《2022教科版必修(3-2)《電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)》word教案1》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022教科版必修(3-2)《電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)》word教案1(3頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022教科版必修(3-2)《電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)》word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)系可以通過我們的觀察與思考來發(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)中子的歷史過程(在選修3-5中學(xué)習(xí))也說明了這一點(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,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
2、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)問題值得我們研究。原來自然界的聯(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
3、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)說出這五種情形各是什么。
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
4、的附近,希望在線圈中看到被“感應(yīng)”出來的電流,可是這種努力均無收獲。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)間的萬有引力F=Gm1m2/r2和電荷間的庫侖力F=kq1q2/r2就是一個(gè)對(duì)稱美的例子。電荷間的相互作用是通過電場(chǎng)傳遞的,質(zhì)點(diǎn)間的相互作用則是通過引力場(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/r2,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
5、定義質(zhì)點(diǎn)的引力場(chǎng)強(qiáng)度,EG=FG/m1=Gm/r2如果兩電荷間距離變小,庫侖力不一定做正功,因?yàn)閹靵隽赡苁俏?,也可能是排斥力。如果庫侖力是吸引力,兩電荷間距離變小則電勢(shì)能減少;如果庫侖力是排斥力,則兩電荷間距離變小電勢(shì)能增大。
拓展 由以上分析可見,萬有引力和庫侖力雖然有對(duì)稱性,但是因?yàn)殡姾捎姓?fù)兩種,而質(zhì)點(diǎn)只有一種,所以庫侖力做功的情況就要比萬有引力做功復(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)?!狈ɡ谝虼税l(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,圖4-1-1是這個(gè)
6、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。實(shí)驗(yàn)開始了,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?!笨评D沒能發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象,他的實(shí)驗(yàn)示意圖見圖4-1-2。請(qǐng)你分析一下,科拉頓沒能看到電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原因是什么?
科拉頓沒能看到電磁感應(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
7、經(jīng)動(dòng)過了,所以他沒能看到電磁感應(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)合具體例子說說這種作用。
牛頓相信使蘋果下落的力和“使月亮下落的力”是同一種力,導(dǎo)致萬有引力定律的發(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: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
8、這個(gè)情況是怎樣發(fā)生的呢?從它們開始接觸起到它們達(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)上述觀點(diǎn)作些點(diǎn)評(píng),如果同意就說說論據(jù),如果反對(duì)就說說理由。
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??梢姛崾且环N能量,它可以從其它形式的能量轉(zhuǎn)化而來。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)你說說教科書把科學(xué)發(fā)現(xiàn)中經(jīng)歷的失敗和挫折表達(dá)出來有什么意義?
失敗和挫折能夠起到警示作用,使我們更加聰明,少走彎路。