2019-2020年高中物理 楞次定律的應(yīng)用教案 人教版二冊

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1、2019-2020年高中物理楞次定律的應(yīng)用教案人教版二冊 一、教學(xué)目的 1．熟練運(yùn)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向。 2．熟練運(yùn)用楞次定律，由感應(yīng)電流的方向判斷引起感應(yīng)電流的原磁場方向及磁通量變化 3．理解楞次定律與能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的一種具體表現(xiàn)形式。 二、教學(xué)重點(diǎn)：熟練運(yùn)用楞次定律解決實(shí)際問題。 三、教學(xué)難點(diǎn)：熟練運(yùn)用楞次定律解決實(shí)際問題。 四、教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)+啟發(fā)式 五、教具：線圈、靈敏電流計、磁鐵、投影片 六、教學(xué)過程 （一）復(fù)習(xí)引入 上節(jié)課講了楞次定律，其內(nèi)容是什么？而操作步驟又是什么？ 操作步驟： 1．明確原磁場方向。 2．明確穿過閉合電路的磁通量是增加還是

2、減少。 3．根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向。 4．利用安培定則確定感應(yīng)電流的方向。 （二）進(jìn)行新課 I.應(yīng)用楞次定律，判斷感應(yīng)電流的方向1．原磁場為條形磁鐵的磁場。 【例1】一個接通靈敏電流計的螺線管，當(dāng)磁鐵的s極移近或遠(yuǎn)離螺線管時判斷感應(yīng)電流的方向。 （引導(dǎo)學(xué)生操作楞次定律） （1）條形磁鐵移近螺線管 ① 確定線圈所在區(qū)域磁場分布，及磁場方向；（判斷：原磁場方向向上，有向上的磁感線穿過螺線管） ② 確定穿過閉合回路的磁通量的變化；（判斷：當(dāng)S極靠近螺線管時，穿過螺線管的磁通量增加） ③ 由楞次定律可知：感應(yīng)電流的磁場（判斷：由于感應(yīng)電流的磁場要阻礙磁通量的增加, 因

3、此感應(yīng)電流的磁場方向跟原來的磁場方向相反） ④ 利用安培定則確定感應(yīng)電流的方向。 磁通量增加，感應(yīng)電流磁場與原磁場反向。 （2）條形磁鐵遠(yuǎn)離螺線管 ① 確定線圈所在區(qū)域磁場分布，及磁場方向；（判斷：原磁場方向向上，有向上的磁感線穿過螺線管） ② 確定穿過閉合回路的磁通量的變化；（減少） ③ 由楞次定律可知：感應(yīng)電流的磁場（感應(yīng)電流的磁場方向跟原來的磁場方向相同：體現(xiàn)“阻礙”） ④ 利用安培定則確定感應(yīng)電流的方向。 磁通量減少，感應(yīng)電流磁場與原磁場相同。 ① 感應(yīng)電流的磁場對原磁場的作用，“阻礙”相對運(yùn)動 ② 磁通量變化過程，對應(yīng)克服磁場力做功過程，伴隨其它形式能轉(zhuǎn)化為電能過

4、程，說明楞次定律是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的表現(xiàn)形式。 2．原磁場為電流的磁場 【例2】一可控通電螺線管A,外有一個閉合螺線管B,當(dāng)閉合電鍵或減小電阻的阻值，使螺線管A中的電流增大時，B中的感應(yīng)電流方向如何？電鍵斷開或增大電阻的阻值時，B中的感應(yīng)電流方向又如何？ （引導(dǎo)學(xué)生操作楞次定律） （1）當(dāng)A中電流增加時，判斷B中感應(yīng)電流方向。 （2）當(dāng)A中電流減少時，判斷B中感應(yīng)電流方向。小結(jié)：只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化就產(chǎn)生感應(yīng)電流，且感應(yīng)電流的方向一定遵 循楞次定律 （讓學(xué)生注意理論判定與演示實(shí)驗(yàn)一致。） II.利用右手定則，判斷導(dǎo)體切割磁感線 【例3】判斷金屬棒中感應(yīng)電流方向

5、 由楞次定律判斷：順時針 右手定則：由A-B右手定則與楞次定律本質(zhì)一致，在導(dǎo)體切割磁感線時，用右手定則判斷感應(yīng)電流方向更 簡便。 說明：利用楞次定律及右手定則均可以進(jìn)行逆向判斷。 （三）練習(xí) 1.如圖1所示，把S極接近金屬框或從金屬框上移開時，感應(yīng)電流的方向如何? v 圖1 v 圖2 2如圖2所示，金屬框abed穿過勻強(qiáng)磁場B時，是否有感應(yīng)電流？它通過A、B、C三處位置時感應(yīng)電流的方向如何? （四）作業(yè)布置：練習(xí)三：（1）至（6）題 板書設(shè)計：利用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向——操作步驟： ① 明確原磁場方向。 ② 明確穿過閉合電路的磁通量是增加還是減少。 ③

6、根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向。 ④ 利用安培定則確定感應(yīng)電流的方向 2019-2020年高中物理概率波教案新人教版選修3 一、教學(xué)內(nèi)容分析 1、內(nèi)容與地位 本節(jié)內(nèi)容為新課程人教版選修模塊3-5第4節(jié)。本節(jié)課主要任務(wù)是知道經(jīng)典的粒子和經(jīng)典的波及基本特征，通過理論分析和實(shí)驗(yàn)探究理解概率波的概念，知道經(jīng)典的粒子和經(jīng)典的波與概率波的區(qū)別與聯(lián)系，利用概率波解釋一些現(xiàn)象。本節(jié)課在以前的高中教材只是略為提及主要是在大學(xué)里學(xué)習(xí)，現(xiàn)在之所以下到高中來主要目的是通過概率波建立，打破只是利用經(jīng)典方法處理物理問題的思維，引入一種處理物理問題的新思想，建立微觀與宏觀的聯(lián)系，擴(kuò)大學(xué)生的眼界，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)

7、素質(zhì)和學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。 通過對經(jīng)典的粒子、經(jīng)典的波和概率波的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解經(jīng)典物理的局限性和近代物理的一些內(nèi)容，有利于學(xué)生從整體上了解物理的發(fā)展，打開了學(xué)生的想象空間，激發(fā)學(xué)生探索自然了解自然的熱情。有利于培養(yǎng)學(xué)生思維能力，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)的世界觀和價值觀形成。由于本節(jié)內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)，大量的經(jīng)驗(yàn)表明這種課，經(jīng)常出現(xiàn)的問題是教師講的神采飛揚(yáng)，學(xué)生卻不知所言，采用問題式方式來處理教材往往能避免類似現(xiàn)象的發(fā)生，增強(qiáng)目標(biāo)的指向性。 2、教學(xué)目標(biāo) 1、知道經(jīng)典的粒子及基本特性 2、知道經(jīng)典的波概率的粒子及基本特性 3、理解概率波，滲透概率的思想 4、利用概率波觀點(diǎn)解釋一些現(xiàn)象 5、知道經(jīng)

8、典的粒子與經(jīng)典的波的區(qū)別與聯(lián)系， 6、體會科學(xué)理論的建立過程，體會科學(xué)發(fā)展的無限性，培養(yǎng)學(xué)生的想象力、熱愛科學(xué)。 3、重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn)：通過對概率波的學(xué)習(xí)滲透概率的思想，培養(yǎng)科學(xué)素質(zhì)。難點(diǎn)：對概率波的理解。 二、案例設(shè)計 （一）新課的引入 光具有波粒二象性，粒子也有波粒二象性，只是不同條件下表現(xiàn)出粒子性和波動性程度有差異。不過我們在所說波動性和粒子性時頭腦中所呈現(xiàn)的只是經(jīng)典的粒子和經(jīng)典的波。 那么什么是經(jīng)典的粒子和經(jīng)典的波？非經(jīng)典的粒子和波又是怎樣的呢？ 引出新課——概率波。 1、什么是經(jīng)典的粒子和經(jīng)典的波呢？ 預(yù)測：學(xué)生雖然已學(xué)過粒子和波的有關(guān)內(nèi)容，有一些比較些散亂的知識

9、，但對它們的基本特征仍不能抽象出來，書本上雖然也有解釋，可是對大部分學(xué)生來說還是難于理解透徹，所以本處教學(xué)設(shè)計在學(xué)生看書的基礎(chǔ)上，教師通過較感性的、較熟悉的具體的例子的分析講解來進(jìn)行構(gòu)建。 科學(xué)家在分析物理現(xiàn)象、建立科學(xué)理論時，經(jīng)常建立模型，就研究對象而言，物理學(xué)家建立了粒子模型和波動模型，利用這種模型他們解釋了眾多的科學(xué)問題。 引導(dǎo)學(xué)生對機(jī)械運(yùn)動進(jìn)行分類，回顧力與運(yùn)動的關(guān)系。 學(xué)生舉例：汽車在公路上直線運(yùn)動，物體做自由落體運(yùn)動，地球繞太陽公轉(zhuǎn)，飛船上火星。。。。。。。等都是以粒子的方式進(jìn)行處理的。 在此基礎(chǔ)上歸納出經(jīng)典粒子的基本特征：有一定的的空間大小，有一定的質(zhì)量，有的有電荷。只要

10、知道物體的初始條件（初始位置、初速度）以及受力情 況，由牛頓第二定律可知，就能確定它們以后任意時刻的位置和速度，進(jìn)而確 定它們在空間中的運(yùn)動軌跡。（多媒體顯示，）強(qiáng)調(diào)雖然有些問題由于技術(shù)原因目前還無法解決，但就理論來說是不成問題 的。 師生互動總結(jié)出經(jīng)典的波：經(jīng)典的波在空間中是彌散開來的，其特征是具有 波長和頻率，具有時空的周期性。（多媒體顯示）學(xué)生舉例：聲波，電磁波，水波可用波長和頻率周期性變化的量來描述，具 有時空周期性。具有干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象。 2、可以看出經(jīng)典的粒子和經(jīng)典的波是完全不同的兩件事，但是在現(xiàn)代物理 當(dāng)中卻是統(tǒng)一的，科學(xué)家是如何把它們統(tǒng)一起來的呢？ （說

11、明：由于經(jīng)典的粒子和經(jīng)典的波相差甚遠(yuǎn)，可這里卻說它們是統(tǒng)一的， 自然能營造一個較大的反差，會使學(xué)生形成奮奮心里，便學(xué)生的進(jìn)一步學(xué)習(xí)，同 時使學(xué)生認(rèn)識到人們對事物的認(rèn)識要經(jīng)歷從偏面到全面，從特殊到一般，從對立 到統(tǒng)一的過程。對粒子和波的認(rèn)識也同樣如此） 在經(jīng)典物理學(xué)中，雖然粒子和波是兩種不同的研究對象，具有非常不同的表現(xiàn)。但進(jìn)一步的分析中不難看出，經(jīng)典的粒子和經(jīng)典的波是相互聯(lián)系，不可分割的。 如：上節(jié)課講到的光具有波粒二象性；實(shí)物也有德布羅意波長、頻率，粒子有波動性，只是粒子性更明顯；分析水波、繩子抖出的波……等機(jī)械波等問題時，也認(rèn)為波上的各個質(zhì)點(diǎn)在上下振動的同時能量向外傳播，即認(rèn)為波

12、中有粒子，波是粒子的振動向外傳播的結(jié)果。 顯然，經(jīng)典的粒子和經(jīng)典的波是狹義。 3、那么如何理解以上現(xiàn)象才全面呢？（以光的干涉現(xiàn)象為例）（同時多媒體展示圖片） 楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn) 雙縫干涉圖樣（明暗相間條紋） 提問：按照光的波動理論如何解釋條紋的明暗？學(xué)生：屏上條紋的明暗表示到達(dá)屏上的光相疊加強(qiáng)度不同，明紋處光波加強(qiáng)，暗紋處光波減弱。 如果用光子學(xué)說如何解釋條紋的明暗呢？學(xué)生：每個同頻率的光子都有相同的一份能量，條紋明暗的分布應(yīng)該是到達(dá)屏上的光子數(shù)目多少的分布。因此光的強(qiáng)度對應(yīng)光子的數(shù)目，明紋處到達(dá)的光子數(shù)多，暗紋處到達(dá)的光子數(shù)少。 3、光的波動性是否是光子之間的相互作用

13、引起的呢？如果是波動性就不是光的本性。 提問：有什么辦法可以解決此問題? 預(yù)測：學(xué)生如果沒有預(yù)習(xí)很難想到用什么方法，但可能知道是做實(shí)驗(yàn)。教師通過沖鋒槍射出的子彈，沙子通過漏斗來進(jìn)行引導(dǎo)由學(xué)生先看書，老師再提問學(xué)生回答：科學(xué)家采用如下方式做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，讓光源非常弱，以至它在前一個光子到達(dá)屏幕之后才發(fā)射第二個光子。結(jié)果屏上得到的圖片如下（多媒體展示圖片） 數(shù)少數(shù)光子打在屏上 較多光子產(chǎn)生干涉 大量的光子產(chǎn)生干涉條 學(xué)生觀察現(xiàn)象： 1、左側(cè)圖片清晰的顯示了光的粒子性，面隨光子數(shù)的增多波動性越來越明 顯． 2、光子落在某些條形區(qū)域內(nèi)的可能性較大（對于波的干涉即為干涉加強(qiáng)區(qū)），說

14、明光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性的大小可以用波動規(guī)律來顯現(xiàn)并進(jìn)行解釋． 結(jié)果證實(shí)：盡管單個光子的落點(diǎn)不可預(yù)測，但是長時間曝光之后仍然得到了類似于干涉圖樣的明暗相間的條紋。表明光的波動性不是光子相互作用引起的，波動性是光子自身的固有屬性。也就是說“一個光子”也具有的波動性”。 3、提問：單個光子通過狹縫后到底落在屏上的那一點(diǎn)呢？預(yù)測：學(xué)生無法指出，同時光子是一種概率波實(shí)在太抽象了，超出了學(xué)生的想象，學(xué)生一時難于接受，所以本處按排兩個實(shí)驗(yàn)，一個是伽爾頓板實(shí)驗(yàn)，另一個是硬幣落地正反面概率實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行一次討論。意在把難點(diǎn)分化，建立臺階，讓學(xué)生更好的完成理論的建構(gòu)。 教師做演示實(shí)驗(yàn)——伽爾頓板實(shí)驗(yàn)：（無

15、條件的學(xué)?？捎貌Ａ?、漏斗、沙子替代）如圖，學(xué)生觀察現(xiàn)象。 教師總結(jié)：在伽爾頓板實(shí)驗(yàn)中，雖然單個小球下落的位置是不確定的，但是小球落在中間狹槽的可能性要大一些，即小球落在中間的概率較大、落在邊沿的概率?。? 做硬幣正反面落地實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步對“概率”一詞進(jìn)行說明。 4、提問：單個光子落點(diǎn)無法確定，大量的光子通過狹縫后落在屏上不同位子的多少能否預(yù)測呢？ 光子本身相當(dāng)于小球就單個光子的落點(diǎn)是不能確定，但光子在空間出現(xiàn)的概率可以通過波動的規(guī)律來確定。 （插入物理學(xué)史：確立光的粒子說的牛頓，并未否定光的波動性，他在解釋光現(xiàn)象時，還多次提出了光的周期性） 學(xué)生回答：落在明紋處的概率大，落在暗紋處的概

16、率小。 教師進(jìn)一步指出：雖然不能確定單個光子的落點(diǎn)，但光子在空間出現(xiàn)的概率可以通過波動的規(guī)律來確定。所以光子本身是一種概率波。（多媒體展示概率波概念） 思考討論：光是是經(jīng)典意義上的光子或經(jīng)典意義上的波嗎？ 可以看出現(xiàn)在的光子已經(jīng)不是經(jīng)典意義上的光子，單個光子無法確定的具體位置即無確定的軌跡。同樣現(xiàn)在的波也非經(jīng)典意義上的波了，它是大量粒子有規(guī)律性的顯現(xiàn)。 所以光子是概率波，可以看出這是物質(zhì)波粒二象性的特有表現(xiàn)形式。 5、電子和其它粒子也具有波粒二象性它們是否也概率波呢呢？ 實(shí)踐證明：單個粒子的位置是不確定，但大量粒子在某點(diǎn)附近出現(xiàn)的概率的大小可以由波動的的規(guī)律確定，大量粒子的概率分布

17、導(dǎo)致確定的宏觀結(jié)果，例如：衍射圖樣，干涉圖樣。電子和其它粒子也是概率波。 6、由學(xué)生用筆寫本節(jié)課所學(xué)的主要內(nèi)容和感受，教師拿來展示。 三、案例評析 本節(jié)課由于教材內(nèi)容抽象深奧學(xué)生不免感覺不知所言，所以教學(xué)設(shè)計中采用分層遞進(jìn)，步步深入的方法，，并且努力創(chuàng)設(shè)問題的情景使學(xué)生在目標(biāo)明確的前提下進(jìn)行啟發(fā)性學(xué)習(xí)。在關(guān)注知識與能力、過程與方法的同時特別注重科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新意識。 本課首先根據(jù)科學(xué)家建模分類回顧經(jīng)典意義上的粒子和經(jīng)典意義上的波，對比發(fā)現(xiàn)它們具有不同的表現(xiàn)，似乎是對立的。接著通過分析光的波粒二象性，機(jī)械波的實(shí)質(zhì)似乎又看到了它們間的聯(lián)系，指出對光來說它的粒子性和波

18、動是集于一身的。從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的懸念，進(jìn)而使學(xué)生更好的投入到重點(diǎn)內(nèi)容——理解概率波的教學(xué)中來。同時增設(shè)兩個實(shí)驗(yàn)，一個是伽爾頓板實(shí)驗(yàn)，另一個是硬幣落地正反面概率實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行一次討論，利用圖文并茂的方式更使抽象問題具體化、感性化。通過過程的學(xué)習(xí)（而非硬加的）自然的建構(gòu)起了概率波的模型，使的光的粒子性、波動性得以統(tǒng)一，意識到經(jīng)典物理的缺陷，體會到自然世界的有趣和美妙。再由光是概率波，推廣到電子及其它微觀粒子也是概率波這一共性。讓學(xué)生充分的領(lǐng)略到自然規(guī)律由片面到全面，由個別到普遍，由對立到統(tǒng)一的發(fā)展過程，不但擴(kuò)大了學(xué)生知識面，培養(yǎng)學(xué)生的能力，而且讓學(xué)生領(lǐng)略到科學(xué)的研究方法，能促進(jìn)學(xué)生科學(xué)的世界觀和價值觀的形成，大大的增進(jìn)了學(xué)生對科學(xué)的熱愛和對科學(xué)探究的欲望。