記錄磁極運動的全部情況。這個實驗的操作和記錄難度不大，難點 在于感應(yīng)電流的方向與磁通量變化如何建立起聯(lián)系。教材通過“進一步分析可以想 到，磁體周圍存在磁場，感應(yīng)電流也會產(chǎn)生磁場。感應(yīng)電流磁場的磁通量與磁體磁 場的磁通量有沒有聯(lián)系呢？”引導(dǎo)學(xué)生突破難點?！坝捎诰€圈的橫截面積是不變的，磁通量的變化可以用磁場的變化來體現(xiàn)。感應(yīng)電流的方向與磁場的方向有關(guān)，應(yīng) 該選擇磁體的磁場和感應(yīng)電流的磁場進行分析?！?

19、020/8/32.從運動與相互作用及能量角度來分析楞次定律進一步分析探究實驗，推力或拉力都必須做機械功，做功過程中消耗 的機械能轉(zhuǎn)化成感應(yīng)電流的電能。總的來看，阻礙的作用是把其他形式的 能量（或其他電路的電能）轉(zhuǎn)化（或轉(zhuǎn)移）為感應(yīng)電流所在回路的電能， 在這個過程中，能量總是守恒的。楞次定律的深刻意義，正是在于它是能 量的轉(zhuǎn)化與守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的體現(xiàn)，而這種能的轉(zhuǎn)化與守恒關(guān) 系是通過“阻礙”作用具體體現(xiàn)出來的。2020/8/33.楞次定律的得出運用了歸納推理的科學(xué)思維方法歸納推理是從一類事物的部分對象所具有的某種屬性出發(fā)，推理出這類事 物的所有對象都具有共同屬性的推理方法，也就是由具體結(jié)

20、論推理出一般規(guī)律 的方法。楞次定律的得出就運用了歸納推理。2020/8/3第2節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)定律1.通過實驗引入探究問題前面幾節(jié)的內(nèi)容是從感應(yīng)電流的角度來認識電磁感應(yīng)現(xiàn)象的。本節(jié)是從 感應(yīng)電流進一步深入到感應(yīng)電動勢來理解的。 首先通過實驗引導(dǎo)學(xué)生研究 “感應(yīng)電流的大小跟哪些因素有關(guān)。”2020/8/32.落實“通過實驗，理解法拉第電磁感應(yīng)定律”的要求根據(jù)實驗得出猜想“感應(yīng)電流的大 小可能與磁通量變化的快慢有關(guān)，而磁 通量變化的快慢可以用磁通量的變化率 表示。也就是說，感應(yīng)電流的大小與磁 通量的變化率有關(guān)?！比缓笸ㄟ^實驗， 得出定性的結(jié)論。2020/8/3第2節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)定律在給出感應(yīng)

21、電動勢的概念后，再給出法拉第電磁感應(yīng)定律。并用法拉第電 磁感應(yīng)定律推導(dǎo)出導(dǎo)體切割磁感線的感應(yīng)電動勢公式。教科書重視對學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)。也就是說，很多物理規(guī)律的得出，要 經(jīng)歷對事實經(jīng)驗的思考，定性或定量實驗的探究，對實驗結(jié)果和大量經(jīng)驗的 總結(jié)和歸納，最終得到比較完備的物理規(guī)律，讓學(xué)生體驗和經(jīng)歷這樣的建構(gòu) 過程，有助于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高。2020/8/3第2節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)定律同時，教科書還關(guān)注了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化的過程，讓學(xué)生從能量守 恒的角度理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象，對學(xué)生能量觀的形成很有好處，教師在進行這 一部分的教學(xué)時應(yīng)予適當關(guān)注。本節(jié)教學(xué)的重點是法拉第電磁感應(yīng)定律，難點是對磁通量的變化及

22、磁通量 的變化率的理解。2020/8/33.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的洛倫茲力教科書對這一內(nèi)容呈現(xiàn)是通過“思考和討論” 來引導(dǎo)的，通過分析導(dǎo)體切割 磁感線這一特例中的力學(xué)特征來理解動生電動勢的產(chǎn)生。這一內(nèi)容的關(guān)鍵是要 引導(dǎo)學(xué)生從宏觀的導(dǎo)體棒的分析深入到微觀的自由電荷的受力分析，不僅要關(guān) 注洛倫茲力作用下自由電荷的運動、積累從而形成電勢差，還要關(guān)注導(dǎo)體棒運 動過程中能量的轉(zhuǎn)化過程。教師在教學(xué)中應(yīng)該通過層層引導(dǎo)，使學(xué)生對導(dǎo)體 棒 切割磁感線運動這一過程的本質(zhì)認識 逐步清晰，理解逐步透徹。2020/8/3第3節(jié) 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動本節(jié)分析了感生電動勢，對其形成原因進行了初步的探討。雖然感生電動 勢的提出

23、，涉及電磁感應(yīng)的本質(zhì)問題，但是教科書對此要求并不高。該問題的 討論正是為了進一步沿續(xù)整套教科書關(guān)于“通過做功研究能量”的思想。前面學(xué)生學(xué)習(xí)的都是閉合導(dǎo)線中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，本節(jié)還將學(xué)習(xí)金屬塊狀 導(dǎo)體中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象渦流。渦流是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，在生產(chǎn)、 生活以及實驗教學(xué)等方面有許多應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容主要有渦流及其成因，渦流的 熱效應(yīng)、機械效應(yīng)等。教學(xué)的重點是渦流的概念及其應(yīng)用。難點是電磁阻尼和 電磁驅(qū)動的實例分析。2020/8/32020/8/31.通過生活中的實際問題問題引入課題2020/8/32.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場教科書首先把物理學(xué)家麥克斯韋對感生電場的定義作為出發(fā)點，“麥克 斯韋認

24、為，磁場變化時會在空間激發(fā)一種電場。 這種電場與靜電場不同，它 不是由電荷產(chǎn)生的，我們把它叫作感生電場”。并在旁批中給出：“如果感 應(yīng)電動勢是由感生電場產(chǎn)生的，它也叫作感生電動勢?！?020/8/3從感生電場的實際應(yīng)用角度考慮，教 科書介紹了電子感應(yīng)加速器工作原理。該 問題的處理體現(xiàn)了整套教科書關(guān)于“讓學(xué) 生通過有實際意義的物理情境來學(xué)習(xí)基礎(chǔ) 知識”的編寫思想。2020/8/3渦流知識點的教學(xué)內(nèi)容展開的流程如下教學(xué)中，注意把這部分內(nèi)容與“感生電動勢的概念相結(jié)合，讓學(xué)生體會到， 正是由于線圈中交變電流產(chǎn)生的變化磁場，在空間激發(fā)感生電場，這個感生電場 為渦旋電場。一旦在此空間存在閉合導(dǎo)體，該電場對

25、導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷就有力的 作用，從而形成渦流。2020/8/3電磁阻尼與電磁驅(qū)動通過對本節(jié)“思考與討論”欄目中電表線圈骨架的作 用的實例分析，使學(xué)生認識渦流的機械效應(yīng)。教學(xué)中 要引導(dǎo)學(xué)生自主進行分析，明確其工作原理，即當被 測電流通過線圈時，由于磁場對通電線圈有安培力作 用，所以線圈帶動指針和鋁框一起轉(zhuǎn)動。鋁框在磁場 中轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁場對感應(yīng)電流的作用力阻 礙鋁框的轉(zhuǎn)動，于是指針隨著鋁框很快就穩(wěn)定地指在 讀數(shù)位置上，達到能夠迅速讀出數(shù)據(jù)的功能。2020/8/3本節(jié)教材通過演示實驗，引出互感現(xiàn)象。第4節(jié)互感和自感2020/8/3第4節(jié)互感和自感互感和自感現(xiàn)象都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的特例。學(xué)習(xí)“

26、互感電動勢”和“自 感電動勢”的重要性在于它們具有實際的應(yīng)用價值。本節(jié)教學(xué)內(nèi)容主要包括互感現(xiàn)象、自感現(xiàn)象和磁場的能量三個部分。教 學(xué)的重點是自感現(xiàn)象和自感系數(shù)，難點是對與自感有關(guān)規(guī)律的認識。2020/8/31. 互感現(xiàn)象互感現(xiàn)象是一種常見的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。教科書對互感的教學(xué)要求不 高，只要求知道互感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，以及互感現(xiàn)象在電工技術(shù)和電子 技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用?；ジ鞋F(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)，有些問題可在下 一章的變壓器部分解決。2020/8/32.自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即由導(dǎo)體本身電流的變化而產(chǎn) 生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。所謂“自感”，就是當通過線圈的電流發(fā)生變化時， 在線圈本身激發(fā)

27、出的感應(yīng)電動勢（若電路閉合，就會產(chǎn)生感應(yīng)電流）。這 個自感電動勢總是阻礙原電流的變化。在教學(xué)中，要使學(xué)生明白自感現(xiàn)象 的規(guī)律都符合電磁感應(yīng)現(xiàn)象的一般規(guī)律。2020/8/3為便于學(xué)生理解與 思考，教科書對通 電自感現(xiàn)象成因的 分析（教科書圖 2.4-1），采用了正 面表述的方式2020/8/3而對斷電自感現(xiàn)象成因的 分析（ 教科書圖2.4-3），改 用問題鏈的方式。前者是示 范提示， 后者為設(shè)問引導(dǎo)。 借助問題鏈的方式為學(xué)生的 理解與思考提供“ 支架”， 借以化解難點。第三章 交變電流 概述06課程標準的要求通過實驗，認識交變電流。能用公式和圖像描述正弦交變電流。通過實驗，探究并了解變壓器原、副

28、線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系。知道遠距 離輸電時通常采用高壓輸電的原因。了解發(fā)電機和電動機工作過程中的能量轉(zhuǎn)化。認識電磁學(xué)在人類生活和社 會發(fā)展中的作用?！爸澜蛔冸娏?，能用函數(shù)表達式和圖像描述交變電流”調(diào)整為“通過實驗，認識 交變電流。能用公式和圖像描述正弦交變電流”刪去“通過實驗，了解電容器和電感器對交變電流的導(dǎo)通和阻礙作用”增加“了解 發(fā)電機和電動機工作過程中的能量轉(zhuǎn)化”第三章 交變電流 概述06本章教材結(jié)構(gòu)第三章 交變電流交變電流交變電流的描述變壓器電能的輸送第三章 交變電流 概述06本章在教材編寫上作了一些改進。第一，因為課時調(diào)整的關(guān)系，從物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)考慮，要突出 主干知識，刪除次

29、要知識，把原來正文中的 “電感和電容對交變電流的影 響”這一內(nèi)容，放在了非正文的“拓展學(xué)習(xí)”欄目。第三章 交變電流 概述06本章在教材編寫上作了一些改進。第二，在第一節(jié)交變電流中作了一些改變。一是為了增加學(xué)生對交變電流 的大小與方向?qū)W習(xí)感悟，引發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，增加了按發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)過程逐 步分析線圈上電流的大小和方向，并把電流的大小和方向表達出來這樣一個課 堂活動。這個活動的意圖是讓學(xué)生自己能夠進行發(fā)電機原理的階段性分析，并 且能夠用定性與定量相結(jié)合的方法把電流的變化過程記錄下來，以加深對交變 電流的認識。第三章 交變電流 概述06本章在教材編寫上作了一些改進。 第三個變化是把交流發(fā)電機的內(nèi)容

30、從“科學(xué)漫步”欄目變成課文的正文內(nèi) 容，主要意圖是更注重發(fā)電機這樣的應(yīng) 用性內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注實際問題，解 釋實際問題的能力。第三章 交變電流 具體說明07為了增強學(xué)生的模型分析和推理能力，增加了讓學(xué)生運用電磁感應(yīng)原理分析 和推理出矩形線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的感應(yīng)電流（即交變電流）的表達式。 這個推理過程有一定的難度，編寫意圖是讓學(xué)生運用電磁感應(yīng)定律來推導(dǎo)線圈上 瞬時電流的表達式，同時能夠深度理解描述交變電流的幾個特征量的意義。第1節(jié) 交變電流為了強化學(xué)生對發(fā)電機發(fā)電過 程的探究與過程性認知，安排了發(fā) 電機產(chǎn)生的電流的變化規(guī)律圖像表 達的學(xué)生活動，這對學(xué)生探究發(fā)電 機旋轉(zhuǎn)過程中磁通量變化、感

31、應(yīng)電 動勢變化和感應(yīng)電流變化等物理量 之間的關(guān)聯(lián)性關(guān)系有深入思考和認 識。第三章 交變電流 具體說明07第2節(jié) 交變電流的描述在第2節(jié)交變電流的描述中，刪除了相位和相位差這兩個概念。主要原因 一是課時要求，二是相位與相位差的概念比較抽象，而且除了電容與電感內(nèi) 容之外也沒有具體的應(yīng)用，三是從知識的性質(zhì)來說它的缺席不影響后面內(nèi)容 的學(xué)習(xí)。第三章 交變電流 具體說明07第3節(jié) 變壓器加強了交變電流的應(yīng)用，在應(yīng)用性的材料 學(xué)習(xí)上主要是增加了無線充電技術(shù)的介紹， 因為無線充電技術(shù)近年來發(fā)展很快，運用越 來越普及，而其原理的理解并不難。第三章 交變電流 具體說明07第4節(jié) 電能的輸送本節(jié)內(nèi)容是電磁感應(yīng)知識

32、在生產(chǎn)生活中的實 際應(yīng)用又一實例，在節(jié)首的“問題”欄目中， 承上啟下，從能量的角度，提出了“在減小電 能損耗的前提下，如何進行遠距離輸電”的問 題，引發(fā)學(xué)生的思考，教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會 運用所學(xué)過的電磁學(xué)方面的知識解決這一實際 問題。第三章 交變電流 具體說明07第4節(jié) 電能的輸送教科書是通過“思考與討論”欄目，將輸電過程簡化，根據(jù)學(xué)生的實際情況，引導(dǎo) 學(xué)生自己從已有的直流電路知識出發(fā)，進行分析，得出結(jié)論。怎樣既“經(jīng)濟”又“保質(zhì)”地將電能送到用戶？也就是既沒有太大的電能損失，又保 證各種用電設(shè)備正常工作的問題。一方面要使學(xué)生知道交變電流遠距離輸送的基本方 式。即低壓發(fā)電高壓輸電低壓用戶。另一方

33、面，要使學(xué)生了解變壓器在輸電過程 中的重要作用，再次體會交變電流的優(yōu)點所在。還應(yīng)該指出輸電電壓也不是越高越好，要綜合考慮各種因素，防止看問題片面化 和絕對化。STSE教科書在“STSE”欄目中介紹了輸電技術(shù)發(fā)展的歷史，交流輸電遇到的 技術(shù)困難，同時對在輸電環(huán)節(jié)上，高壓直流輸電比交流輸電優(yōu)點要多。通過 這部分內(nèi)容的介紹，不僅對于現(xiàn)代輸電新技術(shù)有一個了解，也是從理論聯(lián)系 實際，幫助學(xué)生科學(xué)地、全面地認識問題等方面提供了好素材。第四章 電磁振蕩與電磁波 概述08課程標準的要求初步了解麥克斯韋電磁場理論的基本思想，初步了解場的統(tǒng) 一性與多樣性，體會物理學(xué)對統(tǒng)一性的追求。通過實驗，了解電磁振蕩。知道電磁

34、波的發(fā)射、傳播和接收。23.4 認識電磁波譜。知道各個波段的電磁波的名稱、特征和典型 應(yīng)用。增加“初步了解場的統(tǒng)一性和多樣性，體會物理學(xué)對統(tǒng)一性的追求” 增加“通過實驗，了解電磁振蕩”第四章 電磁振蕩與電磁波 概述08本章教材結(jié)構(gòu)第四章電磁振蕩與電磁波電磁振蕩電磁場與電磁波無線電波的發(fā)射和接收電磁波譜第四章 電磁振蕩與電磁波 概述09本章教材結(jié)構(gòu)教材從電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收、到電磁波的應(yīng)用的順序展開教學(xué)內(nèi)容。 在第1節(jié)通過電磁振蕩為電磁場的引入做好鋪墊。在電磁振蕩的基礎(chǔ)上，第2節(jié)介紹了麥克斯韋關(guān)于電磁場理論的基本觀點，及赫茲的實驗驗證。第3節(jié)具體 講解無線電波的發(fā)射和接收，然后以電視作為實例

35、，簡要介紹了電視信號發(fā)射 和接收的過程。第4節(jié)對電磁波譜的各個組成部分及其應(yīng)用都作了具體的介紹。第四章 電磁振蕩與電磁波 概述09核心素養(yǎng)1.物理觀念教材注意通過對電磁場和電磁波的學(xué)習(xí)，深化對場的認識。特別突出了場的統(tǒng)一 性。教材在本章對電磁場理論的介紹中，首先通過章首語楊振寧先生的話指出：“ 這一發(fā)現(xiàn)把物理學(xué)中關(guān)于電、磁、光之間的關(guān)系整個地改觀了?！比缓笤诨仡櫋白?化的磁場產(chǎn)生電場”和“變化的電場產(chǎn)生磁場”這兩個基本假設(shè)之后，引出了電磁 場和電磁波的概念，將電場與磁場統(tǒng)一起來。第四章 電磁振蕩與電磁波 概述09核心素養(yǎng)1.物理觀念說電磁場是一種物質(zhì)，要有根據(jù)，本章對電磁場的研究始終與能量相結(jié)

36、合。 在電磁振蕩中，先轉(zhuǎn)門討論了電磁振蕩電路的能量轉(zhuǎn)化過程，進而在第二節(jié)提 出問題：“電磁振蕩電路中的能量有一部分要以電磁波的形式輻射到周圍空間 中去，那么，這些電磁波是怎樣產(chǎn)生的？”從而引發(fā)對電磁波的思考，在分析 電磁波的性質(zhì)之后發(fā)現(xiàn)，電磁波也具有能量，這是電磁場的物質(zhì)性的最有力的 證據(jù)之一。由此人們認識到，實物和場是物質(zhì)存在的兩種形式。第四章 電磁振蕩與電磁波 概述09核心素養(yǎng)2.科學(xué)思維本章在介紹電磁場理論的過程中，介紹了麥克斯韋對電磁波的預(yù)言，并較為 詳細地介紹了赫茲對電磁波預(yù)言的證實。這里就凸顯了基于事實證據(jù)和科學(xué)推理 進行檢驗的科學(xué)論證這種科學(xué)思維要素。此外，這部分內(nèi)容還通過展現(xiàn)假

37、說、理 論預(yù)言、實驗證實的過程體現(xiàn)了科學(xué)思維在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的重要意義。第四章 電磁振蕩與電磁波 概述09核心素養(yǎng)3.科學(xué)探究本章麥克斯韋電磁理論的提出過程，就是一個典型的科學(xué)家的探究過程。因 此，除了在教材正文中介紹了麥克斯韋提出假設(shè)、通過理論推導(dǎo)得到電磁波及 其傳播速度和赫茲實驗驗證的過程，還特別安排了“科學(xué)漫步麥克斯韋電磁 場理論的建立”欄目。麥克斯韋作出重大貢獻的原因，既來源于前人工作的成 果，又有他自己的創(chuàng)造性工作。第四章 電磁振蕩與電磁波 概述09核心素養(yǎng)4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任教科書介紹電磁波在現(xiàn)代社會 生活中的應(yīng)用，把學(xué)生的視野擴 展到科學(xué)技術(shù)給社會生活帶來的 巨大變化上。第四章 電磁振

38、蕩與電磁波 具體說明第1節(jié) 電磁振蕩教材首先通過與水波的 類比，提出問題。然后，通 過電磁振蕩電路的演示實驗，幫助學(xué)生獲得電磁振蕩電 路的初步感性知識，認識到 通過電感線圈和電容組成的 LC振蕩電路就可以產(chǎn)生持續(xù) 變化的電流了。09第四章 電磁振蕩與電磁波 具體說明演示實驗中用電壓傳感器或示波器取代了傳統(tǒng)實驗中的電壓表或電流表， 這是因為一方面當電感不夠大的時候，電表表針的擺動有可能并沒有顯示出振 蕩電流，而只是表針的自由振動，另一方面電壓傳感器和示波器不僅可以顯示 出電流方向的變化，也可以記錄電壓大小的變化，從而為之后電路中能量的損 失做好鋪墊。09第四章 電磁振蕩與電磁波 具體說明09在此

39、基礎(chǔ)上，再結(jié)合教材中的圖4.1-2，運用電容器充電放電現(xiàn)象與電感 線圈的自感現(xiàn)象的有關(guān)知識，對電磁振蕩產(chǎn)生振蕩電流的物理原因作了定性 的分析。需要注意，要建立起較完整的電磁振蕩概念,就要明確“電”不僅指電 容器兩極板上的電荷,也指該電荷產(chǎn)生的電場;“磁”指電感線圈中的電流產(chǎn)生的 磁場。電磁振蕩是指這些電荷、電場、電流、磁場都隨時間做周期性的正弦 變化的現(xiàn)象。2020/8/3之后，通過與機械振動的對比，進一步從能量轉(zhuǎn)化的角度突出電磁 振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的實質(zhì)?？梢詥l(fā)學(xué)生從電磁感應(yīng)的角度思考以 下問題:為什么充好電的電容器開始放電時電路里的電流不能立刻達到最 大值?電場能為什么不能立刻全部轉(zhuǎn)化

40、成磁場能?為什么電容器放電完畢 時電路里的電流還要繼續(xù)流動? 通過對這些問題的討論，可以加深對電磁 振蕩中能量轉(zhuǎn)化過程的認識，并進而思考轉(zhuǎn)化中能量的損失，從而聯(lián)想 到產(chǎn)生電磁波的能量來源。2020/8/3教科書沒有做進一步的分析和證明,而是讓 學(xué)生做定性的思考后直接給出了電磁振蕩的周 期公式和頻率公式。振蕩電流是一種頻率很高 的交變電流，而在演示實驗中是有意加大電感 線圈的電感L和電容器的電容C使振蕩電流周期 變大(頻率減小)以便觀察,而在實際使用的無線電 技術(shù)中所應(yīng)用的振蕩電流頻率要高得多，可以 使用晶體振蕩器。增加了一道例題，讓學(xué)生知道電磁振蕩頻率有多高2020/8/3第2節(jié)電磁場與電磁波

41、本節(jié)在電磁振蕩的基礎(chǔ)上，從電磁振蕩中能量轉(zhuǎn)化的角度提出能量 有一部分會以電磁波的形式輻射出去，進而引出電磁波產(chǎn)生的問題。從理論上說，電磁學(xué)的核心內(nèi)容就是電磁場的概念和麥克斯韋的電磁 場方程，但這些內(nèi)容非常抽象，在中學(xué)階段還沒有很好的辦法讓學(xué)生接 受，只能要求學(xué)生對電磁場的理論有一個初步的定性的了解。第四章 電磁振蕩與電磁波 具體說明09第3節(jié) 無線電波的發(fā)射和接收本節(jié)在電磁波的基礎(chǔ)上，具體講解了無線電波的發(fā)射和接收過程。其中出現(xiàn)了 一些專業(yè)技術(shù)名詞，例如“調(diào)制”“調(diào)幅”“調(diào)頻”“調(diào)諧”“解調(diào)”，這對初 學(xué)者容易造成混亂，需要在理解的基礎(chǔ)上區(qū)分和識別。然后作為實際應(yīng)用，以電 視作為實例，簡要介紹

42、了電視廣播信號發(fā)射和接收的過程?？紤]到目前廣泛使用 的液晶電視顯示的原理并不屬于本章內(nèi)容，同時在生活中電視信號的傳播越來越 依靠衛(wèi)星傳輸和有線網(wǎng)絡(luò)傳輸，因此沒有再詳細介紹電視顯示原理和地面無線電 電視信號傳播的詳細過程，而只是從整體進行簡單介紹。第四章 電磁振蕩與電磁波 具體說明09第4節(jié) 電磁波譜本節(jié)要使學(xué)生理解不同頻率范圍的電磁波服從電磁波的共同規(guī)律，但因為頻 率的不同又各自具有某些特性。教科書對電磁波譜的各個組成部分及其應(yīng)用都作 了具體的介紹。例如，教材提供了雷達、射電望遠鏡、美洲豹、彩虹等大量涉及 生產(chǎn)和生活中的技術(shù)與現(xiàn)象的圖片；節(jié)首的“問題”更是從學(xué)生沒有接觸過的紫 外波段拍攝到的太

43、陽引入，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；在“做一做”欄目中，讓學(xué)生 了解手機中經(jīng)常使用的Wi-Fi和藍牙功能，并通過調(diào)查它們所使用的電磁波的頻 率及相互影響，體會物理知識對認識生活中實際問題的幫助。第五章 傳感器 概述10本章教材結(jié)構(gòu)課程標準的要求如下：知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的技術(shù)意義。通過實驗，了解常見傳感器的工作原理。會利用傳感器制作簡單的自動 控制裝置。列舉傳感器在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。對傳感器工作原理的要求，由“知道” 變?yōu)椤傲私狻?；增加了利用傳?器動手制作簡單的自動控制裝置的要求，并且將“利用傳感器制作簡單的自 動控制裝置”定位為學(xué)生必做實驗。第五章 傳感器 概述10本章教材結(jié)構(gòu)第五章傳感器認識

44、傳感器常見傳感器的工作原理及應(yīng)用利用傳感器制作簡單的自動控制裝置第五章 傳感器 概述10本章教材結(jié)構(gòu)第一節(jié)定位在讓學(xué)生初步了解什么是傳感器，對傳感器知識有一個整體、系統(tǒng)的 初步認識。第二節(jié)將常見傳感器原理與其應(yīng)用合并為一節(jié)，重新組織了知識脈絡(luò)。圍繞光、 熱、力、磁的編寫線索，介紹常見傳感器的工作原理，使學(xué)生同時從原理和應(yīng)用兩 個層面認識傳感器。第五章 傳感器 概述10本章教材結(jié)構(gòu)第三節(jié)學(xué)生實驗，教材按難易程度呈現(xiàn)了兩個不同梯度的實驗，即門窗 防盜報警裝置和光控開關(guān)，教師和學(xué)生可按實際教學(xué)條件進行選擇。修訂后的本章知識脈絡(luò)更為清晰，方便學(xué)生閱讀和學(xué)習(xí)。行文風(fēng)格也更 加貼近學(xué)生生活，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)

45、興趣。第五章 傳感器 概述10核心素養(yǎng)物理觀念通過對傳感器的學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的技術(shù)意 義，深入認識物理學(xué)的發(fā)展為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供了有力的基礎(chǔ)支撐。在 認識傳感器的過程中，運用物理學(xué)思維構(gòu)建概念、提煉和升華；在常見傳 感器的原理中，進一步體會物理學(xué)中的物質(zhì)觀、運動和相互作用觀和能量 觀；在傳感器的應(yīng)用與制作中，學(xué)習(xí)如何從物理學(xué)視角解釋現(xiàn)象和解決實 際問題。第五章 傳感器 概述10核心素養(yǎng)科學(xué)思維在科學(xué)推理方面，滲透了演繹推理（例如分析話筒的工作原理）、歸 納推理（例如電阻式傳感器的工作共性）和類比推理（例如電容式傳感 器的工作原理）等科學(xué)思維；通過面向各個常見傳感器的應(yīng)用實例、學(xué)生實驗以及本冊課題研究等 案例，讓學(xué)生在解決實際需求問題的過程中，鍛煉質(zhì)疑創(chuàng)新的品質(zhì)和能 力。第五章 傳感器 概述10核心素養(yǎng)科學(xué)探究本章在科學(xué)探究方面的培養(yǎng)，體現(xiàn)在行文中的一些啟發(fā)性語言和問題，引導(dǎo)學(xué) 生思考，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究意識。本章所涉及的傳感器應(yīng)用的學(xué)習(xí)，在教學(xué)中都可以嘗試從科學(xué)探究的角度去挖 掘和利用。特別是在利用傳感器制作簡單的自動控制裝置的實驗中，需要學(xué)生經(jīng) 歷對裝置進行功能分析，確定電路控制邏輯，設(shè)計并制作實驗電