电磁波教学设计一等奖
1、电磁波教学设计一等奖
一、导引
人类认识客观世界,发现新的事物,常有二种方式,一种是从生产实践,科学实验中观察分析后发现新的事物,另一种是从科学理论出发,预言新的事物存在,电磁波的发现,属于后一种。麦克斯韦从电磁场理论出发,运用了较为深奥的数学工具,得到了描述电磁场特性的规律,并预言了电磁波的存在。10年后,他的学生赫兹用实验方法证实了麦克斯韦的伟大预言,发射并接收了电磁波,从而开创了无线电技术的新时代。
我们现在粗略地介绍了一下麦克斯韦的这个理论。
二、授课
1.麦克斯韦的理论要点一,变化的磁场产生电场
演示实验
装置如图所示,当穿过螺线管的磁场随时间变化时,上面的线圈中产生感应电动势,引起感应电流使灯泡发光。
(1)线圈中产生感应电动势说明了什么?
麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场,正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动,引起了感应电流。
(2)如果用不导电的塑料线绕制线圈,线圈中还会有电流、电场吗?
引导学生思考后回答,有电场、无电流。
(3)想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗?(有)
(4)总结说明,麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在,线圈不存在时,变化的磁场同样在周围空间产生电场,即这是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是否存在无关。
2.变化的电场产生磁场
我们知道,电流周围存在着磁场,麦克斯韦研究了电现象和磁现象的相似和联系。经过反复思考提出一个假设,变化的电场产生磁场。
这一点,我们从哲学上知道,事物之间是相互联系的,可以相互转化。
比如根据麦克斯韦的理论,在给电容器充电的时候,不仅导体中电流要产生磁场,而且在电容器两极板间周期性变化着的'电场周围也要产生磁场。
3.电磁场、电磁波
(1)概念
麦克斯韦根据自己的理论进一步预言,如果在空间某域中有周期性变化的电场,那么,这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场,这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场……。可见,变化的电场和变化的磁场是相互联系的,形成一个不可分离的统一体,这就是电磁场,这种变化的电场和变化的磁场总是交替产生,并且由发生的区域向周围空间传播。见课本6-7图,电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波。
(2)电磁波的特点
①是横波
②是物质波,真空中也能传播,能独立存在(与机械波不同)
③具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性
(3)波速公式c=λf
c为真空中速度,电磁波在真空中速度等于光速。
无线电技术中使用的电磁波叫无线电波,见课本表格介绍。
三、扩展
麦克斯韦的电磁场理论三点
1.变化的磁场能够在周围空间产生电场,变化的电场能够在周围空间产生磁场。
2.均匀变化的磁场,产生稳定的电场,均匀变化的电场,产生稳定的磁场。这里的“均匀变化”指在相等时间内磁感应强度(或电场强度)的变化量相等,或者说磁感应强度(或电场强度)对时间变化率一定。
3.不均匀变化的磁场产生变化的电场,不均匀变化的电场产生变化的磁场
4.振荡的(即周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场,振荡的电场产生同频率的振荡磁场。
5.变化的电场和变化的磁场总是相互联系着,形成一个不可分离的统一体,这就是电磁场,向周围空间传播这就是电磁波。
四、学生活动设计
通过观察试验,发挥想象能力,画出变化磁场产生的电场的电场线。2.总结机械波与电磁波的联系与区别
五、板书设计
电磁场和电磁波
麦克斯韦电磁场理论
1.变化的磁场产生电场
2.变化的电场产生磁场
3.电磁场→传播→电磁波
2、电磁波教学设计一等奖
作为一名默默奉献的教育工作者,通常需要用到教学设计来辅助教学,编写教学设计有利于我们科学、合理地支配课堂时间。那么问题来了,教学设计应该怎么写?下面是小编精心整理的电磁波教学设计范文,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
教学设计思路
学生边学边实验、师生共同讨论相结合。
教学目标
1.知识与技能
简述电磁波的产生和传播
说出电磁波在真空中的传播速度
简述波长、频率和波速的关系
2.过程与方法
通过演示了解电磁波的产生及电磁波在真空中的传播
3.情感态度价值观
通过学习电磁波的知识,了解科技为人类带来的便利,提高学科学的兴趣
教具
收音机,电池,导线,真空罩,抽气机,水槽和水,木棍,音叉和锤,铁丝网
教学方法
交往活动式
重点:
电磁波的产生与传播
难点:
电磁波在真空中的传播
教学过程
一、引入:
学生收听电台广播,教师隐蔽地用遥控器干扰收音。师:收音机没有电线通向电台,这些信号是靠什么传播?(电磁波)除此之外,电视、手机、遥控器都利用电磁波来工作,我们就生活在电磁波的海洋里。
(板书)
二、电磁波的海洋
师:波是自然界普遍存在的现象,就我们桌面上的器材,大家能让它们产生哪些波?
学生讨论、实验并回答。
教师引导学生说出这些波的原因,类比引出电磁波的产生:水波由木棍上下振动产生;声波由发声体振动产生;电磁波是不是也由什么物体的振动产生呢?
(板书)1.电磁波的产生
(实验)图92-2。导线的一端与电池正极相连,另一端与负极摩擦,使它们时断时续地接触,收音机里发出“喀喀”声,因为导线与电池组成的电路中产生了迅速变化的电流,是变化的电流产生了电磁波,收音机接收了这一电磁波,并把它放大、转换成声音,这就是我们听到的“喀喀”。
(板书)迅速变化的电流产生了电磁波。
师:在我们生活中的许多物体都能产生电磁波,同学们列举出生活中能够产生电磁波的.一些例子,如电脑、手机、微波炉、电视机等,它们产生的电磁波的强度虽不一样,但都是由一些复杂的电路产生迅速变化的电流而产生的,我们就生活在电磁波的海洋中。
师:虽然电磁波看不见、摸不着,但它确实可以给我们传递各种信息。电磁波是如何传播的呢?
(板书)2.电磁波是怎样传播的?
师:水波是通过水把振动向外传播;声波通过空气等介质把振动向外传播,电磁波的传播是否也需要介质?
学生猜想、讨论。
(演示)电磁波在真空中的传播,手机放在真空罩内,拨打该手机,手机收到信号同时听到铃声,用抽气机将罩内空气抽掉,再拨打该手机,听不到铃声但仍收到信号。
师生讨论分析得出结论。
(板书)电磁波的传播不需要介质,在真空中也能传播。
声音的传播与光的传播速度是不一样的,电磁波的传播速度又如何?
我们以水波为例来学习波速的计算,再类比水波来讲解电磁波速的计算。出示水的波形图,讲解波峰、波谷、波长、频率(一秒(下转第41页)(上接第39页)内电流振荡的次数)及单位,波速(即一秒内振动从A点传到B点的距离),得出波速=波长×频率,波长越长,频率越小。
科学测量表明,真空中电磁波的波速c=2.99792485×108m/s≈3×105km/s,是否有似曾相识的感觉?由此产生什么联想?(说明光也是电磁波)。
(板书)光也是电磁波,电磁波在真空中的传播速度c=2.99792485×108m/s≈3×105km/s。
教师指导学生看图92-3电磁波波谱让学生大致了解。
电磁波是个大家庭,我们生活在电磁波的海洋中。
动手动脑学物理:
1.各小组汇报、介绍收集到的利用电磁波的资料。
2.探究:用金属网能够防止电磁波的泄漏吗?
板书设计
第二节 电磁波的海洋
一、电磁波是怎样产生的。
二、电磁波是怎样传播的。
3、电磁波教学设计一等奖
教学目标:
1、理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱:变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。了解变化的电场和磁场相互联系形成同一的电磁场。
2、 了解电磁场在空间传播形成电磁波。
3、 了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献。体会两位科学家研究物理问题的思想方法。
教学过程:
一、伟大的预言
说明:法拉第发现电磁感应现象那年,麦克斯韦在苏格兰爱丁堡附近诞生,从小就表现出了惊人的数学和物理天赋,他从小热爱科学,喜欢思考,1854年从剑桥大学毕业后,精心研读了法拉第的著作,法拉第关于“场”和“力线”的思想深深吸引了麦克斯韦,但麦克斯韦也发现了法拉第定性描述的弱点,那就是不能定量的描述电场和磁场的关系。因此,这位初出茅庐的科学家决定用他的数学才能来弥补。1860年初秋,麦克斯韦特意去拜访法拉第,两人虽然在年龄上相差四十岁,在性情、爱好、特长方面也迥然各异,可是对物质世界的看法却产生了共鸣。法拉第鼓励麦克斯韦:“你不应停留在数学解释我的观点”,而应该突破它。
说明:麦克斯韦学习了库仑、安培、奥斯特、法拉第、亨利的研究成果,结合了自己的创造性工作,最终建立了经典电磁场理论。
说明:法拉第电磁感应定律告诉我们:闭合线圈中的磁通量发生变化就能产生感应电流,我们知道电荷的定向移动形成电流,为什么会产生感应电流呢?一定是有了感应电场,因此,麦克斯韦认为,这个法拉第电磁感应的实质是变化的磁场产生电场,电路中的电荷就在这个电场的作用下做定向移动,产生了感应电流。即使变化的磁场周围没有闭合电路,同样要产生电场。变化的磁场产生电场,这是一个普遍规律
说明:自然规律存在着对称性与和谐性,例如有作用力就有反作用力。既然变化的磁场能够产生电场,那么变化的电场能否产生磁场呢?麦克斯韦大胆地假设,变化的电场能够产生磁场。
问:什么现象能够说明变化的电场能够产生磁场?(例如通电螺线管中的电流发生变化,那么螺线管内部的磁场要发生变化)
说明:根据这两个基本论点,麦克斯韦推断:如果在空间在空间某区域中有不均匀变化的电场,那么这个变化的'电场能够引起变化的磁场,这个变化的磁场又引起新的变化的电场.........这样变化的电场引起变化的磁场,变化的磁场又引起变化的电场,变化的电场和磁场交替产生,由近及远传播就形成了电磁波。
二、电磁波
问:在机械波的横波中,质点的振动方向和波的传播方向之间有何关系?(两者垂直)
说明:根据麦克斯韦的理论,电磁波中的电场强度和磁感应强度互相垂直,而且两者均与电磁波的传播方向垂直,电磁波是横波。
问:电磁波以多大的速度传播呢?(以光速C传播)
问:在机械波中是位移随时间做周期性变化,在电磁波中是什么随时间做周期性变化呢?(电场强度E和磁感应强度B)
三、赫兹的电火花
说明:德国科学家赫兹证明了麦克斯韦关于电磁场的理论
板书设计
一、伟大的预言
1、变化的磁场产生电场
变化的电场产生磁场
2、变化的电场和磁场交替产生,由近及远传播形成电磁波
二、电磁波
1、电磁波是横波,E和B互相垂直,而且两者均与电磁波的传播方向垂直÷
2、电磁波以光速C传播)
3、电磁波中电场强度E和磁感应强度B随时间做周期性变化
三、赫兹的电火花
赫兹证明了麦克斯韦关于电磁场的理论
4、电磁波教学设计一等奖
作为一位无私奉献的人民教师,通常需要准备好一份教学设计,编写教学设计有利于我们科学、合理地支配课堂时间。那么大家知道规范的教学设计是怎么写的吗?下面是小编收集整理的物理电磁波的海洋教学设计范文,欢迎大家分享。
教学设计:学生边学边实验、师生共同讨论相结合。
教学目标
1、知识与技能
简述电磁波的产生和传播
说出电磁波在真空中的传播速度
简述波长、频率和波速的关系
2、过程与方法
通过演示了解电磁波的产生及电磁波在真空中的传播
3、情感态度价值观
通过学习电磁波的知识,了解科技为人类带来的便利,提高学科学的兴趣
教具
收音机,电池,导线,真空罩,抽气机,水槽和水,木棍,音叉和锤,铁丝网
教学方法
交往活动式
重点:电磁波的产生与传播
难点:电磁波在真空中的传播
教学过程
一、引入:
学生收听电台广播,教师隐蔽地用遥控器干扰收音。师:收音机没有电线通向电台,这些信号是靠什么传播?(电磁波)除此之外,电视、手机、遥控器都利用电磁波来工作,我们就生活在电磁波的海洋里。
二、电磁波的海洋
师:波是自然界普遍存在的现象,就我们桌面上的器材,大家能让它们产生哪些波?
学生讨论、实验并回答。
教师引导学生说出这些波的.原因,类比引出电磁波的产生:水波由木棍上下振动产生;声波由发声体振动产生;电磁波是不是也由什么物体的振动产生呢?
1、电磁波的产生
(实验)图92-2。导线的一端与电池正极相连,另一端与负极摩擦,使它们时断时续地接触,收音机里发出“喀喀”声,因为导线与电池组成的电路中产生了迅速变化的电流,是变化的电流产生了电磁波,收音机接收了这一电磁波,并把它放大、转换成声音,这就是我们听到的“喀喀”。
(板书)迅速变化的电流产生了电磁波。
师:在我们生活中的许多物体都能产生电磁波,同学们列举出生活中能够产生电磁波的一些例子,如电脑、手机、微波炉、电视机等,它们产生的电磁波的强度虽不一样,但都是由一些复杂的电路产生迅速变化的电流而产生的,我们就生活在电磁波的海洋中。
师:虽然电磁波看不见、摸不着,但它确实可以给我们传递各种信息。电磁波是如何传播的呢?
2、电磁波是怎样传播的?
师:水波是通过水把振动向外传播;声波通过空气等介质把振动向外传播,电磁波的传播是否也需要介质?
学生猜想、讨论。
(演示)电磁波在真空中的传播,手机放在真空罩内,拨打该手机,手机收到信号同时听到铃声,用抽气机将罩内空气抽掉,再拨打该手机,听不到铃声但仍收到信号。
师生讨论分析得出结论。
(板书)电磁波的传播不需要介质,在真空中也能传播。
声音的传播与光的传播速度是不一样的,电磁波的传播速度又如何?
我们以水波为例来学习波速的计算,再类比水波来讲解电磁波速的计算。出示水的波形图,
讲解波峰、波谷、波长、频率(一秒(下转第41页)(上接第39页)内电流振荡的次数)及单位,波速(即一秒内振动从A点传到B点的距离),得出波速=波长×频率,波长越长,频率越小。
科学测量表明,真空中电磁波的波速c=2、99792485×108m/s≈3×105km/s,是否有似曾相识的感觉?由此产生什么联想?(说明光也是电磁波)。
(板书)光也是电磁波,电磁波在真空中的传播速度c=2、99792485×108m/s≈3×105km/s。
教师指导学生看图92-3电磁波波谱让学生大致了解。
电磁波是个大家庭,我们生活在电磁波的海洋中。
动手动脑学物理:
1、各小组汇报、介绍收集到的利用电磁波的资料。
2、探究:用金属网能够防止电磁波的泄漏吗?
板书设计
第二节 电磁波的海洋
一、电磁波是怎样产生的。
二、电磁波是怎样传播的。
5、电磁波教学设计一等奖
一、教材分析
本节是选学内容,它是又一种特殊的电磁感应现象,在实际中有许多应用。可根据各校的实际情况或选讲,或指导学生阅读。涡流和自感现象以及许多现象一样,都有利弊两个方面。教学中应充分应用这些实例,培养学生全面认识和对待事物的科学态度。
二、学情分析
学生已经学习了电路的基本常识以及电磁感应的相关规律,学会判断回路是否会产生感应电流以及感应电流的方向,而且还掌握了感应电动势的大小与什么因素有关。即已经学会对自感现象的分析,但头脑中没有涡流这个概念而已,也没有意识到涡流现象,线圈本身也会产生电磁感应现象。学习中对涡流现象的解释以及分析是学生遇到的最大挑战。
三、教学目标
(一)知识与技能
1.知道涡流是如何产生的。
2.知道涡流对我们有不利和有利的两方面,以及如何利用和防止。
3.知道电磁阻尼和电磁驱动。
(二)过程与方法
培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。
(三)情感、态度与价值观
培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。
四、重点、难点
教学重点:
1.涡流的概念及其应用。
2.电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。
教学难点:
电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。
五、教学手段与策略
通过演示实验,引导学生观察现象、分析实验
六、教学用具:
电机、变压器铁芯、演示涡流生热装置(可拆变压器)、电磁阻尼演示装置(示教电流表、微安表、弹簧、条形磁铁),电磁驱动演示装置(U形磁铁、能绕轴转动的铝框)。
七、课时安排 : 1课时
八、教学过程
(一)引入新课
教师:出示电动机、变压器铁芯,引导学生仔细观察其铁芯有什么特点?
学生:它们的铁芯都不是整块金属,而是由许多薄片叠合而成的。
教师:为什么要这样做呢?用一个整块的金属做铁心不是更省事儿?学习了涡流的知识,同学们就会知道其中的奥秘。
(二)进行新课
1、涡流
教师:[演示1]涡流生热实验。
在可拆变压器的一字铁下面加一块厚约2 mm的铁板,铁板垂直于铁芯里磁感线的方向。在原线圈接交流电。几分钟后,让学生摸摸铁芯和铁板,比较它们的温度,给全班同学。
学生:铁板的温度比铁芯高。
教师:为什么铁芯和铁板会发热呢?原来在铁芯和铁板中有涡流产生。安排学生阅读教材,了解什么叫涡流?
学生:当线圈中的电流发生变化时,这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡,所以叫做涡流。
师生共同活动:分析涡流的产生过程。
分析:如图所示,线圈接入反复变化的电流,某段时间内,若电流变大,则其磁场变强,根据麦克斯韦理论,变化的磁场激发出感生电场。导体可以看作是由许多闭合线圈组成的,在感生电场作用下,这些线圈中产生了感生电动势,从而产生涡旋状的感应电流。由于导体存在电阻,当电流在导体中流动时,就会产生电热,这就是涡流的热效应。
教师:课件演示,涡流的产生过程,增强学生的感性认识。
教师:为什么铁板的温度比铁芯高?
学生:因为铁板中的涡流很强,会产生大量的热。而铁芯中的涡流被限制在狭窄的薄片之内,回路的电阻很大,涡流大为减弱,涡流产生的热量也减少。
教师:同学们明白了为什么铁芯用薄片叠合而成了吗?
学生:为了减少涡流损失的电能,同时也保护铁芯不被烧坏。
教师:下面大家阅读教材,了解一下涡流在生产、生活、科技等方面的应用。
2、电磁阻尼
教师:下面我们看教材30页上的“思考与讨论”,分组讨论,然后发表自己的见解。
学生:阅读教材后,发表自己的看法。
师生共同活动,得出电磁阻尼的概念:
导体在磁场中运动时,感应电流使导体受到安培力的作用,安培力的方向总是阻碍导体的运动,这种现象称为电磁阻尼。
教师:[演示2]电磁阻尼。
按照教材“做一做”中叙述的内容,演示电表指针在偏转过程中受到的电磁阻尼现象。
学生观察现象并解释现象。
[演示3]如图所示,弹簧下端悬挂一根磁铁,将磁铁托起到某高度后释放,磁铁能振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一固定线圈,磁铁会很快停下来。上述现象说明了什么?
学生:观察现象并作出分析。
当磁铁穿过固定的闭合线圈时,在闭合线圈中会产生感应电流,感应电流的磁场会阻碍磁铁和线圈靠近或离开,也就是磁铁振动时除了空气阻力外,还有线圈的磁场力作为阻力,安培阻力较相对较大,因而磁铁会很快停下来。
3、电磁驱动
教师:感应电流不仅会对导体产生阻尼作用,有时还会产生驱动作用。
[演示4]电磁驱动。
演示教材31页的演示实验。引导学生观察并解释实验现象。
师生共同活动,得出电磁驱动的概念:
磁场相对于导体运动时,感应电流使导体受到安培力的作用,安培力使导体运动起来,这种现象称为电磁驱动。
教师:交流感应电动机就是应用电磁驱动的原理工作的。简要介绍交流感应电动机的工作过程。
(三)课堂、点评
教师活动:让学生概括本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动:认真总结概括本节内容,并把自己这节课的写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。
点评:总结课堂内容,培养学生概括总结能力。
教师要放开,让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。
(四)实例探究
涡流的应用
【例1】如图所示是高频焊接原理示意图.线圈中通以高频变化的电流时,待焊接的金属工件中就产生感应电流,感应电流通过焊缝产生大量热量,将金属融化,把工件焊接在一起,而工件其他部分发热很少,以下说法正确的是( )
A.电流变化的频率越高,焊缝处的温度升高的越快
B.电流变化的频率越低,焊缝处的温度升高的越快
C.工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小
D.工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大
解析:线圈中通以高频变化的电流时,待焊接的金属工件中就产生感应电流,感应电流的大小与感应电动势有关,电流变化的频率越高,电流变化的`越快,感应电动势就越大。A选项正确。工件上焊缝处的电阻大,电流产生的热量就多,D选项也正确。
答案:AD
【例2】用丝线悬挂闭合金属环,悬于O点,虚线左边有匀强磁场,右边没有磁场。金属环的摆动会很快停下来。试解释这一现象。若整个空间都有向外的匀强磁场,会有这种现象吗?
分析:只有左边有匀强磁场,金属环在穿越磁场边界时,由于磁通量发生变化,有感应电流产生,于是阻碍相对运动,摆动很快停下来,这就是电磁阻尼现象;空间都有匀强磁场,穿过金属环的磁通量反而不变化了,因此不产生感应电流,不会阻碍相对运动。
(五)巩固练习
1.如图所示,一块长方形光滑铝板水平放在桌面上,铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁,一质量分布均匀的闭合铝环以初速度v从板的左端沿中线向右端滚动,则( )
A.铝环的滚动速度将越来越小
B.铝环将保持匀速滚动
C.铝环的运动将逐渐偏向条形磁铁的N极或S极
D.铝环的运动速率会改变,但运动方向将不会发生改变
答案:B
2.如图所示,闭合金属环从曲面上 h高处滚下,又沿曲面的另一侧上升,设环的初速为零,摩擦不计,曲面处在图示磁场中,则( )
A.若是匀强磁场,环滚上的高度小于 h
B.若是匀强磁场,环滚上的高度等于h
C.若是非匀强磁场,环滚上的高度等于h
D.若是非匀强磁场,环滚上的高度小于h
答案:BD
3.如图所示,在光滑水平面上固定一条形磁铁,有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动,如果发现小球做减速运动,则小球的可能是( )
A.铁 B.木
C.铜 D.铝
答案:CD
4.如图所示,圆形金属环竖直固定穿套在光滑水平导轨上,条形磁铁沿导轨以初速度v0向圆环运动,其轴线在圆环圆心,与环面垂直,则磁铁在穿过环过程中,做______运动.(选填“加速”、“匀速”或“减速”)
答案:减速
(六)作业
1、认真阅读教材。
2、思考并完成“问题与练习”中的习题。
3、收集“涡流的利用和防止”方面的资料,在课下交流。
(七)教学反思
思维方法是解决问题的灵魂,是物理教学的根本;亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键,离开了思维方法和实践活动,物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花,水中月。
九、板书设计
一、涡流
当线圈中的电流发生变化时,这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡,所以叫做涡流。
应用:真空冶炼炉、探雷器、安检门。
二、电磁阻尼
导体在磁场中运动时,感应电流使导体受到安培力的作用,安培力的方向总是阻碍导体的运动,这种现象称为电磁阻尼。
三、电磁驱动
磁场相对于导体运动时,感应电流使导体受到安培力的作用,安培力使导体运动起来,这种现象称为电磁驱动。
十、资料袋
1.利用涡流加热和熔炼金属
交变电流的磁场在金属内感应的涡流能产生热效应。这种加热方法与用燃料加热相比有很多优点,除课本所述外还有:加热效率高,达到50%~90%;加热速度快;用不同频率的交变电流可得到不同的加热深度,这是因为涡流在金属内不是均匀分布的,越靠近金属表面层电流越强,频率越高这种现象越显著,称为“趋肤效应”。
工业上把感应加热依频率分为四种:工频(50 Hz);中频(0.5~8 kHz);超音频(20~60 Hz);高频(60~600 kHz)。工频交变电流直接由配电变压器提供;中频交变电流由三相电动机带动中频发电机或用可控硅逆变器产生;超音频和高频交变电流由大功率电子管振荡器产生。
课本图16?41画的是无心式感应熔炉,用途是熔炼铸铁、钢、合金钢和铜、铝等有色金属.所用交变电流的频率要随坩锅能容纳的金属质量多少来选择,以取得最好的效果。例如: 5 kg的用20 kHz,100 kg的用2.5 kHz,5 t的用1 kHz乃至50 kHz.
感应加热法也广泛用于钢件的热处理,如淬火、回火、表面渗碳等.例如齿轮、轴等只需要将表面淬火提高硬度、增加耐磨性,可以把它放入通有高频交流的空心线圈中,表面层在几秒钟内就可上升到淬火需要的高温,颜色通红,而其内部温度升高很少。然后用水或其他淬火剂迅速冷却就可以了.其他的热处理工艺可根据需要的加热深度选用中频或工频等。
2.涡流与节能炊具电磁灶
我们知道,把块状的金属放在变化的磁场中,或者让它在磁场中运动时,块状金属内将产生感应电流,这种电流在金属块内自成闭合回路,很像水的旋涡,叫涡电流,简称涡流.由于金属电阻小,所以涡流很强,(如图1所示)当交流电通过导线时,铁芯中就产生很强的涡流,这种强电流使铁芯发热,浪费电能.为了减少损失,电机、变压器等通常用具有绝缘层的薄硅钢片叠压制成铁芯,使回路电阻增大,减少涡流。
在各种电机、变压器中,涡流是有害的,我们要采取各种办法来减弱它,其实涡流也是可以利用的,工业上的高频感应炉就是利用涡流来熔化、冶炼金属的.这种冶炼方法速度快,温度容易控制,而且污染少,适应冶炼特种合金和特种钢。
涡流也可以应用于生活.本文将要介绍的电磁灶就是涡流在生活中的应用。
电磁灶首先把50 Hz的交流电通过桥式整流装置改换成直流电,然后通过逆变器,转换成15 kHz ~50 kHz的高频电流,此高频电流通过扁平螺旋形加热线圈(螺旋中心有圆环形磁芯)产生高频交变磁场,这个磁场的磁感线穿过非金属灶台面板进入烹饪铁锅底内,由于电磁感应产生电场,形成强大的涡流电流,发出大量的焦耳热,达到对食物加热的目的。
6、电磁波教学反思
本节内容在旧教材中都是选学内容,所以在以往的教学中并没有引起足够的重视,新教材却充分挖掘了这一部分内容有利于培养学生的学习兴趣,从学生身边的事物讲起,让学生体会到了物理学确实与我们的生活息息相关,充分展示了物理学科的实用性、趣味性、实验性和科学性等特点,进而激发学生的兴趣,引起学生的思考,电磁波教学反思。体现出从生活到物理、从物理到社会的`教学理念。相比之下,旧教材注重知识的传授,在概念的引入上比较直截了当;新教材则更注重物理知识的探究过程和学生获得知识的过程。
电磁波是一种看不见、摸不到的东西,由于学生可能对“电磁波”这个名词还有些陌生,并不能深入体会到电磁波的存在。根据教材内容在安排本节时,是由学生身边生活事例来引入新课的,并通过事例和演示实验的方法,注重让学生在从身边的知识、熟悉的事物中去感受到新的、未知的世界这一思想。如在看电视时使用电吹风会出现的现象和在电脑前使用手机会出现的现象,让学生来感知。在教学中布置学生课前探究活动,其中一项就是查阅相关资料,使他们对电磁波有初步了解。另外与旧教材相比,新课标要求学生对波长、频率和波速三者的关系有初步认识,并不要求学生深入掌握这三个物理量的定义采用让学生阅读教材的方法。并根据学生搜集的有关电磁波的材料让学生来谈谈,电磁波的利用和危害以及防护的小常识。真正做到理论联系实际。
本节内容密切联系生活,与社会活动紧密结合,为学生学习无线电知识,做好了铺垫。让学生进一步体会物理学与社会生活息息相关。有条件的情况下还可以借助网络进行教学,可以让学生更直观的、更生动的了解知识。
7、电磁感应教学反思
本节课,为实验探究课。通过实验,探究、解决问题。本节的教学主要是规律的探究,思维的目的性很明确,主要表现在两个问题的解决上,即怎样才能产生感应电流?怎样判断导线切割磁感线运动时产生的感应电流的方向?前一个问题表现为由果索因的思考,后一问题表现为磁场方向、导线运动方向和感应电流方向三者空间结构的思考。在实验的基础上,可提出“因”的假设、“结构”的假设,然后再实验验证,最后归纳得出结论。
电磁感应虽然是本单元的重点,但并不是难点,如果依照教材顺序按部就班地由教师演示、归纳、概括,尽管学生也能接受,但他们就有可能处于被动学习的局面,达不到应有的教学效果。本节课试图改变这种弊端,在教学过程的总体设计上以学生为探索者,教师做引路人。按照“教师为主导,学生为主体,实验作手段,问题为线索”的构想,采用引导探索式教法来进行教学。
教师在教学过程的各个环节不断地为学生创设问题情景,设置悬念,适时点拨。例如在引入新课时启发学生用逆向思维去提出问题,激发他们探求新知识的兴趣。当探索多次失败时,启迪学生要持之
以恒;当探索成功时,则简明扼要地概括研究问题的思路。把学生从纯知识的学习导向知识、能力、思想的全面发展。对学生发表的各种意见要给予充分的肯定,以便进一步激励学生学习的积极性和主动性。
8、电磁感应教学反思
课题:电磁感应
电磁感应虽然是本单元的重点,但并不是难点,如果依照教材顺序按部就班地由教师演示、归纳、概括,尽管学生也能接受,但他们就有可能处于被动学习的局面,达不到应有的教学效果。
本节课试图改变这种弊端,在教学过程的总体设计上以学生为探索者,教师做引路人。按照"教师为主导,学生为主体,实验作手段,问题为线索"的构想,采用引导探索式教法来进行教学。
教师在教学过程的各个环节不断地为学生创设问题情境,设置悬念,适时点拨。例如在引入新课时启发学生用逆向思维去提出问题,激发他们探求新知识的.兴趣。当探索多次失败时,启迪学生要持之以恒;当探索成功时,则简明扼要地概括研究问题的思路。把学生从纯知识的学习导向知识、能力、思想的全面发展。对学生发表的各种意见要给予充分的肯定,以便进一步激励学生学习的积极性和主动性。
9、电磁感应教学反思
我们在平时的教学中,大都采用最习惯、最常见的传统教学模式。这么多年来,这种教学模式能够沿用至今,自然有它的优势。但是它却很“偏心”:重教师而不重学生;重传授而不重探索;重结果而不重过程??这一切都妨碍了学生主体性的发展。
怎样改善教学手段、提高教学质量,一直是我组教研活动讨论和探索的重点课题。对于物理这门课程,很多人都认为这是非常枯燥乏味的学科。要想搞活课堂气氛、运用灵活多变的教学手段提高教学质量,比较困难。在此,我以“法拉第电磁感应定律”这一节公开课为例,谈谈自己在教学过程中怎样努力提高教学质量的反思。
基于传统教学模式的优缺点,我们可以在继承的同时加以“改善”。我觉得我们要“改善”它,首先要重审学生、老师和书本三者之间的关系。从建构主义教学理论的角度来讲,学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者,而不是外部刺激的被动接受者和被灌输对象;老师在教学活动中起指导作用,是学生意义建构的帮助者、促进者,而不是知识的传授者与灌输者;书本是知识、信息等的载体。
从这里我们可以看出,传统的教学模式恰恰与建构主义教学理论相违背。所以,教学模式的“改善”甚至“改革”已刻不容缓。
这三者关系理清之后,对于像我这样毕业不久的新教师来说,当务之急自然是向老教师多学习,学习他们的教学经验和授课优点。
因此,我在开“法拉第电磁感应定律”的公开课之前,先后听了我们组董老师、刘老师和两位潘老师的课。他们的课精彩纷呈、各有千秋。董老师上课教态自然亲切,语言准确、比喻生动;对问题的阐述深入浅出,有启发性。所以极易调动学生的情绪,课堂气氛活跃。刘老师对问题的阐述简练准确、重点突出、思路清晰;整节课排版紧凑、环环相扣、内容充实。老潘老师教学功底扎实,能够完全有效地掌握课堂教学全过程,用生动的语言引入,提起学生的学习兴趣,教学过程中用简洁而富有启发性的语言引领学生逐层深入的学习知识。小潘老师对课程内容娴熟、运用自如;板书安排合理、条理清晰、一目了然。
以上就是我要向各位老师好好学习的地方,在以后的教学活动中我会继续积极听课,认真捕捉他们在教学过程中的闪光点,取长补短,将老师们的优点和长处应用到我的课堂教学当中去,更好的提高自己的业务水平。
接下来是我上“法拉第电磁感应定律”的主要步骤。
上课之前,先发一张“法拉第电磁感应定律”的学案。主要包括四部分内容:知识储备、预习填空、课堂练习和课后作业。其中需要说明的是预习填空一般情况下是给学生课前预习时做的。不过鉴于我们职业类学校学生主动性不太高的特点,故把这一环节放到课堂上来完成了。
开始上课后,第一步先和学生一起把学案上的“知识储备”完成。这是学习本节内容的必备知识,也是对以前有关知识的复习,也方便引出感应电动势的概念。所以它起到了承前启后的作用。
第二步,顺理成章的引出感应电动势的概念,引导学生一起学习相关的知识,并做好学案上相应的几个题目。这段内容比较简单,直接讲授,学生基本能够理解和掌握。
第三步,当堂演示两个相关实验,并要学生仔细观察实验现象。我之所以比较重视实验,是因为物理是一门以观察和实验为基础的自然学科,绝大部分物理概念和规律都由实验归纳得出。大部分学生对物理实验比较感兴趣,所以做好物理实验,能满足学生的心理需求,获得心理上的愉悦,产生学习物理的兴趣。还有利于否定思维定势和培养学生的观察实验能力。从建构主义教学理论的角度讲,物理实验就是给学生创设情景,激发学生的学习兴趣,帮助学生形成学习动机,用以达到意义建构的目的。
第四步,让学生观察实验现象后,提出问题:为什么会产生这种现象的?感应电动势究竟和哪些因数有关?再让学生带着这些问题用几分钟的时间自学书本上“法拉第电磁感应定律”这一段内容,并且要求他们在看书的同时做好学案上配套的几个知识填空。
第五步,自此,学生对“法拉第电磁感应定律”的相关知识已有一个初步的了解。在解决前面提出的问题的同时,我再加以讲解本节的主要内容,这样能使学生更全面、更透彻的掌握新知。
第六步,趁热打铁。取书上的两个典型例题,认真分析和讲解,巩固新知。第七步,回到学案上,让学生当堂完成第三部分内容“课堂练习”。可叫两个学生上黑板演示其中的计算题,并让其他学生去发现他们解题过程中的错误之处。
第八步,布置作业。布置的作业,可分A类、B类和C类题目。A类题目是一些常规题,要求每位学生都能掌握;B类题目偏难,基础差的同学可不做;C类是一两个思考题,为了给学生拓宽思路而设。
以上就是我上“法拉第电磁感应定律”公开课的“八步曲”。我在教学的过程中,总是想立足与一些好的教学理论的基石上,在继承传统教学模式优点的同时,把自己定位在指导学生学习的地位,让学生成为学习的主体,努力创设情景,使学生自主学习。
当然,毕竟我还是一个缺乏教育经验、缺少教学技能的新教师,值得我去学习、研究和探索的教育理论和教学方法还有很多,而且教学模式的改善或者改革又谈何容易。我觉得只要我在探索的道路中能不断的前进,哪怕步伐很小、进步很少,还是值得继续努力的。安拖?法勃尔?多里维说:“人类是一种使思想开花结果的植物,犹如玫瑰树上绽放玫瑰,苹果树上结满苹果。”我相信,终有一天,我在工作中也会开花结果的!
10、电磁感应教学反思
明确了探究的问题,就要对解决问题的办法提出科学的猜想,电磁感应的教学反思。但“怎样做才能使磁生电”这个问题对于学生来说有一定的困难,教师还需利用奥斯特实验对学生进行思维引导和方法启示,架起原知识与新问题间的桥梁。
奥斯特研究的是电生磁,他在导线两端接上电源,使导线内的电荷定向运动起来形成电流,提供了生磁的前提条件;磁场看不见摸不着,他用小磁针进行检验;把磁针平行地放在导线下,建立起电流与磁针的联系。现在,我们研究的是磁怎样生电,需要什么器材?该怎么办?大胆地猜一猜。有效的引导和启示,启发了学生的思维,使他们产生许多猜想:有的猜拿一个磁铁,把导线直接放进去,用与导线串联的电流表来检验电路中是否有电流;有的猜把导线缠绕在磁铁上才行;还有的猜让导线在磁场中运动起来,电流表指针才会偏转。
学生们利用所给和自选的实验器材,按照自己和同学们的猜想进行实验。通过实验,能发现许多产生电流和不能产生电流的具体做法并在班上展示交流。教师把各种做法中磁体的放法和导体的运动方向用课件展示出来。
教师在原课件中加上磁感线,再进行动画演示,并要求学生把导体运动的情况和磁场方向结合起来进行分析,抓住问题的实质,找到感应电流产生的条件,争取能用一句话准确地表示出来。由于课件把本不存在的磁感线形象化了,降低了学生空间想象的难度,学生易得出闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时有感应电流,从而认识了电磁感应现象。
11、电磁感应教学反思
一教学背景
电磁感应是高中电磁学的主体内容,并且在上课的过程中实验较多,学生对实验容易造成混淆,所以在上课时我根据教材,做了三个演示实验,让学生在层层点拨下得出了产生感应电流的条件,总觉得结论的得出比较牵强,学生在课堂中看老师做演示实验,积极性不高,参与面也不广,还是以教师为主体在进行教学。针对这一问题,试讲后我又重新进行了备课,尝试通过创设情景、提问设疑——学生实验、合作探究——讨论归纳、巩固提高,实现以学生为主体,教师为主导,探究为主线的教学模式。
教学过程的主要内容介绍如下:在介绍了法拉第发现电磁感应现象的一些事迹后,我提出了这样一个问题:电能产生磁,那么磁能否产生电呢?为了让学生对电磁感应现象有个感性认识,接下来我用手摇发电机演示了灯泡在没有电池的情况下同样也能发光的实验,并介绍手摇发电机的构造,引导学生自己分析实验中使小灯泡发光的原因,并得出利用磁场可以获得电流的结论。为了探究产生感应电流的条件,我提出了问题:如何利用桌上的仪器得到感应电流?在实验中要求学生根据自己的猜想、分析,设计实验方案,画出实验电路图,并操作。学生在实验的过程中,我深入学生进行指导,启发并参与讨论,把握方向,同时掌握时间。
学生通过实验,大多数组能够感知电磁感应的现象和产生感应电流的各种方法,接下去就是要启发学生对产生感应电流的本质进行思索。我尝试将以上能产生感应电流的情况动画模拟重现实验,并指导学生将实验观察到的现象罗列在表格中,通过表格让学生提炼共性,协助建构形成电磁感应的条件。在这个过程中,我提出了以下这么些问题。
1、磁铁从线圈插入、拔出过程中,哪个物理量发生了变化?怎么变?
2、实验②哪个物理量发生了变化?怎么变?
3、是不是B发生变化了,就有感应电流产生呢?
4、用蹄形磁铁产生磁场,把导体和灵敏电流计组成一个闭合回路,我让闭合回路的部分导体切割磁感线,灵敏电流计的指针有没有发生偏转?说明什么?
5、为什么B没有变化,也会有感应电流产生呢?
6、感应电流的产生与B、S两者都有关系。什么物理量能把B和S联系起来?
7、是不是只要变,就会产生感应电流呢?
通过以上一系列问题,并利用表格(如下图),把三个实验产生感应电流的操作过程、实验现象和初步分析进行汇总,引导学生从个性中寻找共性,比较有感应电流和无感应电流的情况,使学生自行发现了感应电流产生的条件。
产生活实践相结合。
二、分析反思
《电磁感应现象》是电磁感应这一章中的第一节课,如何调动学生的学习积极性,使学生自主探究电磁感应现象的规律并得出了结论方面,取得了较大的成功,实现了既定的教学目标。本节内容使用探究式教学,通过学生的动手、动脑、合作和讨论等方式,让学生设计实验方案,增强了学生的主体活动,达到了锻炼学生探究问题的能力和实验动手的能力。在学生探究过程中我通过表格的形式,让学生汇总三个实验的操作方法、现象和初步分析,并通过一些问题让学生从表格中寻找共性,充分调动了师生的互动、交流与沟通,使学生主动与他人进行合作。教学过程中,我还注重通过介绍法拉第发现电磁感应现象的过程,对学生进行科学地研究态度的教育和德育教育。
在设计的过程中还存在一些不足的地方,如:课堂秩序比传统的教学方式难以控制,时间安排上存在不确定性。另外对于这堂课如何更好地让学生进行实验探究这方面还不够理想,我将在今后的教学中不断探索,争取更大的突破。