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刘正春紫薇讲坛工作室第一次平板展示活动

时间:2018/9/29 周六 下午第1节

地点:日新楼五楼高二12班

课题:电磁感应定律的综合应用专题2

执教者:王斯婷


  课程内容分析

1、教材地位和作用

本节课是人教版高中物理选修3-2第4章《电磁感应》第4节的内容,该节课的内容在教学中是属于从感应电流进一步深入到感应电动势的理解内容,也是学习整篇教材的重难点所在,因此本节课内容具有题目难度大、综合性强的特点,更多需要学生多思多悟多动手才能掌握到位。

2、学情分析

通过以上本节课的地位和作用可以看出,本节课的课程是综合所学知识理解应用的篇章,也是学生并不陌生但是却有些许畏惧的篇章。学生在前两节课的学习中已经学过楞次定律以及基本的法拉第电磁感应内容,也已经练习过法拉第电磁感应定律中的单杆、双杆基本模型,但单杆双杆模型对学生来说难度较大,还需要再次通过练习的方式加深理解、加强应用。因此,从学生的角度看,本节课综合练习较多,课上需要多些引发思考的问题和模仿老师的演算。

3、重难点的把握

本节课的重难点主要有两个:其一是单、双杆模型中感应电动势的分析求解;其二是结合“电磁关系”分析受力以及运动。单、双杆模型感应电动势分析之所以称之为重难点是因为学生对于运动切割磁感线产生等效电源能理解,但是切割过程中电动势的变化以及多棒切割电动势的实际情况却难以把握。学生往往只能浅层的想到获得切割速度的一瞬间电动势的大小和电流的流向,深层次理解切割过程中速度的改变,电动势的改变,再到电流的改变这一系列过程就比较困难了。因此,在对单杆、双杆中的过程的分析就变得需要着重引导。而结合“电磁关系”分析受力以及运动之所以称之为难点,原因是电流在磁场中会有力的作用对学生来说很简单,但是这个力不是恒力,而是一个随着电流改变的力,而电流改变又是电动势变化引起的,电动势如何改变又是运动速度关系着。所以在分析受力时,这一系列牵连变化需要理出过程,并且要完整的分析受力,从受力确定运动,再根据运动练习受力。受力与运动之前密不可分。此外,分析出受力并不能直接得出结果。受力的明确与求解的物理量之间往往还需要考虑能量的转化或者做功的多少。所以,这一部分的题目综合性较强,对学生能力的考察力度较大。

二、课堂设计思想

基于对教材、学生学情等的把握,本节课主要从以下三个部分展开:

第一部分:回顾单杆双杆模型的基本分析内容

1、分析模型受力以及运动

分析获得初速度的杆切割过程中感应电动势以及电流----分析两杆受力情况---确定两杆运动情况----确定临界状态---得出稳态。

2计算稳态下的速度关系

稳态下大致是速度满足一定关系或者加速度满足一定关系,因此,最终需要确定稳态下的规律,为了直观简便,做出v-t图像,便于学生理解接受。

第二部分:习题专练

习题的选择主要选择了具有代表性的双杆模型中等距与不等距类型。

例1 、 如图所示,两条平行的长直金属细导轨KL、PQ固定于同一水平面内,它们之间的距离为l,电阻可忽略不计;ab和cd是两个质量皆为m的金属细杆,杆与导轨垂直,且与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦的滑动,两杆的电阻皆为R。杆cd的中点系一轻绳,绳的另一端绕过轻质定滑轮悬挂一质量为M的物体,滑轮与转轴之间的摩擦不计,滑轮与杆cd之间的轻绳处于水平伸直状态并与导轨平行。导轨和金属细杆都处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨所在平面向上,磁感应强度的大小为B。现使两杆与悬挂物都从静止开始运动,当ab杆与cd杆的速度分别达到v1和v2时,两杆加速度大小各为多少?

处理该道习题,分析题目很关键。带领学生梳理题目,找到关键信息①“杆cd的中点系一轻绳”---绳子链接模型、②“使两杆与悬挂物都从静止开始运动,当ab杆与cd杆的速度分别达到v1和v2”一根杆带动另一根杆同向切割模型之后,交给学生一部分时间由学生自行解答。


一段时间后,将学生的结果进行展示,发现学生处理该题出现的问题:

1绳子连接模型的特点把握不到。重物M与棒cd属于绳子两端的物体,在分析棒cd的受力时,拉力不可避免。但是,绳子模型下,可以将M与棒cd看为整体。拉力为内力可以省去。棒cd 的受力包括向右的Mg以及向左的安培力。计算也就多方便了。

2题目中给的速度v1和v2如何应用摸不着头脑。两棒属于同向切割问题,所以感应电动势为两棒电动势之差。而题目中给的速度恰好是求解两棒各自电动势的关键信息。学生没有熟练理解应用电动势的习惯。所以做题出现困难。

例2、右图中a1b1c1d1和a2b2c2d2为在同一竖直平面内的金属导轨,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨所在平面(纸面)向里。导轨的a1b1段与a2b2段是竖直的,距离为l1;c1d1段与c2d2段也是竖直的,距离为l2。x1 y1与x2 y2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆,质量分别为和m1和m2,它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。两杆与导轨构成的回路的总电阻为R。F为作用于金属杆x1y1上的竖直向上的恒力。已知两杆运动到图示位置时,已匀速向上运动,求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路电阻上的热功率。

该道例题难度系数相比第一题加大了。第一问问的是功率,那么肯定需要将过程中的速度求解出来。需要求速度必然需要分析题目条件“两杆运动到图示位置时,已匀速向上运动”。已匀速就是隐藏条件。匀速包含两层意思:①两棒都受力平衡,整体受力平衡,合外力为0

②棒1和棒2速度相等

对于第一层意思,90%的学生没有问题。而对于第二层意思,大部分学生不会注意到棒1和棒2是绳子连接模型,匀速必然速度相等。带领学生分析题目条件,依然提示学生知道速度,同向切割可以确定电动势,可以确定感应电流,那么能求那些量?

留给学生一定的思考和练习空间。

最后,将整个解读过程在黑板上进行展示。第二问当中,求解过程中电阻上的热功率。那么这是一个分析能量问题的模型。需要带学生回顾3-1中对于功和功率的基本讲解。

功和功率的区别和联系?

功如何计算?电功和热功是一样的吗?

功率分类是什么?如何计算功率?

纯电阻电路和非纯电阻电路的功、功率计算是一样吗?


对于第二问中,学生都想得到热功率计算用,但是,该题中计算电流考验计算能力。因此让学生尝试这种方法之后,可以互相讨论什么方法可以更加便捷一些。

紧接着,引出对电磁感应中能量问题的分析。

第三部分:电磁感应中能量问题的预告

由以上例题2可以介绍对于电磁感应中能量问题的处理。外力做得正功到底对应哪些形式能量的转化。电路中的热从何而来?产生的电路热量又如何分配等?给学生一定的引导和启发,留作课后思考练习。

三、课后总结反思

课程结束后,综合上课时的问题、评课老师提出的建议,主要从以下几个方面进行反思:

1课堂时间的把握有待提高。本节课复习巩固多花了很多时间,原因在于对课堂时间的安排没有提前准备好,在以后的教学中要学会估摸时间培养45分钟的时间感;

2课堂练习偏少。对于课堂中涉及的误区辨析以及思维定式的打破处可以安排3-4道练习题,以来可以检查学生对知识点的把握,二来也可以再次强调某些重难点;

3探究活动可以配套一份探究学案,留给学生一定的问题和指导意见等等,这样可能会更加具有启发意义;

4课件的制作还需要更精美。

5课程进度较快,内容安排应该慢一些,多给学生接受的时间。

6

       平板的使用需要多加练习。对平板使用中的故障应该学会自己克服解决。

      研修课程的开展既锻炼了备课的水平也锻炼了讲课的能力。课程中依然存在很多不足和缺点,这些不足和缺点需要后期的反复思考和训练才能渐渐完善。感谢物理组所有教师的指导和建议,相信在以后的教学中,一定会发扬优点,改正缺点,一点点进步的!

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