教科版必修(3-2)《電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)》教案1

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1、 最新教科版必修 (3-2) 《電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)》教案 1 ［要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)］ 1、不同自然現(xiàn)象之間是有相互聯(lián)系的 , 而這種聯(lián)系可以通過(guò)我們的觀察與思考來(lái)發(fā)現(xiàn)。 例如摩擦生熱則表明了機(jī)械運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)是互相聯(lián)系的 , 奧斯特之所以能夠發(fā)現(xiàn)電流產(chǎn)生磁 場(chǎng), 就是因?yàn)樗嘈挪煌匀滑F(xiàn)象之間是互相聯(lián)系和互相轉(zhuǎn)化的。 2、機(jī)遇總是青睞那些有準(zhǔn)備的頭腦 , 奧斯特的發(fā)現(xiàn)是必然中的偶然。發(fā)現(xiàn)中子的歷史過(guò) 程（在選修 3-5 中學(xué)習(xí)）也說(shuō)明了這一點(diǎn)。小居里夫婦首先發(fā)現(xiàn)這種不帶電的未知射線 , 他 們誤認(rèn)為這是能量很高的射線 ,

2、 一項(xiàng)劃時(shí)代的偉大發(fā)現(xiàn)就與小居里夫婦擦肩而過(guò)了。當(dāng)查德 威克遇到這種未知射線時(shí) , 查德威克很快就想到這種不帶電的射線可能是高速運(yùn)動(dòng)的中子流 , 因?yàn)椴榈峦说睦蠋煴R瑟神福早已預(yù)言中子的存在 , 所以查德威克的頭腦是一個(gè)有準(zhǔn)備的頭 腦 , 查德威克就首先發(fā)現(xiàn)了中子 , 并因此獲得諾貝爾物 理學(xué)獎(jiǎng)。所以學(xué)會(huì)用聯(lián)系的眼光看待世界 , 比記住奧斯特實(shí)驗(yàn)重要得多。 3、法拉第就是用聯(lián)系的眼光看待世界的人 , 他堅(jiān)信既然電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng) , 那么利用磁場(chǎng) 應(yīng)該可以產(chǎn)生電流。信念是一種力量 , 但信念不能代替事實(shí)。探索“磁生電”的道路非常艱 苦, 法拉第為此尋找了

3、10年之久 , 我們要學(xué)習(xí)的就是這種百折不撓的探索精神。 4、法拉第為什么走了 10年彎路 , 這個(gè)問(wèn)題值得我們研究。原來(lái)自然界的聯(lián)系不是簡(jiǎn)單的聯(lián)系 , 自然界的對(duì)稱不是簡(jiǎn)單的對(duì)稱 , “磁生電”不象“電生磁”那樣簡(jiǎn)單 , “磁生電”必須在變化、運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中才能出現(xiàn)。法拉第的彎路應(yīng)該使我們對(duì)自然界的聯(lián)系和對(duì)稱的認(rèn)識(shí)更加深刻、更加全面。 ［范例精析］ 例1 奧斯特的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電流的周圍存在磁場(chǎng) , 法拉第經(jīng)過(guò) 10年的努力終于發(fā)現(xiàn)了利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的途徑 , 法拉第認(rèn)識(shí)到必須在變化、運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中才能利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流。法拉第當(dāng)時(shí)歸納出 五種情形 , 請(qǐng)說(shuō)出這五種情形各

4、是什么。 解析 法拉第把能引起感應(yīng)電流的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納為五類：變化的電流、變化的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)的恒定電流、運(yùn)動(dòng)的磁鐵、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體。它們都與變化和運(yùn)動(dòng)有關(guān)。 拓展 法國(guó)物理學(xué)家安培也曾將恒定電流或磁鐵放在導(dǎo)體線圈的附近 , 希望在線圈中看到被 “感應(yīng)”出來(lái)的電流 , 可是這種努力均無(wú)收獲。因?yàn)椤按派姟笔窃谧兓蜻\(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的 物理現(xiàn)象。 例 2 自然界的確存在對(duì)稱美 , 質(zhì)點(diǎn)間的萬(wàn)有引力 F=Gm1m2/r 2 和電荷間的庫(kù)侖力 F=kq1q2/r 2就 是一個(gè)對(duì)稱美的例 子。電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)傳遞的

5、, 質(zhì)點(diǎn)間的相互作用則是通過(guò) 引力場(chǎng)傳遞的。點(diǎn)電荷 q 的在相距為 r 處的電場(chǎng)強(qiáng)度是 E=kq/r 2, 那么質(zhì)點(diǎn) m在相距為 r 處 的引力場(chǎng)強(qiáng)度是多少呢？如果兩質(zhì)點(diǎn)間距離變小 , 引力一定做正功 , 兩質(zhì)點(diǎn)的引力勢(shì)能一定 減少。如果兩電荷間距離變小 , 庫(kù)侖力一 定做正功嗎？?jī)呻姾傻碾妱?shì)能一定減少嗎？請(qǐng)簡(jiǎn) 述理由。 解析 可以應(yīng)用點(diǎn)電荷電場(chǎng)的定義方法定義質(zhì)點(diǎn)的引力場(chǎng)強(qiáng)度 ,E G=FG/m1=Gm/r2如果兩電荷間 1 / 3 距離變小 , 庫(kù)侖力不一定做正功 , 因?yàn)?/p>

6、庫(kù)侖力可能是吸引力 , 也可能是排斥力。如果庫(kù)侖力是 吸引力 , 兩電荷間距離變小則電勢(shì)能減少；如果庫(kù)侖力是排斥力 , 則兩電荷間距離變小電勢(shì) 能增大。 拓展 由以上分析可見(jiàn) , 萬(wàn)有引力和庫(kù)侖力雖然有對(duì)稱性 , 但是因?yàn)殡姾捎姓?fù)兩種 , 而質(zhì)點(diǎn)只有一種 , 所以 庫(kù)侖力做功的情況就要比萬(wàn)有引力做功復(fù)雜一些。 ［能力訓(xùn)練］ 1．史料記載“ 1831年 8月 29日這一天 , 法拉第在接通電池的一剎那 , 偶然看到檢流計(jì)指 針動(dòng)了一下 , 接著便回到了原位 , 然后就一直停住不動(dòng)。??”法拉第因此發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng) 現(xiàn)象 , 圖 4-1-1 是這個(gè)

7、實(shí)驗(yàn)的示意圖 。又有史料記載“瑞士物理學(xué)家科拉頓設(shè)計(jì)了一個(gè)利 用磁鐵在閉合線圈中獲取電流的實(shí)驗(yàn)：將一塊磁鐵在螺線管中移動(dòng) , 使導(dǎo)線中產(chǎn)生感應(yīng)電 流。為了排除磁鐵移動(dòng)對(duì)檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的影響 , 他把檢流計(jì)放到隔壁房間中去 , 用長(zhǎng)導(dǎo)線 把檢流計(jì)和螺線管連接起來(lái)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始了 , 科拉頓把磁鐵插到線圈中去以后 , 就跑到隔壁房 間中去 , 但他十分痛心地看到檢流計(jì)的小磁針靜止在原位。”科拉頓沒(méi)能發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象 , 他的實(shí)驗(yàn)示 意圖見(jiàn)圖 4-1-2 。請(qǐng)你分析一下 , 科拉頓沒(méi)能看到電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原因是什么？

8、 科拉頓沒(méi)能看到電磁感 應(yīng)現(xiàn)象的原因是因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象是在變化或運(yùn)動(dòng)的過(guò)程 中出 現(xiàn)的 , 當(dāng)科拉頓趕到隔壁房間去時(shí) , 檢流小磁針已經(jīng)動(dòng)過(guò)了 , 所以他沒(méi)能看到電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 2．科學(xué)家對(duì)自然現(xiàn)象和自然規(guī)律的某些信念在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中起著重要的作用。結(jié)合具體 2 / 3 例子說(shuō)說(shuō)這種作用。 牛頓相信使蘋(píng)果下落的力和“使月亮下落的力”是同 一種力 , 導(dǎo)致萬(wàn)有引力

9、定律的發(fā) 現(xiàn)（牛頓認(rèn)為如果月亮不下落 , 應(yīng)該是沿軌道圓的切線運(yùn)動(dòng) , 現(xiàn)在月亮沿圓周運(yùn)動(dòng) , 所以月亮 實(shí)際上是下落了）；奧斯特、法拉第相信電與磁是 相互聯(lián)系的 , 導(dǎo)致他們分別發(fā) 現(xiàn)了電流 的磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 3．設(shè)有兩個(gè)物體 , 一個(gè)是熱的 , 另一個(gè)是 冷的 , 或更確切他說(shuō)：一個(gè)物體的溫度比另一 個(gè)高些。我們使它們進(jìn)行接觸 , 并使它們不受到任何外界影響 , 我們知道 , 最后它們會(huì)達(dá)到同 樣的溫度。但是這個(gè)情況是怎樣發(fā)生的呢？從它們開(kāi)始接觸起到它們達(dá)到同樣溫度的時(shí)間 里, 究竟發(fā)生了什么呢？有人的腦海中 想象這么一個(gè)圖景：熱從

10、一個(gè)物體流向另一 個(gè)物體 , 正如水由較高的水位流向較低的水位一樣。于是這些人因此提出這樣的類比：“水——熱 水” , “較高的水位——較高的溫度” , “較低的水位——較低 的溫度” , 水的流動(dòng)一直要 繼續(xù)到兩個(gè)水位相同 , 熱的流 動(dòng)也要到溫 度相等時(shí)才停止。這些 人的觀點(diǎn)是：“熱是一種 物 質(zhì) , 就像物體的質(zhì)量一樣。它的量可以改變 , 也可以不改變 , 正如錢一樣 , 可以儲(chǔ)存在保險(xiǎn) 柜里 , 也可以花掉。只要保險(xiǎn)柜始終鎖著 , 柜里面錢的總數(shù)就始終保持不變 , 和這一樣 , 一個(gè) 被隔離的物體中的質(zhì)量的總數(shù)和熱的總數(shù)也是不變的?！? 請(qǐng)你對(duì)

11、上述 觀點(diǎn)作些點(diǎn)評(píng) , 如果同意就說(shuō)說(shuō) 論據(jù) , 如果反對(duì)就說(shuō)說(shuō)理由。 這種類比的思想方法不能否定 , 但得出的結(jié)論不能茍同。例如我們用一砂輪打摩一鐵塊 , 鐵塊和鐵屑的總質(zhì)量是不改變的 , 但是只要打摩不停 , 熱就可以源源不斷地增加?？梢?jiàn)熱是 一種能量 , 它可以從其它形式的能量轉(zhuǎn)化而來(lái)。這一例子也告訴我們 , 對(duì)自然現(xiàn)象的聯(lián)系與 對(duì)稱要深刻研究 , 全面理解。 4．請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)教科書(shū)把科學(xué)發(fā)現(xiàn)中經(jīng)歷的失敗和挫折表達(dá)出來(lái)有什么意義？ 失敗和挫折能夠起到警示作用 , 使我們更加 聰明 , 少走彎路。 3 / 3