《法拉第電磁感應(yīng)定律》作業(yè)設(shè)計(jì)方案

《法拉第電磁感應(yīng)定律》作業(yè)設(shè)計(jì)方案一、作業(yè)設(shè)計(jì)的目標(biāo)在高中物理滬科版（2020）選擇性必修第二冊(cè)的第六章里，法拉第電磁感應(yīng)定律可是個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容。這個(gè)作業(yè)設(shè)計(jì)呢，主要就是想讓同學(xué)們牢牢掌握法拉第電磁感應(yīng)定律的公式和內(nèi)涵，能夠熟練運(yùn)用這個(gè)定律去解決各種電磁感應(yīng)相關(guān)的問(wèn)題，這就好比給了同學(xué)們一把鑰匙，讓他們能打開(kāi)電磁感應(yīng)這扇知識(shí)大門。同時(shí)呢，通過(guò)作業(yè)激發(fā)同學(xué)們對(duì)電磁學(xué)的興趣，畢竟電磁學(xué)在生活里的應(yīng)用可多了，像變壓器啥的都離不開(kāi)它。我之前有個(gè)學(xué)生叫小王，他對(duì)物理的興趣就像一陣風(fēng)，時(shí)有時(shí)無(wú)。學(xué)法拉第電磁感應(yīng)定律的時(shí)候，他覺(jué)得公式看起來(lái)簡(jiǎn)單，可一到做題就抓瞎。比如說(shuō)計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的時(shí)候，他經(jīng)常忘記公式里的一些關(guān)鍵要素。所以這個(gè)作業(yè)設(shè)計(jì)好了，就能夠幫助像小王這樣的同學(xué)真正學(xué)會(huì)運(yùn)用這個(gè)定律。二、作業(yè)類型與內(nèi)容1、基礎(chǔ)型作業(yè)-概念鞏固-默寫法拉第電磁感應(yīng)定律的表達(dá)式三遍。就像背單詞一樣，先把這個(gè)重要的表達(dá)式記熟了，這樣才能在做題的時(shí)候信手拈來(lái)。然后解釋表達(dá)式中每個(gè)符號(hào)的含義，比如“E=-nΔΦ/Δt”里的“E”代表感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，“n”是線圈匝數(shù)，“ΔΦ”是磁通量的變化量，“Δt”是時(shí)間間隔，那這個(gè)負(fù)號(hào)又是啥意思呢？通過(guò)這樣的解釋，能讓同學(xué)們對(duì)概念理解得更透徹。-選擇題：下列關(guān)于法拉第電磁感應(yīng)定律的說(shuō)法正確的是（）。A.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小只與磁通量的變化量有關(guān)B.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比，與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān)C.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比，且與線圈匝數(shù)有關(guān)D.以上說(shuō)法都不對(duì)這題主要是考查同學(xué)們對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律基本概念的掌握。我就跟同學(xué)們說(shuō)，這就像挑水果，你得知道每個(gè)因素對(duì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)這個(gè)“水果”的影響，不能只看一個(gè)方面。-簡(jiǎn)單計(jì)算-已知一個(gè)線圈匝數(shù)為100匝，在0.2秒內(nèi)磁通量從0.05韋伯均勻增加到0.15韋伯，求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。這就需要同學(xué)們直接運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律的公式“E=-nΔΦ/Δt”來(lái)計(jì)算。我會(huì)給同學(xué)們提示，就像做數(shù)學(xué)題一樣，把數(shù)字一個(gè)個(gè)對(duì)應(yīng)著公式里的符號(hào)放進(jìn)去，然后算出答案就好啦。2、拓展型作業(yè)-實(shí)驗(yàn)分析-給同學(xué)們一個(gè)探究法拉第電磁感應(yīng)定律的實(shí)驗(yàn)裝置圖（這里假設(shè)課本上有相關(guān)插圖），讓同學(xué)們分析這個(gè)實(shí)驗(yàn)是如何驗(yàn)證法拉第電磁感應(yīng)定律的。要求寫出實(shí)驗(yàn)中哪些因素在變化，如何測(cè)量這些變化，以及這些變化與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之間的關(guān)系。有個(gè)同學(xué)在做這個(gè)作業(yè)的時(shí)候，一開(kāi)始不知道從哪里下手。我就跟他說(shuō)，你先看看圖里有哪些東西是和定律里的要素相關(guān)的，比如說(shuō)有沒(méi)有改變磁通量的裝置呀？他后來(lái)就發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)改變磁鐵插入線圈的速度來(lái)改變磁通量的變化率，然后觀察電流表的示數(shù)來(lái)反映感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。通過(guò)這個(gè)作業(yè)，同學(xué)們不僅能加深對(duì)定律的理解，還能提高實(shí)驗(yàn)分析能力。-簡(jiǎn)答題-一個(gè)閉合回路中的磁通量按照“Φ=0.1t2”（這里“t”的單位是秒，“Φ”的單位是韋伯）的規(guī)律變化，求在t=2秒時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小。這就需要同學(xué)們先求出磁通量對(duì)時(shí)間的變化率，然后再運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。我會(huì)告訴同學(xué)們，這就像解謎題一樣，要先找到磁通量變化的規(guī)律這個(gè)“線索”，然后才能算出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)這個(gè)“謎底”。3、探究型作業(yè)-實(shí)際應(yīng)用探究-讓同學(xué)們探究法拉第電磁感應(yīng)定律在發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用。要求寫一篇小論文，包括發(fā)電機(jī)的基本工作原理、法拉第電磁感應(yīng)定律在其中的具體體現(xiàn)以及發(fā)電機(jī)對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的重要意義。有個(gè)同學(xué)在探究的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機(jī)就是通過(guò)讓線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，不斷改變磁通量從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的，而這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小就由法拉第電磁感應(yīng)定律決定。他還提到了發(fā)電機(jī)對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的重要性，像提供電力讓我們的電器能正常工作之類的。通過(guò)這個(gè)作業(yè)，同學(xué)們能夠把物理知識(shí)和實(shí)際生活聯(lián)系起來(lái)，提高他們對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣。-拓展思考論述題-論述法拉第電磁感應(yīng)定律與能量守恒定律之間的聯(lián)系。這題難度比較大，需要同學(xué)們對(duì)兩個(gè)定律都有深入的理解。我會(huì)跟同學(xué)們說(shuō)，這就像找親戚關(guān)系一樣，要找出兩個(gè)定律之間內(nèi)在的聯(lián)系。有的同學(xué)在回答中提到，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，通過(guò)磁場(chǎng)做功將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能，這個(gè)過(guò)程中能量是守恒的，而法拉第電磁感應(yīng)定律描述了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生，這與能量的轉(zhuǎn)化有著密切的關(guān)系。三、作業(yè)難度分層1、對(duì)于學(xué)習(xí)能力較弱的學(xué)生-重點(diǎn)完成基礎(chǔ)型作業(yè)。在概念鞏固作業(yè)中，如果對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律表達(dá)式中的符號(hào)解釋不清楚，可以查看課本或者筆記，然后再慢慢理解。在選擇題和簡(jiǎn)單計(jì)算題中，可以多做幾道類似的題目進(jìn)行練習(xí)，老師會(huì)給予更多的指導(dǎo)，比如詳細(xì)講解解題的步驟。2、對(duì)于中等學(xué)習(xí)能力的學(xué)生-在完成基礎(chǔ)型作業(yè)的基礎(chǔ)上，認(rèn)真做好拓展型作業(yè)。在實(shí)驗(yàn)分析作業(yè)中，要仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)中的各個(gè)要素，確保分析的準(zhǔn)確性；在簡(jiǎn)答題中，要條理清晰地回答問(wèn)題，計(jì)算過(guò)程不能出錯(cuò)。3、對(duì)于學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生-要高質(zhì)量地完成基礎(chǔ)型、拓展型作業(yè)，并且在探究型作業(yè)中有出色的表現(xiàn)。在實(shí)際應(yīng)用探究作業(yè)中，可以進(jìn)一步深入探究法拉第電磁感應(yīng)定律在其他類似設(shè)備中的應(yīng)用；在拓展思考論述題中，要能夠從多個(gè)角度進(jìn)行分析，并且結(jié)合具體的實(shí)例進(jìn)行闡述。四、作業(yè)評(píng)價(jià)方式1、教師評(píng)價(jià)-對(duì)于基礎(chǔ)型作業(yè)-在概念鞏固作業(yè)中，檢查法拉第電磁感應(yīng)定律表達(dá)式的默寫是否準(zhǔn)確無(wú)誤，符號(hào)的解釋是否合理。如果默寫全對(duì)且解釋清晰，就在作業(yè)上寫個(gè)“非常棒，繼續(xù)加油！”如果有錯(cuò)誤，就用紅筆圈出來(lái)，讓學(xué)生重新寫一遍。在選擇題作業(yè)中，主要看答案是否正確，如果錯(cuò)了，要和學(xué)生一起分析是對(duì)概念理解錯(cuò)誤還是粗心導(dǎo)致的。在簡(jiǎn)單計(jì)算作業(yè)中，檢查計(jì)算過(guò)程是否正確，單位是否書寫規(guī)范。如果計(jì)算準(zhǔn)確、過(guò)程詳細(xì)、單位正確，就給個(gè)小笑臉作為獎(jiǎng)勵(lì)。-對(duì)于拓展型作業(yè)-在實(shí)驗(yàn)分析作業(yè)中，評(píng)價(jià)分析是否全面準(zhǔn)確，是否正確指出了實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵要素和它們與定律之間的關(guān)系。如果分析得很好，就在作業(yè)旁邊寫“這個(gè)分析很到位！”在簡(jiǎn)答題作業(yè)中，看答案是否完整、計(jì)算是否正確、條理是否清晰。如果都符合要求，就給一個(gè)“優(yōu)”。-對(duì)于探究型作業(yè)-在實(shí)際應(yīng)用探究作業(yè)中，評(píng)價(jià)小論文的內(nèi)容是否詳實(shí)，對(duì)定律在發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用分析是否準(zhǔn)確，對(duì)發(fā)電機(jī)的重要意義闡述是否合理。如果論文質(zhì)量高，就可以在課堂上讓學(xué)生分享他的小論文。在拓展思考論述題作業(yè)中，評(píng)價(jià)論述的深度和廣度。如果能夠從多個(gè)角度深入分析兩個(gè)定律之間的聯(lián)系并且結(jié)合具體實(shí)例，就給予很高的評(píng)價(jià)，像“你的思考很深入，非常厲害！”2、學(xué)生自評(píng)-引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己的作業(yè)進(jìn)行自我評(píng)價(jià)。在完成基礎(chǔ)型作業(yè)后，讓學(xué)生自己檢查概念鞏固的內(nèi)容是否準(zhǔn)確，選擇題是否因?yàn)榇中亩鲥e(cuò)，計(jì)算過(guò)程有沒(méi)有問(wèn)題。在拓展型和探究型作業(yè)中，讓學(xué)生思考自己在作業(yè)過(guò)程中的優(yōu)點(diǎn)和不足。比如在實(shí)驗(yàn)分析作業(yè)中，自己是否遺漏了重要的實(shí)驗(yàn)要素；在論述題作業(yè)中，自己的觀點(diǎn)是否新穎，論述是否有邏輯。3、學(xué)生互評(píng)-組織學(xué)生進(jìn)行作業(yè)互評(píng)。讓學(xué)生交換作業(yè)，互相評(píng)價(jià)。在互評(píng)的過(guò)程中，他們可以學(xué)習(xí)別人的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也能發(fā)現(xiàn)自己的不足之處。比如在實(shí)驗(yàn)分析作業(yè)中，學(xué)生可以互相學(xué)習(xí)對(duì)方對(duì)實(shí)驗(yàn)要素的分析方法；在小論文作業(yè)中，可以互相學(xué)習(xí)資料的搜集和內(nèi)容的組織方法。而且在互評(píng)的時(shí)候，同學(xué)們還會(huì)互相交流自己在完成作業(yè)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)和感受，這也是一種很好的學(xué)習(xí)方式。答案：基礎(chǔ)型作業(yè)：-概念鞏固：-默寫答案：按照要求準(zhǔn)確默寫“E=-nΔΦ/Δt”三遍。-選擇題答案：C。-簡(jiǎn)單計(jì)算：-根據(jù)公式“E=-nΔΦ/Δt”，n=100，ΔΦ=0.15-0.05=0.1韋伯，Δt=0.2秒，代入可得E=-1000.1/0.2=-50伏特，這里感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為50伏特（忽略負(fù)號(hào)表示大?。Ｍ卣剐妥鳂I(yè)：-實(shí)驗(yàn)分析：答案根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)裝置圖而定，例如若通過(guò)改變磁鐵插入線圈速度改變磁通量變化率，電流表示數(shù)反映感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小等情況準(zhǔn)確分析即可。-簡(jiǎn)答題：-首先對(duì)“Φ=0.1t2”求導(dǎo)得到磁通量變化率dΦ/dt=0.2t，當(dāng)t=2秒時(shí)，磁通量變化率為0.4韋伯/秒，再根據(jù)“E=-nΔΦ/Δt”（這里n=1假設(shè)單匝線圈），可得E=-0.4伏特，感