1、教 案教學(xué)基本信息課題電磁感應(yīng)中力電問(wèn)題學(xué)科物理學(xué)段： 高中年級(jí)高二教材書名： 物理選修3-1 出版社：人民教育出版社 出版日期：2012年6月教學(xué)設(shè)計(jì)參與人員姓名單位聯(lián)系方式設(shè)計(jì)者陳曉陸人大附中朝陽(yáng)學(xué)施者陳曉陸人大附中朝陽(yáng)學(xué)導(dǎo)者王軍朝陽(yáng)教育研究中件制作者陳曉陸人大附中朝陽(yáng)學(xué)他參與者無(wú)無(wú)無(wú)教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)（一）教學(xué)目標(biāo)：物理觀念：1從“發(fā)電機(jī)單桿模型”出發(fā)，分析桿在恒力作用下或有初速度情況下，能夠從宏觀角度進(jìn)行受力分析并判斷出棒的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；2.能從微觀角度認(rèn)識(shí)電子運(yùn)動(dòng)與相互作用觀點(diǎn)分

2、析電子受力情況，并能從功能關(guān)系上認(rèn)識(shí)各力做功與各能量是如何轉(zhuǎn)化的?？茖W(xué)思維：1從經(jīng)典物理學(xué)理論出發(fā)，通過(guò)構(gòu)建電子在導(dǎo)體棒里運(yùn)動(dòng)模型，能夠推理電子在沿棒方向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，金屬離子對(duì)電子的平均阻力大?。?能夠從法拉第電磁感應(yīng)定律、電動(dòng)勢(shì)定義等角度通過(guò)科學(xué)推理得出棒切割運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的一致性，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維能力的發(fā)展。科學(xué)探究：對(duì)于棒撤去外力后減速運(yùn)動(dòng)，如何求滑行位移、如何畫出安培力與滑行位移之間的圖像，需要學(xué)生做出有依據(jù)的假設(shè)，建立模型，預(yù)設(shè)一些物理量，采用微元思想，選擇物理規(guī)律并論證結(jié)論的正確性?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：科學(xué)知識(shí)是基于一定的觀察和推理得到，科學(xué)知識(shí)在一定程度上具有創(chuàng)造性，科學(xué)知識(shí)

3、的學(xué)習(xí)有一定的暫時(shí)性，是可以改變的，這些都是滲透科學(xué)本質(zhì)的教育。（二）教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1通過(guò)建構(gòu)物理模型，先從宏觀上對(duì)棒受力分析，再?gòu)奈⒂^上對(duì)電子受力分析，并能從功能關(guān)系上分析力做功過(guò)程將引起哪些能變化；2通過(guò)電子在棒里定向移動(dòng)，學(xué)會(huì)推理論證兩個(gè)洛倫茲力分力做功代數(shù)和為零，加深洛倫茲力永不做功的思維認(rèn)識(shí)并能認(rèn)識(shí)到洛倫茲力雖不做功，但能傳遞能量作用。 教學(xué)難點(diǎn)：1發(fā)電機(jī)模型里內(nèi)電路（棒）與外電路（電阻R）中電場(chǎng)力對(duì)一個(gè)電子做功代數(shù)和為零，做功的過(guò)程中能量分別如何轉(zhuǎn)化；2學(xué)會(huì)利用微元物理思想，用動(dòng)量定理處理相關(guān)物理問(wèn)題。教學(xué)過(guò)程(表格描述)教學(xué)環(huán)節(jié)主要教學(xué)活動(dòng)設(shè)置意圖任務(wù)一：導(dǎo)體棒在恒力作

4、用下從靜止開始運(yùn)動(dòng)，完成以下兩個(gè)問(wèn)題任務(wù)二：多角度推導(dǎo)棒切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并從微觀上分析棒內(nèi)電子運(yùn)動(dòng)過(guò)程的受力 任務(wù)三：導(dǎo)體棒僅在安培力作用下的減速運(yùn)動(dòng)任務(wù)四：磁場(chǎng)變化時(shí)產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，分析棒的運(yùn)動(dòng)任務(wù)五：總結(jié)提升1總結(jié)提升2（1）提出問(wèn)題：一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是由哪些物理量共同決定的？（2）分別從電學(xué)對(duì)象和力學(xué)對(duì)象對(duì)電路和棒進(jìn)行分析，利用牛頓第二定律分析棒的加速度表達(dá)式；（3）展示合力、加速度、速度、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流、以及安培力之間的內(nèi)在聯(lián)系。（1）重點(diǎn)從法拉第電磁感應(yīng)定律和電動(dòng)勢(shì)角度推導(dǎo)棒切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，強(qiáng)調(diào)通過(guò)電子受力平衡推導(dǎo)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)需要斷開外電路；（2）求路端電壓時(shí)，規(guī)范

5、畫出等效電源和等效電路；（3）分別從平衡和能量守恒角度推理論證自由電子在棒中定向移動(dòng)時(shí)金屬離子對(duì)電子的平均阻力大小。（1）分析并畫出導(dǎo)體棒減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力，分析安培力做負(fù)功時(shí)能量如何轉(zhuǎn)化以及內(nèi)外電阻能量如何分配；（2）在任務(wù)二基礎(chǔ)上完善電子運(yùn)動(dòng)模型，畫出電子受到的各力，證明洛倫茲的兩個(gè)分力做功代數(shù)和為零；（3）從功是能量轉(zhuǎn)化的量度，從微觀上分析各力做功過(guò)程哪些能量會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)化，如何轉(zhuǎn)化等；（4）通過(guò)微元思想分析導(dǎo)體棒所受安培力大小與滑行位移大小之間的關(guān)系。（1）提出問(wèn)題：導(dǎo)體棒為什么要?jiǎng)?，?dǎo)體棒什么時(shí)候開始動(dòng)；（2）磁場(chǎng)均勻增強(qiáng)時(shí)，畫出回路中感應(yīng)電流的方向，分析棒的所受的各力，以及隨著時(shí)間推移各力分別如何變化等等。分別從產(chǎn)生原因、表達(dá)式、非靜電力來(lái)源、電動(dòng)勢(shì)方向的判斷、以及能量轉(zhuǎn)化等角度進(jìn)行比較動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與感生電動(dòng)勢(shì)圍繞單桿模型總結(jié)本節(jié)課用了哪些物理規(guī)律，包括力學(xué)和電磁學(xué)規(guī)范，歸納本節(jié)課物理思想方法通過(guò)分析棒的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)入手，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到電磁感應(yīng)問(wèn)題最終還是要回歸力學(xué)規(guī)律來(lái)解決多角度推導(dǎo)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式，提高學(xué)生對(duì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)形成的認(rèn)識(shí)；另外從微觀上對(duì)電子沿著棒的長(zhǎng)度方向受力分析，為后續(xù)分析這些力做功做鋪墊構(gòu)建物理模型，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)推理和論證的能力