第二章《电磁感应》单元整体教学设计-【大单元教学】高二物理同步备课系列（人教版2019选择性必修第二册）

2024-2025高中物理（人教2019版）大单元学科素养教学设计 单元教学课题 选择性必修第二册 第二章《电磁感应》 版本 人教版2019 年级 高二 单元 电磁感应 教师 Xxx 单元内容 必修第三册已经讲述了电磁感应现象、感应电流的产生条件，在此基础上，本章从楞次定律开始，进一步研究电磁感应的规律。第1节通过实验探究影响感应电流方向的因素，阐述楞次定律的内容，这是从感应电流角度来认识电磁感应现象，是认识电磁感应现象的第一个阶段。第2节“法拉第电磁感应定律”从感应电流深入到感应电动势来理解电磁感应现象，这是第二个阶段，它的核心内容是法拉第电磁感应定律。第3节介绍了涡流、电磁阻尼和电磁驱动，A与前面研究电路中的电磁感应现象不同，涡流是导体块中的感应电流。第4节“互感和自感”阐述了两种具体的电磁感应现象，特别是自感现象的特点及应用。第3、4节介绍了产生感应电动势的两种非静电力的来源，即洛伦兹力和感生电场，它揭示了电磁感应现象的本质，这是认识电磁感应现象的第三个阶段。 新课标要求 2.2.1探究影响感应电流方向的因素，理解楞次定律。 2.2.2通过实验，理解法拉第电磁感应定律。 2.2.3通过实验，了解自感现象和涡流现象。能举例说明自感现象和涡流现象在生产生活 中的应用。 单元学情 一、学生知识基础分析 1. 已具备的知识 磁场基本概念：磁感线、磁感应强度、安培力（必修内容）。 · 电流的磁效应（奥斯特实验、通电螺线管磁场分布）。 · 能量守恒定律（机械能与电能的转化思想）。 2. 潜在薄弱点 · 磁通量概念：部分学生对公式 的矢量性和空间关系理解不深，尤其对“有效面积”和“磁场方向与平面夹角”的计算易混淆。 · 动态过程分析：对磁场变化（如磁铁运动、线圈变形）导致磁通量变化的动态过程缺乏直观想象。 · 数学工具应用：对微元法、导数思想（如 的极限意义）较陌生，可能影响法拉第定律的深入理解。 二、学生认知特点与学习难点 1. 认知特点 · 形象思维依赖：对磁场“看不见摸不着”的特性易产生抽象感，需借助实验或动画模拟辅助理解。 · 逻辑推理不足：在分析“感应电流方向”时，易片面依赖右手定则，忽略楞次定律中“阻碍变化”的因果逻辑。 · 迷思概念常见： · 错误认为“只要存在磁场就会产生感应电流”（忽略磁通量变化条件）。 · 混淆“动生电动势”与“感生电动势”的本质差异（前者源于导体切割磁感线，后者源于磁场变化）。 2. 核心学习难点 · 楞次定律的深层理解： · 学生易将“阻碍”误解为“阻止”，难以理解其本质是“延缓变化并伴随能量转化”。 · 应用时易遗漏步骤（如未明确原磁场方向、磁通量增减趋势）。 · 法拉第定律的灵活应用： · 复杂场景中磁通量变化率的计算（如旋转线圈、非匀强磁场）。 · 区分 （平均电动势）与 （瞬时电动势）的适用条件。 单元目标 内容目标： (1)理解楞次定律，知道楞次定律是能量守恒的反映，会用楞次定律判断感应电流方向。 (2)理解右手定则，知道右手定则是楞次定律的一种具体表现形式，会用右手定则判断感应电流方向。 (3)经历推理分析得出楞次定律的过程，体会归纳推理的方法 (4)经历实验探究得出楞次定律的过程，提升科学探究的能力。 (5)通过实验，理解法拉第电磁感应定律。知道是法拉第电磁感应定律的一种特殊形式，会用法拉第电磁感应定律在具体情境中分析求解有关问题。 (6)经历分析推理得出法拉第电磁感应定律的过程，体会用变化率定义物理量的方法;经历推理得出的过程，体会矢量分解的方法。 (7)知道与的内在联系，感悟事物的共性与个性的关系，体会辩证唯物。 (8)了解感生电场，知道感生电动势产生的原因。会判断感生电动势的方向，并会计算它的 大小。 (9)通过实验了解涡流现象，知道涡流是怎样产生的，了解涡流现象的利用和危害通过对涡流实例的分析，了解涡流现象在生产生活中的应用。 (10)了解电磁阻尼和电磁驱动. 核心素养 一、物理观念 强化“变化的磁场产生电场”的场物质观，结合能量守恒分析电磁感应过程。 二、科学思维 设计对比实验（如不同磁铁运动方向），引导学生归纳“阻碍”规律，培养逻辑推理能力。三、科学探究 开展探究性实验（如“影响感应电流大小的因素”），要求自主设计记录表格并讨论误差。四、科学态度与责任 引入“高压输电中的涡流损耗”“电子设备辐射”等议题，组织辩论或调研活动。 达成评价表 水平等级 水平标准描述 自评 互评 等级一 能用理解楞次定律并会判断感应电流的方向，会计算感应电动势的大小。 等级二 知道公式中的含义，并会计算转动产生的电动势大小。 等级三 能对常见的生活生产、体育交通中的电磁感应现象问题进行分析推理，过程中提出质疑，养成科学思维的严谨性和科学探究意识。能理解动生电动势和感生电动势的非静电力作用。 单元分课时规划和活动实施表 单元课时安排（共4课时） 1. 第1课时：楞次定律 2. 第2课时：法拉第电磁感应定律 3. 第3课时：涡流、电磁阻尼和电磁驱动 4. 第4课时：互感和自感 第1节 楞次定律 学习规划 学习内容 第1节 楞次定律 课型课时 物理规律 1课时 课时目标 1.物理观念：理解楞次定律的内容及实质. 2.科学思维：能运用楞次定律判断感应电流的方向，解答有关问题 3.科学探究：体验楞次定律实验探究过程 4.科学态度与责任：感受科学家对规律的研究过程，学习他们对工作严肃认真不怕困难的科学态度。 达成评价 理解并运用楞次定律和右手定则判断出给感应电流的方向，处理实际感应回路中感应电流的方向问题。 驱动性问题 感应电流的方向与哪些因素有关呢？有什么规律吗 ？ 学习活动 一、探究影响感应电流方向的因素 1.找出电流表中指针偏转方向和电流方向的关系 2.观察并记录线圈中导线的绕向 活动一：探究影响感应电流方向的因素 1、实验步骤：将磁铁N极和S极分别插入和拔出螺线管，记录灵敏电流计的指针转向。 2、总结规律： 二、 楞次定律 1.内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 2、对楞次定律的理解：如何理解阻碍二字？ （1）增反减同（2）来拒去留（3）增缩减扩 3.右手定则 3、楞次定律与能量守恒定律 课堂练习——利用楞次定律和右手定则，判断感应电流的方向（导学案） 及时性评价 统计学生给出的感应电流方向，进行分析,评价后提出利用楞次定律和右手定则判断感应电流方向的方法的探讨方案。引导学生进一步学会观察、分析、推理，培养学生的科学思维和研究方法。 作业设计 通过分层小组题目设计掌握学生掌握楞次定律和右手定则。 板书小结 第一单元大单元教学 第2节 法拉第电磁感应定律 学习规划 学习内容 第2节 磁场对通电导线的作用力 课型课时 新授规律课 2课时 课时目标 1.物理观念：知道感应电动势的定义. 2.科学思维：通过实验理解法拉第电磁感应定律及数学表达式 3.科学探究：经历分析推理得出法拉第电磁感应定律的过程，体会用变化率定义物理量的方法 4.科学态度与责任：感受科学家对规律的研究过程，学习他们对工作严肃认真不怕困难的科学态度。 达成评价 完成小组探究和讨论、能自主解决导体棒平动切割磁感产生的感应电动势大小的问题，合作处理情景综合问题。自评、和小组互评。 驱动性问题 电磁感应现象中有感应电流，相当于电源的那部分是不是也有电动势，电阻不变的情况下，感应电流越大，是不是说明电源的电动势也越大？ 学习活动 活动一：定性探究影响感应电动势大小的因素 磁铁插入的速度越快，感应电流越大，大胆猜测：感应电流大小与磁通量的变化快慢有关 。 活动二：定量实验探究：感应电流大小与哪些因素有关？ 感应电流大小与磁铁在线圈中运动时间成反比例关系。 一、法拉第电磁感应定律 1.内容:电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。 3. 理解： ①n为线圈的匝数，由于每匝感应电动势处于串联关系，故总电动势为n倍； ②上述公式用于计算感应电动势的大小，故ΔΦ取绝对值 二、导体切割磁感线运动时的感应电动势 1.平动切割 （垂直切割） （（θ为v与B夹角）） 3. 转动切割 及时性评价 对不同小组的课堂活动进行归纳分析，提出课堂活动的合理性、安全性、可操作性和科学性等。 作业设计 完成课堂活动。完成小组分层练习。完成作业反思归纳。 板书小结 第一单元大单元教学 第3节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 学习规划 学习内容 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 课型课时 新授课 2课时 课时目标 1.物理观念：知道涡流对我们有不利和有利两个方面的影响，以及如何利用的防止. 2.科学思维：通过学生的讨论和旧知识分析新问题弄清涡流产生的原因以及涡流的特点 3.科学探究：通过魔术实验探究，知道什么是电磁阻尼和电磁驱动现象，并能分析二者的不同点和相同点，以及实质 4.科学态度与责任：通过理论与实际的相结合，提高学习的兴趣，培养其用理论知识解决实际问题的能力。 达成评价 完成小组探究和讨论、能自主解决涡流和电磁阻尼和电磁驱动问题，合作处理情景综合问题。自评、和小组互评。 驱动性问题 1. 中高考金属探测器已广泛应用，其工作原理是怎样的？为什么检测到金属会报警呢？ 学习活动 知识点一、电磁感应现象中的感应电场 1.感生电场：磁场变化时会在空间激发一种电场。这种电场与静电场不同，它不是电荷产生的，我们把它叫作感生电场。 2.感生电动势：如果感应电动势是由感生电场产生的，它也作感生电动势。 电磁感应现象中的感生磁场 知识点二、涡流 1.定义：如果穿过线圈的磁通量发生变化，它附近的任何导体都会产生感应电流，如图2.3-2中的虚线所示。这样的感应电流，看起来就像水中的旋涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流。 2. 涡流的应用：真空冶炼炉、探雷器、金属探测仪、安检门。 3. 涡流的危害与防止： 知识点三、电磁阻尼 磁式电流表为什么用铝框做线圈骨架？ 电磁阻尼的应用: 磁力刹车 知识点四、电磁驱动 如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，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，这种作用常常称为电磁驱动。 电视显像管的工作原理 洛伦兹力的方向与粒子的运动速度方向垂直，当粒子在磁场中运动时，因受到洛伦兹力的作用，就会发生偏转。显像管电视机中就应用了电子束磁偏转的原理。 及时性评价 对不同小组的活动效果进行统计，提出小组活动的理性、科学性等。 作业设计 完成课堂活动。完成小组分层练习。完成作业反思归纳。 板书小结 第一单元大单元教学 第4节 互感和自感 学习规划 学习内容 第4节 互感和自感 课型课时 新授课 2课时 课时目标 物理观念：知道互感现象和自感现象都属于电磁感应现象. 科学思维：了解自感现象在生产生活中的应用和怎样预防其带来的不利影响 科学探究：知道自感电动势大小受到哪些因素影响 科学态度与责任：认识互感和自感是电磁感应现象的两种现象，感悟特殊现象中有它的普遍规律，而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点。 达成评价 完成小组探究和讨论、能自主解决互感、自感问题，合作处理情景综合问题。自评、和小组互评。 驱动性问题 1. 你能否设计一个电路，切断电源后使小灯泡缓慢熄灭？ 学习活动 知识点一、互感现象 在法拉第最初发现电磁感应现象的实验中，两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种现象叫作互感，这种感应电动势作互感电动势。 小实验：两个线圈A、B之间并没有导线相连线圈A与手机(或MP3等)的音频输出端连接，线圈B与扩音器的输入端连接把线圈A插入线圈B时就能在扩音器上听见由手机输出的声音，这是为什么? 互感现象应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，如变压器就是利用互感现象制成的。 知识点二、自感现象 1.当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势。这种现象称为自感。 2.由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。 1.通电自感 3. 断电自感 断电自感中为什么小灯泡会骤亮应满足什么条件呢？ 知识点三、自感系数 自感系数 L ----简称自感或电感 单位：亨利，简称亨，符号是H。常用的单位还有毫亨（mH）、微亨（μH） 及时性评价 对不同小组的活动进行归纳分析，提出问题研究的合理性、科学性等。 作业设计 设计活动评价，完成小组分层练习。对分层练习进行评价和反思归纳。 板书小结 大单元学习评价量规表 《电磁感应》大单元学习评价指标（总分100分） 权重 评价等级及分值 得分 一级指标 二级指标 优良（10-8） 一般 （8-6分） 需要改进（6-0分） 生评 师评 小计 活动态度（15%） 学习兴趣 0.5 对本课题有非常浓厚的学习兴趣 对课题有较高的学习兴趣 对课题知识学习兴趣一般 学习态度 1 学习态度认真负责，努力实现预定任务 认真参与，在同伴协助下努力实现预定任务 认真参与，在同伴协助下实现未能预定任务 合作交流（20%） 与人合作 1 主动和同学配合，分工合作，乐于帮助同学 基本能和同学配合，做好自己分内工作 有需要时才和同学合作，喜欢个人学习 与人沟通 1 态度谦虚，认真倾听同学意见，能合作解决问题 会倾听同学意见，基本能和同学合作解决问题 不太喜欢发言和倾听同学意见，不喜欢和同学合作解决问题 收集资料（30%） 资料查找收集整理 1.5 能熟练运用多种搜集方法搜集资料，并有系统有条理整理资料 比较熟练运用多种搜集方法搜集资料，基本能整理好资料 运用的搜集方法单一，不太会整理资料 资源运用 1.5 根据资料内容的需要恰当合理地使用了各种媒体 能使用多种媒体，使用基本合理没有太大的不合理之处 能使用多种媒体但使用不恰当 小组成果展示（35%） 汇报交流 2 物理概念规律运用准确，语句通顺，表情丰富 物理概念规律运用较准确，语句比较通顺 没有使用物理概念规律机械运动，过于口语化 自作小实验物件展示 1.5 实验物件内容丰富资料符合课题 实验物件内容较丰富、资料较符合课题 实验物件内容不充分、资料比较单一 总计： 总体评价： 机械运动机械运动机械运动www.21cnjy.com机械运动机械运动精品试卷·第机械运动2机械运动页机械运动（共机械运动2机械运动页） 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $$