2020_2021学年高中物理第四章电磁感应1划时代的发现1教案新人教版选修3_2.doc

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1、优选划时代的发现教学目标：知识与技能目标了解奥斯特实验、电磁感应现象当时的知识和认识背景；了解奥斯特实验、电磁感应现象的发现过程感知自然现象之间的相互联系和相互转化过程与方法目标“经历”探索的主要过程，回顾前辈科学家的思考、研究时的迷失与最后成功，体验前辈科学家研究的思路与方法了解其他科学家在探究过程中的失败和贡献情感、态度与价值观目标感悟人类探究自然规律的科学态度和科学精神，培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志渗透科学美、物理学之美的教育教学重点、难点探索电磁感应现象的历史背景；感悟人类探究自然规律的科学态度和科学精神教学方法：运用科学史情景的

2、探究教学方法-7-/7优选教学过程：（一）引入新课爱因斯坦未完成的“统一场理论”竟发端于一个破线圈的实验，也就是来源于电磁学对称统一性的发现。这一发现，不仅把人们带进电气化时代，也让我们的自然观、科学观产生了巨大的影响。现在就让我们一起回溯这段划时代的发现吧！（二）进行新课一、奥斯特梦圆“电生磁电磁感应现象的发现是与电流磁效应的发现密切相连的。（１）电与磁间究有关在19世纪20年代之前的漫长岁月里，电和磁的研究始终独立地发展着，包括库仑在内的众多物理学家，仍然认为电与磁是互不相关的。但同时人们也发现了电与磁有相似性和关联。两种观点针锋相对，引起了

3、一场著名的争论“巴伐利亚征文”（２）转化思想生猜想到了18世纪末，人们开始思考不同自然现象之间的联系，一些独具慧眼的哲学家如康德等，提出了各种自然现象之间相互联系和相互转化的思想。深受其影响的丹麦科学家奥斯特相信电与磁之间可能存在着某种联系。1803年奥斯特指出：“物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的各种其他现象的零散的罗列，我们将把整个宇宙纳在一个体系中”。然而，奥斯特寻找电与磁相互联系的实验研究并未很快成功。（３）几经研究仍未果（４）机遇青睐局限破-7-/7优选机遇总是青睐那些有准确的头脑。在1820年4月的一次讲演中

4、，奥斯特碰巧在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针。当电源接通时，小磁针居然转动了。随后的实验证明，载流导线的确能使磁针偏转，这种作用称为电流的磁效应。[实验]重做奥斯特实验电流的磁效应显示了载流导体对磁针的作用力，揭示了电现象与磁现象之间存在的某种联系。（５）[设问]奥斯特为什么能成功呢？奥斯特的成功秘诀一是坚定的信念（坚信“自然力之统一”），思想上的有准备使他抓住了机遇，小磁针放在南北导线下方才会偏转，偶然发现中存在着必然。二是创新思维和实践，在奥斯特之前，人们见到的是惯常的“纵向力”，这种思维给实验研究造成了极大的误导，以前的实验设计，导线和

5、小磁针都是摆在同一水平面上，并排或在一条线上，奥斯特把小磁针放在南北导线下方才会第一次认识到横向作用的“旋转力”。（６）奥斯特的创新思维和实践引发了大量的“电生磁”实验如雨后春笋般涌现。在短短两个月时间内，被称为“电学中的牛顿”安培发现了大量电流的磁效应；阿拉果制作了第一个电磁铁；施魏格制作了第一个电流计。二、法拉第心系“磁生电（１）对称思想创新路1820年奥斯特发现电流的磁效应，震动了整个科学界，它不仅引发了同向思维的迁移，还引发了对称性的逆向思考：既然电流能够引起磁针的运动，那么为什么不能用磁铁使导线中产生电流呢？有关电与磁关系的崭新研究领域

6、突然洞开在人们面前，激发了科学家们的探索热情。许多科学家都积极投入到“磁生电”实验探索中，其中法拉第凭借绕在同一个铁环上的两个线圈第一个实现了“磁生电”的实验期望。-7-/7优选现在让我们闭上眼睛，幻想自己换身法拉第，穿越回到十九世纪初期的伦敦，回到法拉第成长、学习、工作的地方，重走他的探索道路，重新经历他的思维历程。（２）思维定势路漫长当时，科学界对电和磁认识还很混乱，很多概念还没建立，甚至认为电也是多种多样的：把摩擦起电叫摩擦电，把伏打电池产生的电叫伏打电。1821年英国《哲学年鉴》的主编约请戴维撰写一篇文章，评述奥斯特发现以来电磁学实验的理

7、论发展概况。戴维把这一工作交给了法拉第。法拉第在收集资料的过程中，对电磁现象的研究产生了极大的热情，并开始转向电磁学的研究。他仔细地分析了电流的磁效应等现象，认为既然电流能产生磁，磁能否产生电呢?起初，他试图用强磁铁靠近闭合导线或用强电流使另一闭合导线中产生电流，做了大量的实验，为了提高实验的灵敏度，他做了许多巧妙的设计。但由于受到当时用不变的磁（伏打电）感应出稳定的伏打电思想束缚，这些实验都失败了。（３）偶然发现犹迷茫直到1831年8月29日，法拉第才有了偶然发现。他把这一发现写信告诉他的朋友：不知道是捞到了一条鱼，还是捞到了一团水草。这也许是

8、法拉第的谦逊、诙谐，这不仅是条鱼，还是条大大的鱼，因为这是１９世纪最伟大的发现之一，，但我想这也许说明法拉第当时对自己发现的现象也不很肯