高中物理-电磁感应中的单棒教学设计学情分析教材分析课后反思

《电磁感应中的单棒》教学设计教学设计课题名称：电磁感应中的“单棒”姓名：工作单位：济南外国语学校学科年级：高三物理教材版本：科技出版社一、教学内容分析本节是鲁科版高三物理一轮复习的内容，“棒+导轨”模型是高考的热点，金属棒在匀强磁场中切割磁感线运动时，同时涉及到电路问题、动力学问题和能量问题，这类综合性问题是学生的难点，尤其针对我们这些学优生都保送走了之后剩下的学生，往往有无从下手的感觉，本节课从必备知识、关键能力、学科素养三个方面培养学生提取信息的能力，模型建构能力和解决实际问题能力。二、教学目标必备知识：通过复习熟练掌握电磁感应现象中电动势的计算，回路中电流大小和方向的判断和计算，正确的受力分析顺序，并能判断物体的运动状态，运用能量守恒定律分析回路中的内能，并能计算出各部分导体产生的内能。关键能力：通过训练审题培养学生的信息提取能力、信息加工能力，并通过问题分析培养学生的逻辑推理能力和归纳总结能力，最后通过对比分析培养学生的模型构建能力，最终形成解决实际问题的能力核心素养：通过磁悬浮列车引导学生了解电磁感应现象在生产生活中的应用，认识能源开发与利用对人类生活和社会发展的影响，关注科学·技术·社会·环境的关系，培养学生解决实际问题的能力并训练科学规范的物理思维。三、学情分析四、教学过程教师活动学生活动设计意图展示近三年高考题对本部分内容的考查，包含题号、考点、情景图以及切割模型。学生思考这些情景图是否常见？这些模型是否熟悉？本部分是高考热点，突出“棒+导轨”模型是高考考查电磁感应的重要道具，引起学生足够的重视。通过预习学案中的必备知识部分学生容易混淆的金属棒中电流的大小和方向的判断及两端电压的求解，进行认知纠正根据老师的讲解，对预习学案进行自主纠错对知识要点进行梳理，建立该部分的知识体系，并对学生问题进行诊断，为这堂课的进行做好充分的准备单棒+水平导轨引导边缘生通过关键语句，进行信息解读，将文字表述转化成物理情景，确定研究对象，建立物理模型，对金属棒进行电源分析、电路分析、运动分析和能量分析，这个分析过程要准确而具体，为学生的思维打下重要基础。老师引导、点拨，师生一起归纳总结解题思路和解题方法请边缘生逐字逐句读题，找到关键语句，并进行信息解读，将文字表述转化成物理情景，确定研究对象，建立物理模型，对金属棒进行电源分析：找到等效电源，明确内阻，明确电源内电流方向。电路分析：分析电路总电阻，并计算电路中电流大小。受力分析：按受力分析的正确顺序对金属棒进行受力分析。运动状态分析：根据初速度和受力判断金属棒的运动情况。能量分析：根据能量守恒定律分析系统中的内能。通过典例示范规范学生的思维程序。请尖子生展示规范解答，其他同学根据规范解答，进行解答过程的修改和订正。学生自主根据规范解答纠错。通过展示规范解答，旨在培养学生规范答题的好习惯。单棒+倾斜导轨引导边缘生通过关键语句，进行信息解读，将文字表述转化成物理情景，确定研究对象，建立物理模型，对金属棒进行电源分析、电路分析、运动分析和能量分析学生对电源、电路、运动和能量进行分析回答再次通过例题掌握规范的思维程序，巩固对金属棒进行五步分析请尖子生展示规范解答，其他同学根据规范解答，进行解答过程的修改和订正。学生自主根据规范解答纠错。通过展示规范解答，旨在培养学生规范答题的好习惯。单棒+竖直导轨引导边缘生通过关键语句，进行信息解读，将文字表述转化成物理情景，确定研究对象，建立物理模型，对金属棒进行电源分析、电路分析、运动分析和能量分析学生对电源、电路、运动和能量进行分析回答再次通过例题掌握规范的思维程序，巩固对金属棒进行五步分析请尖子生展示规范解答，其他同学根据规范解答，进行解答过程的修改和订正。学生自主根据规范解答纠错。通过展示规范解答，旨在培养学生规范答题的好习惯。请学生通过三个例题提炼这类问题的模型，培养学生的模型构建能力学生完成导学案的模型提炼过程通过模型提炼，能让学生通过分析几个题进而掌握一类问题，并对这一类问题有正确的分析思路和规范的思维程序请学生观看视频，了解磁悬浮列车的工作原理和特点学生观看视频，了解磁悬浮列车的工作原理和特点引导学生了解电磁感应现象在生产生活中的应用，认识能源开发与利用对人类生活和社会发展的影响，关注科学·技术·社会·环境的关系，培养学生解决实际问题的能力。请学生通过构建的物理单棒模型，体验解决实际问题，强化解决这类问题的思路和方法，并强化规范的思维顺序，并深化电磁感应中单棒模型的应用及熟练。学生分析解决：电源分析电路分析受力分析运动分析能量分析通过单棒模型，解决双棒切割问题，培养学生的迁移能力，分析推理能力，强化规范的物理问题的思维顺序。布置作业学生课下完成活页作业回扣、巩固、提升所学，做到学以致用《电磁感应中的单棒》课前案【必备知识】如图所示,水平放置的光滑平行金属导轨固定在水平面上,两导轨间距离为L,金属棒ab垂直于导轨，金属棒两端与导轨接触良好，在导轨左端接入电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,金属棒的电阻为0.5R，与R相连的导线、导轨的电阻均可忽略不计，用平行于导轨向右的力拉金属棒，使金属棒以大小为v的速度向右匀速运动，请思考以下问题：等效电源是____________,E=____________,r=___________分析金属棒两端a、b电势高低请画出等效电路图求出金属棒中的电流大小和方向求出金属棒两端电压分析金属棒的受力情况，并求出拉力F大小计算时间t内电阻R上产生的焦耳热《电磁感应中的单棒》导学案【互动探究】例1.如图所示，间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为R的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒，金属棒与导轨接触良好．整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中．现使金属棒以初速度v0沿导轨向右运动，若金属棒在整个运动过程中通过的位移为s.金属棒两端的电压大小通过金属棒横截面的电荷量整个过程中电阻R上产生的焦耳热【审题指导】逐字逐句细致审题→将“文字表述”转化成“物理情景”→确定研究对象，建立模型→分析过程、运动示意图、受力图→寻找规律列出方程→过程联系，隐蔽条件→推得结果，讨论意义。如图所示，足够长的U形倾斜导轨间距L=1.0m，电阻忽略不计，倾角，磁感应强度B=0.2T的匀强磁场垂直于导轨平面向上。质量m=0.2kg，电阻的导体棒ab垂直跨放在U形导轨上。现由静止释放导体棒，直至恰能匀速下滑，已知该过程中通过导体棒的电荷量，且释放瞬间金属棒的加速度为2.5m/s2（，，）。(1)导体棒与导轨间的动摩擦因数(2)导体棒从开始到匀速下滑这个过程下滑的距离；(3)该过程中，导体棒的焦耳热Q。例3．如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内，两导轨间的距离为L＝1m，导轨间连接的定值电阻R＝3Ω，导轨上放一质量为m＝0.1kg的金属杆ab，金属杆始终与导轨接触良好，杆的电阻r＝1Ω，其余电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B＝1T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里．重力加速度g取10m/s2．现让金属杆从AB水平位置由静止释放，忽略空气阻力的影响，求：（1）金属杆的最大速度；（2）若从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q＝0.6J，此时金属棒下落的高度为多少？【关键能力】1、模型构建2、思维提升⑴解题关键：⑵核心方程：【核心素养提升】《电磁感应中的单棒》学情分析《电磁感应中的单棒》这堂课面向济南外国语学校的高三学生，但是由于学优生已经被保送，除了个别放弃保送和英语受限的学生之外，剩下的大部分学生基础稍弱，不能建立规范的思维程序去分析问题，在审题过程中提取信息和加工信息的能力较弱，而且对于电磁感应在生产生活科技中的应用，生活经验不足，难以轻松实现物理模型的构建和情境的迁移，在解决实际问题时会遇到困难，但是班里还有四个放弃保送的学生，成绩不错，对于这些学生还需要特别提高，因此作业布置或课堂教学中问题的设置注意分层设置。《电磁感应中的单棒》效果分析复习旧知，引入新课部分是通过课前案的必备知识，进行梳理和总结，主要是通过批阅后发现学生存在的共性问题，在课堂上统一讲解并提醒学生注意，因为必备知识是这节课顺利高效进行的必要保障，所以课前案通过简单题目的设置把学生易错易混点暴露出来，并加以改正，感觉效果很不错。教学过程中，通过对三个不同轨道（水平、倾斜、竖直）上的单棒按规范的思维程序进行电源分析、电路分析、受力分析、运动分析和能量分析，让学生对此类问题有清晰的解题思路和方法，并学会避免这类问题中容易出现的易错点。通过评测练习反馈来看，效果不错，绝大部分同学都能掌握规范的思维程序，并分五步对金属棒进行分析，进而使得问题得以解决。《电磁感应中的单棒》教材分析电磁感应中，导体棒切割磁感线的综合问题是高考热点，也是学生学习过程中的难点，电磁感应的综合问题包括电路问题、动力学问题、能量问题和图像问题。电磁感应的综合问题分为两个课时，本节课为第一课时，为了让学生能遇到此类问题不慌张，必须帮助学生建立规范的思维顺序：逐字逐句细致审题→将“文字表述”转化成“物理情景”→确定研究对象，建立模型→分析过程、运动示意图、受力图→寻找规律列出方程→过程联系，隐蔽条件→推得结果，讨论意义。在具体问题中，电磁感应综合问题分析应该怎么进行呢？首先引导学生审题时找到关键语句，并对关键语句进行信息解读，然后引导学生进行电源的分析→电路的分析→受力分析→运动分析→能量分析，有了明确的分析顺序，学生在解决问题时就能事半功倍。单棒+水平轨道，单棒+倾斜轨道，单棒+竖直轨道是高考常见的道具，通过对三种情况的分析，引导学生构建物理模型，并归纳总结模型特点，通过这样的教材处理，让学生能够扎实掌握这一类问题，并能在进行有效迁移，解决磁悬浮这样的实际问题。《电磁感应中的单棒》评测练习1．如图所示，“U”形金属框架固定在水平面上，处于竖直向下的匀强磁场中．ab棒以水平初速度v0向右运动，下列说法正确的是（）A．ab棒做匀减速运动 B．回路中电流均匀减小C．a点电势比b点电势低 D．ab棒受到水平向左的安培力2．如图所示,水平放置的光滑平行金属导轨固定在水平面上,左端接有电阻R,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,金属棒PQ垂直导轨放置.今使棒以一定的初速度v0水平向右滑动,到位置c时棒刚好静止.设导轨与棒的电阻均不计,a到b与b到c的间距相等,速度方向与棒始终垂直.则金属棒在由a到b和b到c的两个过程中()A.棒运动的加速度大小相等 B.回路中产生的热量相等C.通过棒横截面的电荷量相等 D.a到b棒的动能减少量等于b到c棒的动能减少量3．如图所示，两条间距L＝0.50m、平行光滑U形导轨与水平面的夹角θ＝30°，导轨的底部接一阻值R＝2.0Ω的电阻，其中CM＝PD＝4.5m，导轨及其他部分电阻不计．一根质量m＝0.2kg、电阻r＝1.0Ω的导体棒置于导轨的底端，与导轨垂直且接触良好，整个装置处于磁感应强度B＝2.0T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．现对导体棒施加平行于导轨向上的拉力F，使棒从静止开始沿导轨平面向上做匀加速运动，则导体棒在导轨上运动的整个过程中()A．通过电阻R的电荷量为2.0CB．拉力F和磁场对导体棒的安培力做的总功等于导体棒的机械能的增加量C．拉力F做的功等于导体棒增加的机械能与电阻R产生的焦耳热之和D．拉力F先增大后保持不变4．（多选题）如图所示，固定在倾角为θ＝30°的斜面内的两根平行长直光滑金属导轨的间距为d＝1m，其底端接有阻值为R＝2Ω的电阻，整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度大小为B＝2T的匀强磁场中。一质量为m＝1kg（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触。现杆在沿斜面向上、垂直于杆的恒力F＝10N作用下从静止开始沿导轨向上运动距离L＝6m时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接人电路的电阻为r＝2Ω，导轨电阻不计，重力加速度大小为g＝10m/s2．则此过程（）A．杆的速度最大值为5m/s B．流过电阻R的电量为3C C．在这一过程中，电阻R上产生的焦耳热为8.75J D．流过电阻R电流方向为由c到d5.如图所示，金属棒MN，在竖直放置的两根平行导轨上无摩擦地下滑，导轨间串联一个电阻，磁感应强度垂直于导轨平面，金属棒和导轨的电阻不计，设MN下落过程中，电阻R上消耗的最大功率为P，要使R消耗的电功率增大到4P，可采取的方法是()A．使MN的质量增大到原来的2倍B．使磁感应强度B增大到原来的2倍C．使MN和导轨间距同时增大到原来的2倍D．使电阻R的阻值减到原来的一半6.如图所示，竖直放置的足够长的U型金属框架中，定值电阻为R，其他电阻均可忽略，ef是一水平放置的电阻可忽略的导体棒，导体棒质量为m，棒的两端始终与ab、cd保持良好接触，且能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架平面垂直的匀强磁场中，当导体棒ef从静止下滑一段时间后闭合开关S，则S闭合后(

)A.导体棒ef的加速度一定大于gB.导体棒ef的加速度一定小于gC.导体棒ef机械能一定守恒D.导体棒ef机械能一定减少《电磁感应中的单棒》课后反思《电磁感应中的单棒》这节课从必备知识、关键能力和核心素养三个方面出发，重在一轮复习过程中夯实学生基础知识和基本能力，本人认为，学习物理掌握规范的物理思维程序非常重要，在本节课中不断渗透，以期望学生耳濡目染、潜移默化地能掌握程序，在与学生互动过程中，这种方法效果不错，但是在课堂互动过程中由于基础较好的同学们比较积极主动，而基础稍弱的同学比较腼腆，不太主动，在提问过程中，应该对一些简单分析让基础稍弱的学生回答，这方面做得不太细致，应该视问题难易不同而兼顾不同层次的同学。在课堂上解决磁悬浮列车问题时，应该多设置一些梯度以接近更多学生的“最近发展区”。活页作业如果做到分层设置，效果更好，总体来说，这节课目标达成度能达到90％，但由于一些细节考虑不周全，会让这堂课的整体效果打个折扣，教学永无止境，不能停下钻研的脚步。《电磁感应中的单棒》课标分析一、中华人民共和国教育部制定的《普通高中物理课程标准》（2017年版)对必修三电磁感应部分的要求和建议如下：【内容要求】3.3.3知道磁通量。通过实验，了解电磁感应现象，了解产生感应电流的条件。知道电磁感应现象的应用及其对现代社会的影响。例2收集资科，了解手机无线充电的原理。活动建议（1）查阅资料，了解我国古代对磁现象的认识和应用及其对人类文明的影响。（2）查阅资料，了解电磁感应现象的发现过程。教学提示让学生通过实验了解产生感应电流的条件，体会科学实验在物理学发展中的重要作用。本模块内容与生产生活、科技进步、社会发展密切相关，要充分利用多种教学资源，引导学生了解电磁感应现象在生产生活中的应用，认识能源开发与利用对人类生活和社会发展的影响，关注科学·技术·社会·环境的关系，培养学生解决实际问题的能力。二、2020年1月7日教育部考试中心正式向社会发布《中国高考评价体系》，这是取消考试大纲后指导高考命题的纲领性文件，意味着我国高考进入了新赛道。

高考蓝皮书《中国高考报告》系列丛书及线上专题讲座明确提出了“三线”将是今后高考命题的基本方向，“三线”也即：“核心价值金线”、“能力素养银线”以及“情境载体串连线”。

“核心价值金线”主要是围绕立德树人来考查学生的政治立场和思维观念、世界观和方法论以及道德品质；

“能力素养银线”主要考查学生的学习掌握、实践探索以及思维方法等方面的能力，着重考查学生识别、分析、运用关键信息的能力，考查学生逻辑推理的能力，考查学生论证与证据使用的能力，考查学