2019-2020年高中物理 楞次定律的應用教案 人教版二冊

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1、2019-2020年高中物理楞次定律的應用教案人教版二冊 一、教學目的 1．熟練運用楞次定律判斷感應電流的方向。 2．熟練運用楞次定律，由感應電流的方向判斷引起感應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化和守恒定律的一種具體表現形式。 二、教學重點：熟練運用楞次定律解決實際問題。 三、教學難點：熟練運用楞次定律解決實際問題。 四、教學方法：實驗+啟發(fā)式 五、教具：線圈、靈敏電流計、磁鐵、投影片 六、教學過程 （一）復習引入 上節(jié)課講了楞次定律，其內容是什么？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．根據楞次定律確定感應電流的磁場方向。 4．利用安培定則確定感應電流的方向。 （二）進行新課 I.應用楞次定律，判斷感應電流的方向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，當磁鐵的s極移近或遠離螺線管時判斷感應電流的方向。 （引導學生操作楞次定律） （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：感應電流的磁場（判斷：由于感應電流的磁場要阻礙磁通量的增加, 因

3、此感應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電流的方向。 磁通量增加，感應電流磁場與原磁場反向。 （2）條形磁鐵遠離螺線管 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：感應電流的磁場（感應電流的磁場方向跟原來的磁場方向相同：體現“阻礙”） ④ 利用安培定則確定感應電流的方向。 磁通量減少，感應電流磁場與原磁場相同。 ① 感應電流的磁場對原磁場的作用，“阻礙”相對運動 ② 磁通量變化過程，對應克服磁場力做功過程，伴隨其它形式能轉化為電能過

4、程，說明楞次定律是能的轉化和守恒定律的表現形式。 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中的感應電流方向如何？電鍵斷開或增大電阻的阻值時，B中的感應電流方向又如何？ （引導學生操作楞次定律） （1）當A中電流增加時，判斷B中感應電流方向。 （2）當A中電流減少時，判斷B中感應電流方向。小結：只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化就產生感應電流，且感應電流的方向一定遵 循楞次定律 （讓學生注意理論判定與演示實驗一致。） II.利用右手定則，判斷導體切割磁感線 【例3】判斷金屬棒中感應電流方向

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一致，在導體切割磁感線時，用右手定則判斷感應電流方向更 簡便。 說明：利用楞次定律及右手定則均可以進行逆向判斷。 （三）練習 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穿過勻強磁場B時，是否有感應電流？它通過A、B、C三處位置時感應電流的方向如何? （四）作業(yè)布置：練習三：（1）至（6）題 板書設計：利用楞次定律判斷感應電流的方向——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、根據楞次定律確定感應電流的磁場方向。 ④ 利用安培定則確定感應電流的方向 2019-2020年高中物理概率波教案新人教版選修3 一、教學內容分析 1、內容與地位 本節(jié)內容為新課程人教版選修模塊3-5第4節(jié)。本節(jié)課主要任務是知道經典的粒子和經典的波及基本特征，通過理論分析和實驗探究理解概率波的概念，知道經典的粒子和經典的波與概率波的區(qū)別與聯系，利用概率波解釋一些現象。本節(jié)課在以前的高中教材只是略為提及主要是在大學里學習，現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系，擴大學生的眼界，培養(yǎng)學生的科學

7、素質和學習科學的興趣。 通過對經典的粒子、經典的波和概率波的學習，讓學生了解經典物理的局限性和近代物理的一些內容，有利于學生從整體上了解物理的發(fā)展，打開了學生的想象空間，激發(fā)學生探索自然了解自然的熱情。有利于培養(yǎng)學生思維能力，促進學生科學的世界觀和價值觀形成。由于本節(jié)內容抽象、理論性強，大量的經驗表明這種課，經常出現的問題是教師講的神采飛揚，學生卻不知所言，采用問題式方式來處理教材往往能避免類似現象的發(fā)生，增強目標的指向性。 2、教學目標 1、知道經典的粒子及基本特性 2、知道經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、利用概率波觀點解釋一些現象 5、知道經

8、典的粒子與經典的波的區(qū)別與聯系， 6、體會科學理論的建立過程，體會科學發(fā)展的無限性，培養(yǎng)學生的想象力、熱愛科學。 3、重點和難點 重點：通過對概率波的學習滲透概率的思想，培養(yǎng)科學素質。難點：對概率波的理解。 二、案例設計 （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的只是經典的粒子和經典的波。 那么什么是經典的粒子和經典的波？非經典的粒子和波又是怎樣的呢？ 引出新課——概率波。 1、什么是經典的粒子和經典的波呢？ 預測：學生雖然已學過粒子和波的有關內容，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，可是對大部分學生來說還是難于理解透徹，所以本處教學設計在學生看書的基礎上，教師通過較感性的、較熟悉的具體的例子的分析講解來進行構建。 科學家在分析物理現象、建立科學理論時，經常建立模型，就研究對象而言，物理學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問題。 引導學生對機械運動進行分類，回顧力與運動的關系。 學生舉例：汽車在公路上直線運動，物體做自由落體運動，地球繞太陽公轉，飛船上火星。。。。。。。等都是以粒子的方式進行處理的。 在此基礎上歸納出經典粒子的基本特征：有一定的的空間大小，有一定的質量，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，進而確 定它們在空間中的運動軌跡。（多媒體顯示，）強調雖然有些問題由于技術原因目前還無法解決，但就理論來說是不成問題 的。 師生互動總結出經典的波：經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、偏振等現象。 2、可以看出經典的粒子和經典的波是完全不同的兩件事，但是在現代物理 當中卻是統一的，科學家是如何把它們統一起來的呢？ （說

11、明：由于經典的粒子和經典的波相差甚遠，可這里卻說它們是統一的， 自然能營造一個較大的反差，會使學生形成奮奮心里，便學生的進一步學習，同 時使學生認識到人們對事物的認識要經歷從偏面到全面，從特殊到一般，從對立 到統一的過程。對粒子和波的認識也同樣如此） 在經典物理學中，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。但進一步的分析中不難看出，經典的粒子和經典的波是相互聯系，不可分割的。 如：上節(jié)課講到的光具有波粒二象性；實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……等機械波等問題時，也認為波上的各個質點在上下振動的同時能量向外傳播，即認為波

12、中有粒子，波是粒子的振動向外傳播的結果。 顯然，經典的粒子和經典的波是狹義。 3、那么如何理解以上現象才全面呢？（以光的干涉現象為例）（同時多媒體展示圖片） 楊氏雙縫干涉實驗 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？學生：屏上條紋的明暗表示到達屏上的光相疊加強度不同，明紋處光波加強，暗紋處光波減弱。 如果用光子學說如何解釋條紋的明暗呢？學生：每個同頻率的光子都有相同的一份能量，條紋明暗的分布應該是到達屏上的光子數目多少的分布。因此光的強度對應光子的數目，明紋處到達的光子數多，暗紋處到達的光子數少。 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? 預測：學生如果沒有預習很難想到用什么方法，但可能知道是做實驗。教師通過沖鋒槍射出的子彈，沙子通過漏斗來進行引導由學生先看書，老師再提問學生回答：科學家采用如下方式做雙縫干涉實驗，讓光源非常弱，以至它在前一個光子到達屏幕之后才發(fā)射第二個光子。結果屏上得到的圖片如下（多媒體展示圖片） 數少數光子打在屏上 較多光子產生干涉 大量的光子產生干涉條 學生觀察現象： 1、左側圖片清晰的顯示了光的粒子性，面隨光子數的增多波動性越來越明 顯． 2、光子落在某些條形區(qū)域內的可能性較大（對于波的干涉即為干涉加強區(qū)），說

14、明光子在空間各點出現的可能性的大小可以用波動規(guī)律來顯現并進行解釋． 結果證實：盡管單個光子的落點不可預測，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呢？預測：學生無法指出，同時光子是一種概率波實在太抽象了，超出了學生的想象，學生一時難于接受，所以本處按排兩個實驗，一個是伽爾頓板實驗，另一個是硬幣落地正反面概率實驗，進行一次討論。意在把難點分化，建立臺階，讓學生更好的完成理論的建構。 教師做演示實驗——伽爾頓板實驗：（無

15、條件的學?？捎貌Ａ俊⒙┒?、沙子替代）如圖，學生觀察現象。 教師總結：在伽爾頓板實驗中，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驗進一步對“概率”一詞進行說明。 4、提問：單個光子落點無法確定，大量的光子通過狹縫后落在屏上不同位子的多少能否預測呢？ 光子本身相當于小球就單個光子的落點是不能確定，但光子在空間出現的概率可以通過波動的規(guī)律來確定。 （插入物理學史：確立光的粒子說的牛頓，并未否定光的波動性，他在解釋光現象時，還多次提出了光的周期性） 學生回答：落在明紋處的概率大，落在暗紋處的概

16、率小。 教師進一步指出：雖然不能確定單個光子的落點，但光子在空間出現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：光是是經典意義上的光子或經典意義上的波嗎？ 可以看出現在的光子已經不是經典意義上的光子，單個光子無法確定的具體位置即無確定的軌跡。同樣現在的波也非經典意義上的波了，它是大量粒子有規(guī)律性的顯現。 所以光子是概率波，可以看出這是物質波粒二象性的特有表現形式。 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？ 實踐證明：單個粒子的位置是不確定，但大量粒子在某點附近出現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、導致確定的宏觀結果，例如：衍射圖樣，干涉圖樣。電子和其它粒子也是概率波。 6、由學生用筆寫本節(jié)課所學的主要內容和感受，教師拿來展示。 三、案例評析 本節(jié)課由于教材內容抽象深奧學生不免感覺不知所言，所以教學設計中采用分層遞進，步步深入的方法，，并且努力創(chuàng)設問題的情景使學生在目標明確的前提下進行啟發(fā)性學習。在關注知識與能力、過程與方法的同時特別注重科學素質的培養(yǎng)，培養(yǎng)學生的思維能力和創(chuàng)新意識。 本課首先根據科學家建模分類回顧經典意義上的粒子和經典意義上的波，對比發(fā)現它們具有不同的表現，似乎是對立的。接著通過分析光的波粒二象性，機械波的實質似乎又看到了它們間的聯系，指出對光來說它的粒子性和波

18、動是集于一身的。從而產生強烈的懸念，進而使學生更好的投入到重點內容——理解概率波的教學中來。同時增設兩個實驗，一個是伽爾頓板實驗，另一個是硬幣落地正反面概率實驗，進行一次討論，利用圖文并茂的方式更使抽象問題具體化、感性化。通過過程的學習（而非硬加的）自然的建構起了概率波的模型，使的光的粒子性、波動性得以統一，意識到經典物理的缺陷，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。讓學生充分的領略到自然規(guī)律由片面到全面，由個別到普遍，由對立到統一的發(fā)展過程，不但擴大了學生知識面，培養(yǎng)學生的能力，而且讓學生領略到科學的研究方法，能促進學生科學的世界觀和價值觀的形成，大大的增進了學生對科學的熱愛和對科學探究的欲望。