資源簡介

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《電磁感應》大單元整體教學設計
單元教學課題 高中物理選擇性必修2 第二章《電磁感應》 學科 物理 年級 高二
單元 電磁感應 授課人 你的姓名
單元內容 本單元教學內容：本章共4節，本單元內容在必修第三冊已經電磁感應現象與感應電流的產生條件的此基礎上，從楞次定律開始，進一步研究電磁感應的規律。第1節通過實驗探究影響感應電流方向的因素，闡述楞次定律的內容，這是從感應電流角度來認識電磁感應現象，是認識電磁感應現象的第一個階段。 第2節“法拉第電磁感應定律”從感應電流深入到感應電動勢來理解電磁感應現象，這是第二個階段，它的核心內容是法拉第電磁感應定律E＝ 第3節介紹了渦流、電磁阻尼和電磁驅動。與前面研究電路中的電磁感應現象不同，渦流是導體塊中的感應電流。第4節“互感和自感”闡述了兩種具體的電磁感應現象，特別是自感現象的特點及應用。第3、4節介紹了產生感應電動勢的兩種非靜電力的來源，即洛倫茲力和感生電場，它揭示了電磁感應現象的本質，這是認識電磁感應現象的第三個階段。 本單元內容的邏輯結構: 本章教材教學內容在整體上做了如下設計： 1.從運動與相互作用及能量的角度來分析楞次定律 教材通過實驗展示把磁極插入線圈或從線圈內抽出時，感應電流的方向并不相同，引出探究活動并得出結論：“感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。”進一步分析探究實驗，推力或拉力都必須做機械功，做功過程中消耗的機械能轉化為感應電流的電能。總的來看，阻礙的作用是把其他形式的能量(或其他電路的電能)轉化(或轉移)為感應電流所在回路的電能，在這個過程中，能量總是守恒的。楞次定律的深刻意義，正是在于它是能量的轉化與守恒定律在電磁感應現象中的體現，而這種能量的轉化與守恒關系是通過“阻礙”作用具體體現出來的。 2.楞次定律的得出運用了歸納推理的科學思維方法 歸納推理是從一類事物的部分對象所具有的某種屬性出發，推理出這類事物的所有對象都具有共同屬性的推理方法，也就是由具體結論推理出一般規律的方法。楞次定律的得出就運用了歸納推理。在紙上畫出實驗的草圖，記錄磁極運動的全部四種情況，把實驗結果記錄在表格中，分析四種情況，逐步歸納推理得出反映感應電流方向的規律。 3.通過探究得出影響感應電流方向的因素 首先，教材通過“問題”欄目中的實驗引出探究的問題：“感應電流的方向與哪些因素有關 ”其次，根據學生學過的感應電流產生的條件“穿過閉合回路的磁通量變化”,引導學生猜想感應電流的方向可能與磁通量的變化有關。進而再通過探究實驗尋找感應電流的方向與磁通量的變化之間的關系。 學生通過觀察，記錄磁極運動的全部情況。這個實驗的操作和記錄難度不大，難點在于感應電流的方向與磁通量變化如何建立起聯系。教材通過“進一步分析可以想到，磁體周圍存在磁場，感應電流也會產生磁場。感應電流磁場的磁通量與磁體磁場的磁通量有沒有聯系呢 ”引導學生突破難點。“由于線圈的橫截面積是不變的，磁通量的變化可以用磁場的變化來體現。感應電流的方向與磁場的方向有關，我們應該選擇磁體的磁場和感應電流的磁場進行分析。”在此基礎上，分析得出無論磁通量增大還是減少，感應電流都會阻礙磁通量的變化。 4.重視理論聯系實際 渦流是在金屬塊中產生的感應電流，這是與電路中產生感應電流不同的另一類電磁感應現象。渦流的重要性表現在：它能造成危害，但又有很多有益的應用。教材在理論聯系實際方面做了比較系統的安排，如先介紹渦流的熱效應和磁效應的各種應用，接著又介紹渦流的機械效應(即電磁阻尼和電磁驅動)的各種應用。另外，在介紹互感現象和自感現象時也介紹了多個實例，注意培養學生理論聯系實際的能力。 5.注意揭示電磁感應現象的物理本質 必修第三冊已經介紹了電磁感應現象的特征是閉合電路中出現了感應電流，條件是穿過閉合電路的磁通量發生變化。需要注意，電磁感應現象是在變化、運動過程中出現的效應，雖然引起感應電流的各種變化、運動的形式多種多樣，但都可歸結為穿過閉合電路的磁通量的變化。另外，根據閉合電路歐姆定律，閉合電路中的電流是由電動勢產生的。因此，感應電流是由閉合電路中的感應電動勢產生的。只要穿過閉合電路的磁通量發生變化，閉合電路中就產生了感應電動勢。完整的法拉第電磁感應定律應該包括感應電動勢的大小和方向的內容。為便于學生接受和理解，教材先在第1節介紹了如何判別感應電流的方向，即楞次定律，然后在第2節“法拉第電磁感應定律”中主要介紹了感應電動勢的大小與磁通量變化率之間的關系。楞次定律是電磁感應定律的一部分，用它可以判斷感應電動勢的方向，感應電流的方向與感應電動勢的方向一致。 本單元內容可開發的教學活動與資源:學校實驗室活動，學生自主探究、小組活動、網絡共享資源。 本單元教學重點：楞次定律右手定則，法拉第電磁感應定律，電磁感應的理解運用。 本單元教學難點:楞次定律阻礙的思想。感生和動生電動勢中非靜電力，互感和自感等綜合性問題。
2020新課標要求 2.2.1探究影響感應電流方向的因素，理解楞次定律。 2.2.2通過實驗，理解法拉第電磁感應定律。 2.2.3通過實驗，了解自感現象和渦流現象。能舉例說明自感現象和渦流現象在生產生活中的應用。
單元學情 電動勢的本質是非靜電力移動電荷做功。教材在第2節的“導線切割磁感線時的感應電動勢”中分析了導體運動產生的電動勢及其非靜電力，因為前面一章已經講了洛倫茲力，所以本章對動生電動勢的本質用洛倫茲力做了說明。考慮到隨時間變化的磁場產生渦旋電場是電磁感應規律的核心內容，也是麥克斯韋電磁場理論的基本內容之一，它鮮明地顯示了磁場與電場的聯系，因此教材在第4節介紹了磁場產生的感生電動勢。對電磁感應非靜電力的分析使學生對電磁感應現象的認識又上升到一個新的高度。2004年版《普通高中課程標準實驗教科書物理》在一節中介紹了動生電動勢和感生電動勢，此次修訂把它們分別放到相應的節里，一方面便于理解，另一方面分散了難點。因為課程標準對動生電動勢和感生電動勢沒有要求，所以這部分內容對學生沒有過高要求。
單元目標 內容目標：(1)理解楞次定律，會用楞次定律判斷感應電流方向。理解右手定則，知道右手定則是楞次定律的一種具體表現形式，會用右手定則判斷感應電流方向。 (2)經歷推理分析得出楞次定律的過程，體會歸納推理的方法。 (3)通過實驗，理解法拉第電磁感應定律E＝n。知道E＝Blv是法拉第電磁感應定律的一種特殊形式，會用法拉第電磁感應定律在具體情境中分析求解有關問題。 (4)經歷分析推理得出法拉第電磁感應定律的過程，體會用變化率定義物理量的方法；經歷 推理得出Blvsin θ的過程，體會矢量分解的方法。 (5)了解感生電場，知道感生電動勢產生的原因。會判斷感生電動勢的方向，并會計算它的 大小。 (6)(通過實驗了解渦流現象，知道渦流是怎樣產生的，了解渦流現象的利用和危害。 (7)通過對渦流實例的分析，了解渦流現象在生產生活中的應用。了解電磁阻尼和電磁驅動。 (8)通過實驗了解互感與自感現象，會用自感與互感解釋簡單的電磁現象；知道互感現象與 自感現象是磁場能變化的一種表現。 (9)會從法拉第電磁感應定律的視角認識自感現象，了解自感系數，體會推理分析的科學思 維方法。 (10)知道互感現象與自感現象的防止和應用。 學業目標：理解楞次定律，會用楞次定律判斷感應電流方向。理解右手定則，知道右手定則是楞次定律的一種具體表現形式，會用右手定則判斷感應電流方向。理解法拉第電磁感應定律E＝n。知道E＝Blv是法拉第電磁感應定律的一種特殊形式，會用法拉第電磁感應定律在具體情境中分析求解有關問題。
核心素養 物理觀念：理解楞次定律的內容及實質。知道感應電動勢的定義。知道渦流對我們有不利和有利兩個方面的影響，以及如何利用的防止。知道互感現象和自感現象都屬于電磁感應現象。 科學思維：能運用楞次定律判斷感應電流的方向，解答有關問題。通過實驗理解法拉第電磁感應定律及數學表達式。通過學生的討論和舊知識分析新問題弄清渦流產生的原因以及渦流的特點。了解自感現象在生產生活中的應用和怎樣預防其帶來的不利影響。 科學探究：體驗楞次定律實驗探究過程。經歷分析推理得出法拉第電磁感應定律的過程，體會用變化率定義物理量的方法。通過魔術實驗探究，知道什么是電磁阻尼和電磁驅動現象，并能分析二者的不同點和相同點，以及實質。知道自感電動勢大小受到哪些因素影響和自感產生的原因。 科學態度與責任：感受科學家對規律的研究過程，學習他們對工作嚴肅認真不怕困難的科學態度。過理論與實際的相結合，提高學習的興趣，培養其用理論知識解決實際問題的能力。認識互感和自感是電磁感應現象的兩種現象，感悟特殊現象中有它的普遍規律，而普遍規律中包含了特殊現象的辯證唯物主義觀點。
達成評價表 水平等級水平標準描述自評互評等級一能用理解楞次定律并會判斷感應電流的方向，會計算感應電動勢的大小。等級二會用右手定則判斷感應電流的方向，能綜合運動楞次定律阻礙的思想判斷復磁生電感應電流的方向，理解公式BLvsin θ中L的含義，并會計算轉動產生的電動勢大小。等級三能對常見的生活生產、體育交通中的電磁感應現象問題進行分析推理，過程中提出質疑，養成科學思維的嚴謹性和科學探究意識。能理解動生電動勢和感生電動勢的非靜電力作用。
單元課時規劃和活動實施表 1. 第 1 節 楞次定律2課時2.第 2 節 法拉第電磁感應定律2課時3. 第 3 節 渦流、電磁阻尼和電磁驅動2課時4.第 4 節 互感和自感2課時
第二單元大單元教學（第1課時）學習規劃
學習內容 1.楞次定律
課型課時 探究型2課時
課時目標 物理觀念：理解楞次定律的內容及實質. 科學思維：能運用楞次定律判斷感應電流的方向，解答有關問題 科學探究：體驗楞次定律實驗探究過程 科學態度與責任：感受科學家對規律的研究過程，學習他們對工作嚴肅認真不怕困難的科學態度。
達成評價 理解并運用楞次定律和右手定則判斷出給感應電流的方向，處理實際感應回路中感應電流的方向問題。
驅動性問題 感應電流的產生條件是什么？感應電流的方向由哪些因素決定 遵循什么規律
學習活動 活動準備 1、確定線圈的繞向 2、確定電表指針的偏轉和電流方向的關系 實驗探究 實驗1：找出電流表中指針偏轉方向和電流方向的關系 結論：電流從哪側接線柱流入，指針就向哪一側偏。 實驗2： 上面的實驗用簡單的圖表示為：
及時性評價 對不同小組的課堂活動進行歸納分析，提出課堂活動的合理性、安全性、可操作性和間接性等。
作業設計 完成課堂活動。完成小組分層練習。完成作業反思歸納。
第二單元大單元教學（第2課時）學習規劃
學習內容 2.法拉第電磁感應定律
課型課時 研究型2課時
課時目標 物理觀念：知道感應電動勢的定義. 科學思維：通過實驗理解法拉第電磁感應定律及數學表達式 科學探究：經歷分析推理得出法拉第電磁感應定律的過程，體會用變化率定義物理量的方法 科學態度與責任：感受科學家對規律的研究過程，學習他們對工作嚴肅認真不怕困難的科學態度。
達成評價 完成小組探究和討論、能自主解決動量問題，合作處理情景綜合問題。自評、和小組互評。
驅動性問題 穿過閉合導體回路的磁通量發生變化，閉合導體回路中就有感應電流。感應電流的大小跟哪些因素有關？
學習活動 設計以下活動： 試從本質上比較甲、乙兩電路的異同 既然閉合電路中有感應電流，這個電路中就一定有電動勢。 問題4： 穿過閉合導體回路的磁通量發生變化，閉合導體回路中就有感應電流。感應電流的大小跟哪些因素有關？ 讓學生分組討論，進行大膽的猜想感應電流的大小跟這些因素有關 學生回答： 1.磁場強弱 2.運動速度 3.線圈匝數 4.磁場方向與導體運動方向 5.磁通量大小 6.磁通量的變化率 課件展示：實驗裝置如圖所示，線圈的兩端與電壓表相連。將強磁體從長玻璃管上端由靜止下落，穿過線圈。分別使線圈距離上管口20cm、30cm、40cm和50cm,記錄電壓表的示數以及發生的現象。
分別改變線圈的匝數、磁體的強度，重復上面的實驗，得出定性的結論。
及時性評價 對不同小組的課堂活動進行歸納分析，提出課堂活動的合理性、安全性、可操作性和間接性等。
作業設計 完成課堂活動。完成小組分層練習。完成作業反思歸納。
第二單元大單元教學（第2課時）學習規劃
學習內容 3.渦流、電磁阻尼和電磁驅動
課型課時 研究型2課時
課時目標 物理觀念：知道渦流對我們有不利和有利兩個方面的影響，以及如何利用的防止. 科學思維：通過學生的討論和舊知識分析新問題弄清渦流產生的原因以及渦流的特點 科學探究：通過魔術實驗探究，知道什么是電磁阻尼和電磁驅動現象，并能分析二者的不同點和相同點，以及實質 科學態度與責任：通過理論與實際的相結合，提高學習的興趣，培養其用理論知識解決實際問題的能力。
達成評價 完成小組探究和討論、能自主解決動量問題，合作處理情景綜合問題。自評、和小組互評。
驅動性問題 電流是怎樣產生的？→自由電荷為什么會運動？→猜想：使電荷運動的力可能是洛倫茲力、靜電力、或者是其它力→使電荷運動的力難道是變化的磁場對其施加的力嗎？
學習活動 探究活動1：開啟電磁爐一會，觸摸電磁爐的爐面和鍋，有什么感受？用勺子靠近電磁爐中間位置但不要接觸，過一會觸摸勺子和爐面有什么感受？（不是熱傳遞） 探究活動2：開啟電磁爐，將帶燈泡的線圈放到電磁爐面上（由邊上慢慢往中間移動）觀察現象，將線圈拿起靠近電磁爐觀察現象，轉動線圈方位，觀察現象 問題引導： 1、電燈泡線圈接電源了嗎？ 2、燈泡為什么能亮，線圈中電流是怎么形成的？（感應電流） 3、產生感應電流的條件是什么？ 4、這產生感應電流是感生？還是動生？ 5、磁場從哪來？是變化的還是恒定的？ 6、磁場的方向如何？為什么？ 7、若是這樣，想一想電磁爐內部有個什么裝置？ 探究活動3：打開電磁爐看一下它的廬山真面貌，看里面是否有一個線圈 【思考】：結合探究活動一，思考電磁爐的加熱原理是什么 在哪里產生了感應電流？ 通過本節課的學習就可以解釋以上現象
及時性評價 對不同小組的活動效果進行統計，提出小組活動的理性、科學性等。
作業設計 完成課堂活動。完成小組分層練習。完成作業反思歸納。
第二單元大單元教學（第2課時）學習規劃
學習內容 4.互感和自感
課型課時 實驗型2課時
課時目標 物理觀念：知道互感現象和自感現象都屬于電磁感應現象. 科學思維：了解自感現象在生產生活中的應用和怎樣預防其帶來的不利影響 科學探究：知道自感電動勢大小受到哪些因素影響 科學態度與責任：認識互感和自感是電磁感應現象的兩種現象，感悟特殊現象中有它的普遍規律，而普遍規律中包含了特殊現象的辯證唯物主義觀點。
達成評價 完成小組探究和討論、能自主解決動量問題，合作處理情景綜合問題。自評、和小組互評。
驅動性問題 手機無線充電的原理是什么？和電磁感應有關系嗎？
學習活動 活動設計： 這是兩個大小不同的線圈A和B，兩個線圈A、B之間并沒有導線相連，小線圈可以套入大線圈。現在讓小線圈A與手機的音頻輸出端連接，大線圈B與擴音器的輸入端連接，如圖所示。實驗時，先打開手機的音樂，再把A線圈插入B線圈，請同學們觀察實驗現象。 【學生】能聽到音樂。 【教師】同學們都聽到了音樂，聲音來自于擴音器。 兩組線圈之間沒有導線直接連接，卻能在擴音器上聽到手機播放的音樂。請同學們思考以下兩個問題：①什么是音頻信號？②為什么能在擴音器上聽見由手機輸出的音樂？
及時性評價 對不同小組的實驗現象進行歸納分析，提出實驗設計的合理性、安全性、可操作性和間接性等。
作業設計 完成實驗數據采集、分析數據、得出結論。完成小組分層練習。完成作業反思歸納。
及時性評價 對小組活動量化，進行統計,評價后提出鼓勵和建議.
作業設計 通過分層小組題目設計掌握學生掌握反沖概念，會計算反沖類應用問題.
大單元學習評價量規表
評價指標（總分100分） 權重 評價等級及分值 得分
一級指標 二級指標 優良（10-8） 一般（8-6分） 需要改進（6-0分） 生評 師評 小計
活動態度（15%） 學習興趣 0.5 對本課題有非常濃厚的學習興趣 對課題有較高的學習興趣 對課題知識學習興趣一般
學習態度 1 學習態度認真負責，努力實現預定任務 認真參與，在同伴協助下努力實現預定任務 認真參與，在同伴協助下實現未能預定任務
合作交流（20%） 與人合作 1 主動和同學配合，分工合作，樂于幫助同學 基本能和同學配合，做好自己分內工作 有需要時才和同學合作，喜歡個人學習
與人溝通 1 態度謙虛，認真傾聽同學意見，能合作解決問題 會傾聽同學意見，基本能和同學合作解決問題 不太喜歡發言和傾聽同學意見，不喜歡和同學合作解決問題
收集資料（30%） 資料查找收集整理 1.5 能熟練運用多種搜集方法搜集資料，并有系統有條理整理資料 比較熟練運用多種搜集方法搜集資料，基本能整理好資料 運用的搜集方法單一，不太會整理資料
資源運用 1.5 根據資料內容的需要恰當合理地使用了各種媒體 能使用多種媒體，使用基本合理沒有太大的不合理之處 能使用多種媒體但使用不恰當
小組成果展示（35%） 匯報交流 2 物理概念規律運用準確，語句通順，表情豐富 物理概念規律運用較準確，語句比較通順 沒有使用物理概念規律，過于口語化
自作小實驗物件展示 1.5 實驗物件內容豐富資料符合課題 實驗物件內容較豐富、資料較符合課題 實驗物件內容不充分、資料比較單一
總計：
總體評價：
21世紀教育網www.21cnjy.com精品試卷·第2頁（共2頁）
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