2024-2025版高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 微型專題3 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量問題教案 新人教版選修3-2

2024-2025版高中物理第四章電磁感應(yīng)微型專題3電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量問題教案新人教版選修3-2學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容來自2024-2025版高中物理第四章《電磁感應(yīng)》微型專題3《電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量問題》。本節(jié)課的主要內(nèi)容包括:

1.電磁感應(yīng)中感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件及其大小計(jì)算;

2.電磁感應(yīng)中的能量守恒定律,即感應(yīng)電流產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)能量等于感應(yīng)電荷移動(dòng)過程中所做的功;

3.電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題,即感應(yīng)電流對(duì)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的影響,包括安培力和洛倫茲力。

在教學(xué)過程中,我們將結(jié)合教材中的實(shí)驗(yàn)和例題,引導(dǎo)學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析問題、推導(dǎo)公式等方法,掌握電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量問題的基本概念和計(jì)算方法。同時(shí),我們也將注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)思維,提高他們對(duì)物理學(xué)科的興趣和認(rèn)識(shí)。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)包括：

1.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)的方法和思維方式，分析電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量問題，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

2.實(shí)驗(yàn)與探究：通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)探究能力，使學(xué)生能夠運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量問題。

3.科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀：培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣和認(rèn)識(shí)，使學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)物理學(xué)科在科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀。

4.數(shù)學(xué)應(yīng)用能力：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力，使學(xué)生能夠熟練運(yùn)用數(shù)學(xué)公式和原理，分析和解決電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量問題。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)掌握了以下相關(guān)知識(shí)：

-電磁感應(yīng)的基本概念，包括感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件和大小計(jì)算；

-磁場(chǎng)對(duì)電流的作用，包括安培力和洛倫茲力；

-能量守恒定律，即能量不能被創(chuàng)造或消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

-學(xué)習(xí)興趣：學(xué)生可能對(duì)電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量問題感興趣，因?yàn)檫@些問題與實(shí)際生活中的電磁現(xiàn)象密切相關(guān)；

-學(xué)習(xí)能力：學(xué)生應(yīng)該具備一定的物理和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，能夠理解和運(yùn)用相關(guān)公式和原理；

-學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格可能各不相同，有的喜歡通過實(shí)驗(yàn)和觀察現(xiàn)象來學(xué)習(xí)，有的則更擅長(zhǎng)通過理論推導(dǎo)和計(jì)算來學(xué)習(xí)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

-理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件和大小計(jì)算，以及與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系；

-理解電磁感應(yīng)中的能量守恒定律，以及如何運(yùn)用該定律解決實(shí)際問題；

-掌握安培力和洛倫茲力的計(jì)算方法，以及如何將這兩個(gè)力應(yīng)用到電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題中；

-解決復(fù)雜的物理問題，需要學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和邏輯思維能力。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有2024-2025版高中物理第四章《電磁感應(yīng)》微型專題3《電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量問題》的教材或?qū)W習(xí)資料，以便學(xué)生能夠跟隨教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以便在教學(xué)過程中進(jìn)行直觀展示和解釋，幫助學(xué)生更好地理解和掌握電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量問題。

3.實(shí)驗(yàn)器材：本節(jié)課涉及實(shí)驗(yàn)部分，需要準(zhǔn)備以下實(shí)驗(yàn)器材：

-閉合電路中的導(dǎo)體棒和磁鐵，用于演示電磁感應(yīng)現(xiàn)象；

-電流表、電壓表等電表，用于測(cè)量感應(yīng)電流的大小；

-電阻、電源等基本電路元件，用于構(gòu)建閉合電路；

-滑輪、繩子、小車等動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)器材，用于研究感應(yīng)電流對(duì)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的影響。

4.教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，布置教室環(huán)境，包括以下幾個(gè)方面：

-分組討論區(qū)：將教室分成幾個(gè)小組討論區(qū)，每個(gè)區(qū)域配備桌椅和白板，方便學(xué)生進(jìn)行小組討論和交流；

-實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)：在教室內(nèi)設(shè)置專門的實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，用于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作；

-展示區(qū)：在教室內(nèi)設(shè)置一個(gè)展示區(qū)，用于展示學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和成果。

5.教學(xué)工具：準(zhǔn)備投影儀、電腦、音響等教學(xué)工具，以便進(jìn)行多媒體演示和教學(xué)資源的播放。

6.教學(xué)課件：制作與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的課件，包括教學(xué)內(nèi)容的講解、例題的分析、實(shí)驗(yàn)的操作步驟等，以便在教學(xué)過程中進(jìn)行演示和講解。

7.安全措施：在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，確保學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)操作的安全規(guī)范，避免發(fā)生意外傷害。教學(xué)流程一、導(dǎo)入新課（用時(shí)5分鐘）

同學(xué)們，今天我們將要學(xué)習(xí)的是《電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量問題》這一章節(jié)。在開始之前，我想先問大家一個(gè)問題：“你們?cè)谌粘Ｉ钪惺欠裼龅竭^使用電磁感應(yīng)原理的設(shè)備或現(xiàn)象？”（舉例說明）這個(gè)問題與我們將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容密切相關(guān)。通過這個(gè)問題，我希望能夠引起大家的興趣和好奇心，讓我們一同探索電磁感應(yīng)的奧秘。

二、新課講授（用時(shí)10分鐘）

1.理論介紹：首先，我們要了解電磁感應(yīng)的基本概念。電磁感應(yīng)是指在磁場(chǎng)中，閉合電路中的導(dǎo)體切割磁感線會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象。感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體切割磁感線的速度、磁場(chǎng)強(qiáng)度和導(dǎo)體長(zhǎng)度有關(guān)。

2.案例分析：接下來，我們來看一個(gè)具體的案例。這個(gè)案例展示了電磁感應(yīng)在實(shí)際中的應(yīng)用，以及它如何幫助我們解決問題。

3.重點(diǎn)難點(diǎn)解析：在講授過程中，我會(huì)特別強(qiáng)調(diào)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件和大小計(jì)算這兩個(gè)重點(diǎn)。對(duì)于難點(diǎn)部分，我會(huì)通過舉例和比較來幫助大家理解。

三、實(shí)踐活動(dòng)（用時(shí)10分鐘）

1.分組討論：學(xué)生們將分成若干小組，每組討論一個(gè)與電磁感應(yīng)相關(guān)的實(shí)際問題。

2.實(shí)驗(yàn)操作：為了加深理解，我們將進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作。這個(gè)操作將演示電磁感應(yīng)的基本原理。

3.成果展示：每個(gè)小組將向全班展示他們的討論成果和實(shí)驗(yàn)操作的結(jié)果。

四、學(xué)生小組討論（用時(shí)10分鐘）

1.討論主題：學(xué)生將圍繞“電磁感應(yīng)在實(shí)際生活中的應(yīng)用”這一主題展開討論。他們將被鼓勵(lì)提出自己的觀點(diǎn)和想法，并與其他小組成員進(jìn)行交流。

2.引導(dǎo)與啟發(fā)：在討論過程中，我將作為一個(gè)引導(dǎo)者，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。我會(huì)提出一些開放性的問題來啟發(fā)他們的思考。

3.成果分享：每個(gè)小組將選擇一名代表來分享他們的討論成果。這些成果將被記錄在黑板上或投影儀上，以便全班都能看到。

五、總結(jié)回顧（用時(shí)5分鐘）

今天的學(xué)習(xí)，我們了解了電磁感應(yīng)的基本概念、重要性和應(yīng)用。同時(shí)，我們也通過實(shí)踐活動(dòng)和小組討論加深了對(duì)電磁感應(yīng)的理解。我希望大家能夠掌握這些知識(shí)點(diǎn)，并在日常生活中靈活運(yùn)用。最后，如果有任何疑問或不明白的地方，請(qǐng)隨時(shí)向我提問。學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.知識(shí)掌握：學(xué)生將掌握電磁感應(yīng)的基本概念，包括感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件、大小計(jì)算以及與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系。他們還將理解電磁感應(yīng)中的能量守恒定律，并能夠運(yùn)用這些知識(shí)解決實(shí)際問題。

2.科學(xué)思維：學(xué)生將能夠運(yùn)用科學(xué)的方法和思維方式，分析電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量問題。他們將學(xué)會(huì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提出假設(shè)，運(yùn)用公式和原理進(jìn)行推理和計(jì)算，并能夠解釋現(xiàn)象背后的原理。

3.實(shí)驗(yàn)與探究：學(xué)生將通過實(shí)驗(yàn)操作和觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，加深對(duì)電磁感應(yīng)的理解。他們將學(xué)會(huì)使用電流表、電壓表等電表進(jìn)行測(cè)量，并能夠分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而提高實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)探究能力。

4.數(shù)學(xué)應(yīng)用能力：學(xué)生在解決電磁感應(yīng)問題時(shí)，將能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)公式和原理進(jìn)行計(jì)算和分析。他們將學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題，提高數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。

5.科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀：學(xué)生將通過對(duì)電磁感應(yīng)的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)到物理學(xué)科在科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的重要性，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀。他們將能夠理解物理現(xiàn)象在現(xiàn)實(shí)世界中的應(yīng)用，并意識(shí)到科學(xué)對(duì)于解決實(shí)際問題的作用。

6.學(xué)習(xí)興趣：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將對(duì)電磁感應(yīng)產(chǎn)生興趣，并能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)與日常生活聯(lián)系起來。他們將能夠在課堂上積極參與討論和實(shí)踐活動(dòng)，提高學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了《電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量問題》。以下是對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的課堂小結(jié)和當(dāng)堂檢測(cè)：

課堂小結(jié)：

1.電磁感應(yīng)的基本概念：學(xué)生需要掌握感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件、大小計(jì)算以及與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系。

2.能量守恒定律：學(xué)生需要理解電磁感應(yīng)中的能量守恒定律，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)能量等于感應(yīng)電荷移動(dòng)過程中所做的功。

3.動(dòng)力學(xué)問題：學(xué)生需要掌握安培力和洛倫茲力的計(jì)算方法，并能夠?qū)⑦@兩個(gè)力應(yīng)用到電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題中。

當(dāng)堂檢測(cè)：

1.選擇題：

(1)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件是：

A.導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

B.導(dǎo)體與磁場(chǎng)平行

C.導(dǎo)體切割磁感線

D.導(dǎo)體與磁場(chǎng)垂直

(2)電磁感應(yīng)中的能量守恒定律表明：

A.感應(yīng)電流產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)能量等于感應(yīng)電荷的電勢(shì)能

B.感應(yīng)電流產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)能量等于感應(yīng)電荷的動(dòng)能

C.感應(yīng)電流產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)能量等于感應(yīng)電荷移動(dòng)過程中所做的功

D.感應(yīng)電流產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)能量等于感應(yīng)電荷的勢(shì)能與動(dòng)能之和

2.簡(jiǎn)答題：

(1)請(qǐng)簡(jiǎn)要說明感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。

(2)請(qǐng)解釋電磁感應(yīng)中的能量守恒定律的含義。

3.計(jì)算題：

(1)一個(gè)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中以速度v垂直切割磁感線，磁場(chǎng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)體棒長(zhǎng)度為L(zhǎng)。求感應(yīng)電流的大小。

(2)一個(gè)電路中的電阻為R，電源電動(dòng)勢(shì)為E，通過電路的電流為I。求電路中的電能消耗。

4.應(yīng)用題：

(1)一個(gè)電動(dòng)機(jī)的工作原理是基于電磁感應(yīng)。假設(shè)電動(dòng)機(jī)的輸入功率為P，輸出功率為P_out。請(qǐng)解釋電動(dòng)機(jī)的效率是如何計(jì)算的。

(2)一個(gè)發(fā)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，每秒鐘感應(yīng)電荷移動(dòng)的距離為d。發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為E，電阻為R。請(qǐng)計(jì)算發(fā)電機(jī)每秒鐘產(chǎn)生的電能。板書設(shè)計(jì)①重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量問題，包括感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件、大小計(jì)算、能量守恒定律、安培力和洛倫茲力的計(jì)算方法。

②關(guān)鍵詞句：

-感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件：導(dǎo)體切割磁感線、閉合電路。

-感應(yīng)電流大小計(jì)算：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、導(dǎo)體長(zhǎng)度、切割速度。

-能量守恒定律：感應(yīng)電流產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)能量等于感應(yīng)電荷移動(dòng)過程中所做的功。

-安培力：電流與磁場(chǎng)的