第二章 電磁感應(yīng) 概述 教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

第二章電磁感應(yīng)概述教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容：電磁感應(yīng)現(xiàn)象、法拉第電磁感應(yīng)定律。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：本節(jié)課內(nèi)容與高中物理選修課程“電磁學(xué)”中電磁感應(yīng)部分緊密相關(guān)，學(xué)生需要掌握電磁感應(yīng)的基本概念和法拉第電磁感應(yīng)定律，為后續(xù)學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，通過實(shí)驗(yàn)探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，提高學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察現(xiàn)象、分析數(shù)據(jù)的能力。

2.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，引導(dǎo)學(xué)生理解電磁感應(yīng)原理，運(yùn)用歸納和演繹方法，提升邏輯推理和抽象思維能力。

3.增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，使學(xué)生認(rèn)識到電磁感應(yīng)在現(xiàn)代社會(huì)中的應(yīng)用價(jià)值，激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科的興趣和責(zé)任感。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

-重點(diǎn)一：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的觀察與分析。通過實(shí)驗(yàn)演示，使學(xué)生能夠觀察到閉合電路中的導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電流現(xiàn)象，理解電磁感應(yīng)的基本原理。

-重點(diǎn)二：法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用。講解法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容，包括感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與磁通量變化率的關(guān)系，以及感應(yīng)電流的方向與磁場變化的關(guān)系。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-難點(diǎn)一：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解。學(xué)生可能難以理解變化的磁場如何產(chǎn)生電流，需要通過實(shí)驗(yàn)和理論講解相結(jié)合的方式，幫助學(xué)生建立直觀的認(rèn)識。

-難點(diǎn)二：法拉第電磁感應(yīng)定律的數(shù)學(xué)表達(dá)。學(xué)生可能對磁通量、磁感應(yīng)強(qiáng)度等概念的理解不夠深入，需要通過具體的例子和公式推導(dǎo)，幫助學(xué)生掌握定律的數(shù)學(xué)形式。

-難點(diǎn)三：楞次定律的應(yīng)用。學(xué)生可能難以理解楞次定律的物理意義，需要通過實(shí)例分析，讓學(xué)生理解感應(yīng)電流方向與磁場變化之間的關(guān)系，以及如何判斷感應(yīng)電流的方向。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有人教版物理選擇性必修第二冊教材，以便于課堂閱讀和課后復(fù)習(xí)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與電磁感應(yīng)相關(guān)的圖片、動(dòng)畫演示視頻，以及法拉第電磁感應(yīng)定律的圖表，幫助學(xué)生直觀理解概念。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置，包括導(dǎo)體棒、磁場發(fā)生器、電流表、開關(guān)等，確保實(shí)驗(yàn)器材的完整性和安全性。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，安排實(shí)驗(yàn)操作臺，以便學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和討論。教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

-播放一段關(guān)于電磁現(xiàn)象的視頻，引導(dǎo)學(xué)生回顧電流、磁場的基本概念。

-提問：同學(xué)們還記得我們在上一節(jié)課中學(xué)到的電流和磁場的關(guān)系嗎？今天我們將一起探索一個(gè)新的現(xiàn)象——電磁感應(yīng)。

-強(qiáng)調(diào)本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)：理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象，掌握法拉第電磁感應(yīng)定律。

2.新課講授（15分鐘）

-講授一：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的觀察與分析

-展示實(shí)驗(yàn)：閉合電路中的導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)。

-講解：變化的磁場會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生電流，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

-舉例：發(fā)電機(jī)的工作原理。

-講授二：法拉第電磁感應(yīng)定律

-介紹磁通量、磁感應(yīng)強(qiáng)度等概念。

-推導(dǎo)法拉第電磁感應(yīng)定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式：E=-dΦ/dt。

-舉例：解釋不同條件下感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向。

-講授三：楞次定律

-介紹楞次定律的內(nèi)容：感應(yīng)電流的方向總是使得它產(chǎn)生的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。

-通過實(shí)例分析楞次定律的應(yīng)用，如電感器的自感現(xiàn)象。

3.實(shí)踐活動(dòng)（15分鐘）

-活動(dòng)一：分組實(shí)驗(yàn)

-學(xué)生分組進(jìn)行電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，觀察不同條件下感應(yīng)電流的產(chǎn)生和方向。

-每組記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

-活動(dòng)二：模擬實(shí)驗(yàn)

-利用計(jì)算機(jī)軟件模擬電磁感應(yīng)現(xiàn)象，觀察磁場變化對導(dǎo)體中電流的影響。

-學(xué)生通過模擬實(shí)驗(yàn)，加深對法拉第電磁感應(yīng)定律的理解。

-活動(dòng)三：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

-學(xué)生設(shè)計(jì)簡單的電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證法拉第電磁感應(yīng)定律。

-學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)方案，教師點(diǎn)評并提出改進(jìn)建議。

4.學(xué)生小組討論（15分鐘）

-方面一：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件

-舉例：討論哪些條件下會(huì)觀察到電磁感應(yīng)現(xiàn)象，如磁場變化、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)等。

-方面二：法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用

-舉例：討論法拉第電磁感應(yīng)定律在發(fā)電機(jī)、變壓器等設(shè)備中的應(yīng)用。

-方面三：楞次定律的理解

-舉例：討論楞次定律在實(shí)際生活中的應(yīng)用，如防止電路過載。

5.總結(jié)回顧（5分鐘）

-回顧本節(jié)課的主要知識點(diǎn)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象、法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律。

-強(qiáng)調(diào)電磁感應(yīng)現(xiàn)象在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中的重要應(yīng)用。

-鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)探究電磁感應(yīng)的更多應(yīng)用，并思考如何將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)際問題中。

用時(shí)：45分鐘學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件，即閉合電路中的導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。這一理解對于學(xué)生掌握電磁感應(yīng)的基本原理至關(guān)重要。

2.掌握法拉第電磁感應(yīng)定律：學(xué)生能夠運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，并能解釋感應(yīng)電流方向與磁場變化之間的關(guān)系。這一知識點(diǎn)對于學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)的應(yīng)用具有重要意義。

3.應(yīng)用楞次定律：學(xué)生能夠理解楞次定律的內(nèi)容，并能夠應(yīng)用該定律判斷感應(yīng)電流的方向。這一能力對于學(xué)生解決實(shí)際問題，如設(shè)計(jì)電磁感應(yīng)設(shè)備具有重要意義。

4.提高實(shí)驗(yàn)操作能力：通過實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生能夠掌握電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)的操作方法，提高實(shí)驗(yàn)技能。例如，學(xué)生能夠熟練地連接電路、觀察現(xiàn)象、記錄數(shù)據(jù)，并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

5.增強(qiáng)科學(xué)探究能力：學(xué)生在本節(jié)課的學(xué)習(xí)過程中，通過實(shí)驗(yàn)、討論、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)，培養(yǎng)了科學(xué)探究能力。這種能力對于學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和研究具有重要作用。

6.拓寬知識面：學(xué)生通過學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)的相關(guān)知識，對電磁學(xué)領(lǐng)域有了更深入的了解，拓寬了知識面。這對于學(xué)生形成完整的科學(xué)知識體系具有積極意義。

7.培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，認(rèn)識到電磁感應(yīng)現(xiàn)象在現(xiàn)代社會(huì)中的重要應(yīng)用，激發(fā)了對物理學(xué)科的興趣。這種興趣有助于培養(yǎng)學(xué)生積極向上的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感。

8.提升邏輯推理能力：本節(jié)課涉及多個(gè)概念和定律，學(xué)生需要在理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行推理和應(yīng)用。這一過程有助于提升學(xué)生的邏輯推理能力。

9.培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神：在實(shí)踐活動(dòng)和小組討論中，學(xué)生需要與同學(xué)協(xié)作完成任務(wù)。這一過程有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

10.增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力：學(xué)生在本節(jié)課的學(xué)習(xí)過程中，需要主動(dòng)探究、思考、解決問題。這種自主學(xué)習(xí)能力對于學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和生活具有積極影響。重點(diǎn)題型整理1.題型一：法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用

-問題：一長直導(dǎo)線通以交變電流，其頻率為f，導(dǎo)線長為L。求導(dǎo)線周圍的磁場在導(dǎo)線正上方距離導(dǎo)線b處產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。

-解答：首先計(jì)算導(dǎo)線周圍的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，然后利用法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢E：

\(B=\mu_0\cdotn\cdotI\)

\(E=B\cdotv\cdotL\)

其中，\(\mu_0\)是真空磁導(dǎo)率，n是單位長度內(nèi)的匝數(shù)，I是電流，v是導(dǎo)線正上方距離導(dǎo)線的速度，L是導(dǎo)線長度。假設(shè)v是常數(shù)，則感應(yīng)電動(dòng)勢E與時(shí)間t的關(guān)系為：

\(E=\mu_0\cdotn\cdotI\cdotL\cdotv\cdot\sin(2\pift)\)

2.題型二：感應(yīng)電流方向判斷

-問題：一閉合回路的一部分導(dǎo)體在磁場中以速度v運(yùn)動(dòng)，磁場方向與導(dǎo)體垂直。當(dāng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向改變時(shí)，感應(yīng)電流的方向會(huì)如何變化？

-解答：根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向總是阻礙引起它的原因。因此，當(dāng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向改變時(shí)，感應(yīng)電流的方向也會(huì)隨之改變，以保持其阻礙磁場變化的效果。

3.題型三：磁通量變化與感應(yīng)電動(dòng)勢

-問題：一個(gè)面積S的平面與均勻磁場垂直，磁場強(qiáng)度為B。如果平面以速度v移動(dòng)，求單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化率。

-解答：磁通量Φ的計(jì)算公式為：

\(\Phi=B\cdotS\)

磁通量的變化率即為感應(yīng)電動(dòng)勢E：

\(E=\frac{d\Phi}{dt}=B\cdotS\cdotv\)

4.題型四：電磁感應(yīng)的能量轉(zhuǎn)換

-問題：一閉合回路在磁場中做勻速運(yùn)動(dòng)，磁通量隨時(shí)間變化。描述電磁感應(yīng)過程中的能量轉(zhuǎn)換。

-解答：電磁感應(yīng)過程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電能可以用來做功，如點(diǎn)亮燈泡、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)等。

5.題型五：感應(yīng)電流在電路中的作用

-問題：一電感線圈接入交流電源，電流隨時(shí)間變化。分析感應(yīng)電流在電路中的作用。

-解答：在交流電路中，電感線圈中的感應(yīng)電流會(huì)阻礙電流的變化。這種阻礙作用稱為感抗。感應(yīng)電流會(huì)使得電路中的電流相位滯后于電壓相位，影響電路的諧振特性。此外，感應(yīng)電流還會(huì)在電感線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，影響電路的工作狀態(tài)。內(nèi)容邏輯關(guān)系①電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：閉合電路、導(dǎo)體、磁場、切割磁感線

-重點(diǎn)詞句：閉合電路中的導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。

②法拉第電磁感應(yīng)定律

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：磁通量、磁感應(yīng)強(qiáng)度、感應(yīng)電動(dòng)勢、變化率

-重點(diǎn)詞句：感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與磁通量變化率成正比，方向與磁場變化方向有關(guān)。

③楞次定律

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：感應(yīng)電流方向、阻礙變化、磁場變化

-重點(diǎn)詞句：感應(yīng)電流的方向總是使得它產(chǎn)生的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。

④電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：發(fā)電機(jī)、變壓器、電感器

-重點(diǎn)詞句：電磁感應(yīng)現(xiàn)象在發(fā)電機(jī)中用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，在變壓器中用于電壓的升高或降低，在電感器中用于電流的平滑和濾波。

⑤電磁感應(yīng)與能量轉(zhuǎn)換

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：機(jī)械能、電能、能量轉(zhuǎn)換

-重點(diǎn)詞句：電磁感應(yīng)過程中，機(jī)械能可以轉(zhuǎn)換為電能，實(shí)現(xiàn)能量的有效利用。

⑥電磁感應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：磁通量、磁感應(yīng)強(qiáng)度、感應(yīng)電動(dòng)勢、積分、微分

-重點(diǎn)詞句：法拉第電磁感應(yīng)定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為\(E=-\frac{d\Phi}{dt}\)，其中Φ為磁通量，t為時(shí)間。教學(xué)反思與總結(jié)這節(jié)課下來，我對自己的教學(xué)有了以下幾點(diǎn)反思和總結(jié)：

首先，我覺得在教學(xué)方法上，我盡量采用了直觀、生動(dòng)的教學(xué)手段。比如，我通過實(shí)驗(yàn)演示了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，讓學(xué)生直觀地看到電流的產(chǎn)生過程，這比單純的講解效果要好很多。同時(shí)，我也利用多媒體資源，如圖片、動(dòng)畫等，幫助學(xué)生更好地理解抽象的物理概念。

在教學(xué)策略上，我注意到了以下幾點(diǎn)：

①我在設(shè)計(jì)問題的時(shí)候，盡量貼近學(xué)生的實(shí)際生活，讓學(xué)生能夠有代入感，比如提問“你們知道我們生活中有哪些應(yīng)用到了電磁感應(yīng)的現(xiàn)象嗎？”這樣的問題可以激發(fā)學(xué)生的興趣，讓他們主動(dòng)去思考。

②在講解法拉第電磁感應(yīng)定律的時(shí)候，我采用了由淺入深的方法，先從簡單的現(xiàn)象講起，再逐步過渡到復(fù)雜的公式推導(dǎo)，讓學(xué)生能夠循序漸進(jìn)地掌握知識。

管理方面，我盡量營造了一個(gè)輕松、活躍的課堂氛圍。我發(fā)現(xiàn)，當(dāng)學(xué)生們能夠在課堂上自由發(fā)言、積極討論時(shí)，他們的學(xué)習(xí)效果往往會(huì)更好。所以，我鼓勵(lì)學(xué)生提問、發(fā)表自己的看法，同時(shí)也注意到了課堂紀(jì)律的維持。

關(guān)于教學(xué)效果，我覺得學(xué)生在以下幾個(gè)方面有了收獲和進(jìn)步：

①在知識上，學(xué)生掌握了電磁感應(yīng)的基本概念、法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律，能夠解釋簡單的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

②在技能上，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐活動(dòng)，提高了觀察、分析、實(shí)驗(yàn)操作和解決問題的能力。

③在情感態(tài)度上，學(xué)生對物理學(xué)科的興趣得到了提升，他們更加積極主動(dòng)地參與到課堂學(xué)習(xí)中。

當(dāng)然，教學(xué)