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      2. 《怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流》教學(xué)設(shè)計(jì)

        時(shí)間:2021-07-10 19:44:00 教學(xué)設(shè)計(jì) 我要投稿

        《怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流》教學(xué)設(shè)計(jì)模板

          (一)[設(shè)計(jì)意圖]

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          法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),凝聚了法拉第十年的心血,是一個(gè)艱辛而漫長(zhǎng)的探究過程,我們今天的學(xué)習(xí),不可能要求學(xué)生在短短的一節(jié)課時(shí)間內(nèi),完全通過自己的努力來重現(xiàn)這一偉大的發(fā)現(xiàn),本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)在于引領(lǐng)學(xué)生在探究過程中領(lǐng)會(huì)科學(xué)的研究方法,形成正確的探究觀念和探究意識(shí);在于通過物理學(xué)史的介紹,使學(xué)生被科學(xué)家的精神所感動(dòng),從而達(dá)到發(fā)展學(xué)生積極的情感、態(tài)度和價(jià)值觀的教學(xué)效果!!

         。ǘ┮

          1、講述“逆向思維結(jié)碩果”故事(見附錄1)

          2、如圖所示,師生共同做奧斯特的“電磁”實(shí)驗(yàn),啟發(fā)思考:磁 -->電?

          說明:以故事引入新課,一方面能激發(fā)學(xué)生的興趣,另一方面是本節(jié)課以“逆向思維”為主線的起點(diǎn)。

          二、對(duì)探究磁-->電實(shí)驗(yàn)器材的選擇

          1、引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“電 磁”實(shí)驗(yàn)中各部分器材作用的分析:

          (1)電源——產(chǎn)生電流;

          (2)導(dǎo)線和開關(guān)——形成閉合電路;

          (3)小磁針——檢驗(yàn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生

          2、繼續(xù)運(yùn)用“逆向思維”選擇磁 電實(shí)驗(yàn)器材:

          (1)磁鐵——產(chǎn)生磁場(chǎng);

          (2)導(dǎo)線和開關(guān)——形成閉合電路;

          (3)電流表——檢驗(yàn)電流的產(chǎn)生。

          說明:①啟發(fā)學(xué)生思考如何選擇檢驗(yàn)電流產(chǎn)生的儀器,學(xué)生可能有小燈泡、電動(dòng)機(jī)、電流表等方案,類比奧斯特實(shí)驗(yàn)中選用靈敏的小磁針,確定選用靈敏電流計(jì); ②在這一過程中,同學(xué)們面前擺放的是電 。磁實(shí)驗(yàn)器材,并且要求他們合上課本,運(yùn)用“逆向思維”對(duì)實(shí)驗(yàn)所需器材進(jìn)行分析推理。

          三、探究磁 電的實(shí)驗(yàn)過程

          1、閉合開關(guān)、觀察的電流計(jì)的指針沒有偏轉(zhuǎn);

          2、師生共同分析是否因?yàn)榇艌?chǎng)不夠強(qiáng),斷開開關(guān),分別改接條形磁鐵和馬蹄形磁鐵并分別將它們放在導(dǎo)線的不同位置后閉合開關(guān);

          3、在“失望”地認(rèn)為磁不能產(chǎn)生電后,教師似“無意間”拿走馬碲形磁鐵,學(xué)生們突然發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)了,重復(fù)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)磁的確能產(chǎn)生電流;

          4、得出初步結(jié)論:“運(yùn)動(dòng)”是磁生電的必要條件。

          說明:似乎無意間發(fā)現(xiàn)磁能生電,符合法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的探究歷程(見附錄2)

          四、學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn),探究“運(yùn)動(dòng)”是否是磁生電的充分條件?

          1、給學(xué)生提供靈敏電流計(jì)和馬蹄形磁鐵,進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn);

          2、學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)可能會(huì)發(fā)現(xiàn),雖然導(dǎo)線在運(yùn)動(dòng),但在如下情況不能產(chǎn)生電,如:①開關(guān)斷開;②導(dǎo)線里外運(yùn)動(dòng);③導(dǎo)線上下運(yùn)動(dòng)。

          五、利用直觀表示磁場(chǎng)的“磁感線”,分析產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因,得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件——切剖磁感線。

          說明:①?gòu)摹八摹钡健拔濉钡倪^渡語言:因?yàn)榇艌?chǎng)是看不見摸不著的特殊物質(zhì)十分抽象,所以在前面我們是用什么方法來直觀地研究磁場(chǎng)?生答:磁感線,那么我們這里也利用磁感線來研究:為什么同樣是導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生的現(xiàn)象卻不同?

         、诎训匕搴吞旎ò宸謩e比喻成磁體的`N極、S極,請(qǐng)同學(xué)們舉手表示“磁感線”,教師用手中的教棒模擬切割磁感線運(yùn)動(dòng),進(jìn)一步加強(qiáng)同學(xué)們對(duì)“切割”的感性認(rèn)識(shí)。如果想讓學(xué)生親身體會(huì)一下“切割”的感覺 ,只要兩人合作,一人舉手代表磁感線,另一人舉手代表導(dǎo)體,十分方便有效!

          六、換用不同的磁鐵或線圈進(jìn)一步驗(yàn)證產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件后,打開課本理解法拉第的電磁感應(yīng)定律。

          七、練習(xí)鞏固

          說明:若時(shí)間允許補(bǔ)充說明物理學(xué)中引入圖1、圖2表示方法的必要性。老師們喜歡用射箭比喻磁場(chǎng)的方向,我覺得這還不夠,就像物理學(xué)中引入了很多字母,但總有一部分同學(xué)不喜歡用,是其記不住嗎?我覺的不是,關(guān)鍵是教師沒有交代清楚其引入的意義和必要性,如圖中圓圈表示導(dǎo)體里外放置,是因?yàn)楫?dāng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí),我們從正面只能觀察的其橫截面,同理圖2也是如此,在教學(xué)過程中我們可利用課件或?qū)嵨铮寣W(xué)生觀察到動(dòng)態(tài)的過程,從而真正達(dá)到理解的效果。

          附錄一:“逆向思維”結(jié)碩果

          傳說我國(guó)古代滄州城外有一座廟宇,年久失修,一天山門坍塌了,門前的一對(duì)石獅滾進(jìn)了附近的一條河中。一年后,和尚重建山門,想起還有一對(duì)石獅留在河里,于是雇人坐船到河的下游去打撈,尋找了十余里,終無所獲,感到很奇怪。這時(shí)一位老船工路過這里,問明了石獅沉河的經(jīng)過,便叫打撈的人到上游去尋找。眾人聽后十分驚訝,半信半疑地懷著試試看的心情到上游去找。果然很快在上游八里外的河底找到了那兩個(gè)石獅子。眾人嘆服老船工的指引,便探問緣由。老船工說:“石獅很重,沉入河底后,河水難于沖動(dòng)石獅,卻把石獅的泥沙帶走了。天長(zhǎng)日久,石獅受水沖擊的上游方向逐漸形成了一個(gè)凹坑,坑越?jīng)_越大,當(dāng)它深度超過石獅的一半時(shí),石獅便向上游方向滾進(jìn)坑里,這樣年復(fù)一年,石獅就自然(科學(xué))而然滾到河的上游去了。眾人聽后心悅誠(chéng)服。

          世上有些事乍看起來有些違反常規(guī),但實(shí)際上卻合情合理,因?yàn)槭挛锉緛硎菑?fù)雜的,是由多種因素促成的,要想對(duì)付復(fù)雜的事物,自己的頭腦就要變得聰明些,而上述事物正好說明“逆向思維”給我們的啟示。類似的創(chuàng)意還有:

          在動(dòng)物園里,把動(dòng)物關(guān)在籠子里,游人在園內(nèi)觀賞動(dòng)物是一般常規(guī)。但是在野生動(dòng)物園里,動(dòng)物是放牧式的,為了防止獅虎對(duì)人的襲擊和傷害,卻讓游人坐到封閉的汽車內(nèi)去進(jìn)行參觀游玩,卻又別有一番情趣。

          生產(chǎn)玩具的廠家,其設(shè)計(jì)一般都追求色彩鮮艷、造型美觀可愛而贏得顧客的喜愛,然而美國(guó)鬼才公司卻設(shè)計(jì)了一種外皮皺巴巴丑惡的玩具狗,這種一反常態(tài)的構(gòu)思,是一種風(fēng)格迥異的丑狗,丑中還透出一絲憨態(tài),從而引起人們的獵奇心,覺得花幾個(gè)錢抱一只奇異的狗回家是值得的。不出所料,皺皮狗成為市場(chǎng)上的暢銷產(chǎn)品。

          美國(guó)物理學(xué)家瑞利采用逆向思維法取得重大發(fā)明并獲得諾貝爾獎(jiǎng)。一次他在測(cè)量氮?dú)饷芏葧r(shí),分別采用哈考特法和雷尼奧法,結(jié)果得出的氮?dú)饷芏认嗖钋Х种弧_@么小的誤差對(duì)一般人往往很難引起注意。然而瑞利認(rèn)為這個(gè)誤差超出了正常實(shí)驗(yàn)的范圍。于是他采用“逆向思維法”,即不是減少差值,而是相反擴(kuò)大差值去探索其中原因,經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)終于發(fā)現(xiàn)了氬原子。

          另一位科學(xué)家蘭米爾,他采用“逆向思維”法,發(fā)明了充氣電燈泡。當(dāng)時(shí)的電燈泡有個(gè)致命的弱點(diǎn),鎢絲通電后很容易發(fā)暗,使用不久燈泡壁就會(huì)發(fā)黑。一般人按常規(guī)思維都認(rèn)為要克服這個(gè)毛病必須進(jìn)一步提高燈泡的真空度。但蘭米爾的想法與眾不同。他不是去提高燈泡的真空度,而是相反采用充氣法,他分別將氫氣、氮?dú)、二氧化碳、氧氣等充入燈泡,觀察和研究它們?cè)诟邷氐蛪合屡c鎢絲的作用。與他發(fā)現(xiàn)氮?dú)庥袦p少鎢絲蒸發(fā)的作用時(shí),便斷定鎢絲在氮?dú)庵锌梢匝娱L(zhǎng)工作時(shí)間。1928年,他由于充氣燈泡的發(fā)明而榮獲帕金獎(jiǎng)?wù)隆?/p>

          把思維方法來個(gè)一百八十度的大轉(zhuǎn)變,有時(shí)竟取得想不到的效果。歷史上有許多科學(xué)家就是采用逆向思維法而取得重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的。

          附錄二:法拉第發(fā)現(xiàn)“電磁感應(yīng)”

          自從1820年奧斯特宣布電能使磁針偏轉(zhuǎn)后,法拉第就想,電真的變成了磁,反過來想,磁為什么變不成電呢?他在筆記本上寫了:“轉(zhuǎn)磁為電”幾個(gè)大字,口袋里常裝著一塊馬蹄形磁鐵,一個(gè)線圈。就這樣苦思苦想,常驗(yàn)常試。他先是用磁鐵去碰導(dǎo)線,電流計(jì)不動(dòng),在磁鐵上繞上導(dǎo)線,還是沒有電。干脆把磁鐵裝在線圈的肚子里,接上電流計(jì),指針依然紋絲不動(dòng)。法拉第就這樣顛來倒去,從1821年開始到1831年不覺已過去整整10年,腦汁絞盡,十指磨破,也沒變出一絲絲電來。一天,他又在地下實(shí)驗(yàn)室干了半天,還是毫無結(jié)果,便說了聲:“算了吧!”氣得將那根長(zhǎng)條磁鐵向線圈里嗵地一聲扔進(jìn)去,仰身向椅子上坐去?墒蔷驮谒錾硐蛞巫由献囊粍x那間,他忽然看見電流計(jì)上的指針向左顫動(dòng)了一下。他趕快眨了一下眼,再看指針又在正中不動(dòng)了。他想也許是看花眼了,因?yàn)槿藗冊(cè)诟叨燃芯Φ膶?shí)驗(yàn)中,有時(shí)看到的只是自己希望的假象。他這么想著就欠著身子將磁鐵抽出來再試一次。不想這一抽指針又向右動(dòng)了一下,這回可是真真切切的。他忙又將磁鐵插回,指針又向左偏了一下。哎呀,有電了,磁成電了。十年相思苦,一朝在眼前!法拉第將那磁鐵在線圈里不停地抽出插入,上上下下就如同搗蒜一般,把個(gè)桌子捅得咚咚直響,那電流計(jì)上的指針也就像撥浪鼓似的左右搖個(gè)不停,原來磁變電是要通過運(yùn)動(dòng)!這時(shí)法拉第那個(gè)賢惠溫柔的妻子薩拉見他到時(shí)還不上來吃飯,就端著一盤面包、牛奶,幾樣小菜送到地下室來,剛一推門見法拉第正對(duì)著線圈“搗蒜”,便撲哧一聲笑著喊道:“邁克爾,開飯羅!”法拉第抬起頭,扔掉磁鐵像一只小鳥一樣飛到薩拉面前,展開雙臂摟住她的肩膀,就地打了一個(gè)旋。薩拉手中的牛奶面包菜碟統(tǒng)統(tǒng)掉在地上。她喊道:“邁克爾,你怎么啦,牛奶撒了,盤子打了,你吃什么呀。” “不要了,什么也不要了。今天有電了,有電就夠了,只要電就行了!”他這樣語無倫次地念了一段“了了”歌后,便翻身去記日記:

          “1831年10月17日。磁終于變了電……。”

          磁變電這種偉大發(fā)現(xiàn)的幸運(yùn)何以偏偏落到一訂書徒出身的法拉第身上?原因很多,但有一點(diǎn)卻應(yīng)引起我們特別的注意。就是十年前奧斯特通過實(shí)驗(yàn)將電變成磁,法拉第聽說后即反過來這么一想:磁能不能變電?這便是一種相似思維。

          世界上的事物都是互相聯(lián)系的,而這種聯(lián)系常常表現(xiàn)為它們之間的各種相似,抓住這個(gè)相似點(diǎn)也即抓住了它們的紐帶,偉大的發(fā)現(xiàn)常常由此而始。阿基米德身在澡盆里由物落水溢悟出浮力定律;牛頓見蘋果落地而推及地球與蘋果相互吸引,終發(fā)現(xiàn)萬有引力;富蘭克林由毛皮摩擦的電火花而想到雷鳴電閃,因此而探得電的本質(zhì);波義耳因酸霧使紫羅蘭褪色便反向聯(lián)想到以此來檢驗(yàn)酸堿,竟發(fā)明了化學(xué)試劑。善于發(fā)現(xiàn)物與物間的相似,善于由這相似現(xiàn)象進(jìn)而探究其內(nèi)在的聯(lián)系,這是科學(xué)研究的一條重要方法。猶如進(jìn)瓜地而先理其藤,藤在手則瓜無所漏;入宮尋寶而先尋其路,路既通則寶無所遺,新的發(fā)現(xiàn)就會(huì)層出不窮。

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