2024-2025学年高中物理 第三章 电磁振荡 电磁波 2 电磁场和电磁波教案 教科版选修3-4

2024-2025学年高中物理第三章电磁振荡电磁波2电磁场和电磁波教案教科版选修3-4主备人备课成员教材分析本节课为人教版高中物理必修2第五章“电磁感应”第二节“法拉第电磁感应定律”。该节内容紧接着第一节“电磁感应现象”展开，是对电磁感应现象的深入探究。通过本节课的学习，学生能够理解法拉第电磁感应定律的内容，掌握影响感应电流方向和大小因素，并能运用该定律解决实际问题。为后续学习电磁振荡、电磁波等知识打下基础。

本节课的主要内容包括：1.法拉第电磁感应定律的发现历程；2.法拉第电磁感应定律的内容；3.影响感应电流方向和大小的因素；4.楞次定律的应用。

在教学过程中，我将结合学生的实际情况，利用多媒体课件、实验器材等教学资源，通过讲解、演示、讨论等多种教学手段，引导学生主动探究、积极思考，从而提高他们对于电磁感应现象的理解和应用能力。核心素养目标分析本节课旨在培养学生的科学思维、科学探究和科学态度，符合新课程标准下的核心素养目标。具体包括：

1.科学思维：通过学习法拉第电磁感应定律，培养学生运用科学方法分析和解决问题的能力。使学生能够从实验现象中提炼出规律，形成科学的思维方式。

2.科学探究：引导学生通过观察、实验、分析等探究活动，发现法拉第电磁感应定律，培养学生主动探究和获取新知识的能力。

3.科学态度：培养学生对待科学问题的严谨态度，勇于提出问题、解决问题，培养学生的自信心和自主性。

4.科学应用：使学生能够将法拉第电磁感应定律应用于实际问题，提高学生运用知识解决实际问题的能力。

5.科学伦理：在探究过程中，培养学生尊重事实、尊重他人观点的伦理道德，培养学生合作交流的能力。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：在学习本节课之前，学生应已掌握人教版高中物理必修1中关于“力与运动”的基础知识，如牛顿运动定律、功与能量等。此外，学生还应了解必修2中第一节“电磁感应现象”的基本概念，如电磁感应、感应电流等。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：根据对学生的了解，大部分学生对物理实验和现象充满好奇，具有一定的观察和动手能力。在学习风格上，部分学生偏爱理论分析，而另一部分学生则更擅长实验操作。此外，学生的逻辑思维能力和团队合作能力也有待提高。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习法拉第电磁感应定律的过程中，学生可能对定律的推导过程、楞次定律的应用以及影响感应电流方向和大小的因素理解不够深刻。此外，将理论知识应用于实际问题解决的能力也需加强。在教学过程中，我将关注学生的个体差异，针对不同学生的学习需求给予适当的引导和帮助。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：在课堂上，我将通过讲解法拉第电磁感应定律的发现历程、内容以及楞次定律等知识点，帮助学生系统地掌握本节课的主要内容。

2.讨论法：针对影响感应电流方向和大小的因素，组织学生进行小组讨论，引导学生主动思考、分享观点，培养学生的合作精神和口头表达能力。

3.实验法：安排学生进行电磁感应实验，观察实验现象，引导学生从实验中总结法拉第电磁感应定律，培养学生的观察能力和实践能力。

教学手段：

1.多媒体设备：利用多媒体课件，生动展示法拉第电磁感应定律的发现历程、楞次定律等知识点，提高学生的学习兴趣和理解能力。

2.教学软件：运用教学软件进行课堂互动，如测验、游戏等，巩固学生所学知识，提高课堂参与度。

3.实验器材：为学生提供电磁感应实验器材，让学生亲自动手进行实验，增强学生的实践操作能力。

4.在线资源：推荐学生在课后观看相关在线教学视频，拓展知识视野，提高自主学习能力。

5.学习平台：利用学习平台进行课后作业布置、批改和反馈，方便学生及时巩固所学知识，提高教学效果。教学流程（一）课前准备（预计用时：5分钟）

学生预习：

发放预习材料，引导学生提前了解法拉第电磁感应定律的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。

设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习法拉第电磁感应定律内容做好准备。

教师备课：

深入研究教材，明确法拉第电磁感应定律教学目标和法拉第电磁感应定律重难点。

准备教学用具和多媒体资源，确保法拉第电磁感应定律教学过程的顺利进行。

设计课堂互动环节，提高学生学习法拉第电磁感应定律的积极性。

（二）课堂导入（预计用时：3分钟）

激发兴趣：

提出问题或设置悬念，引发学生的好奇心和求知欲，引导学生进入法拉第电磁感应定律学习状态。

回顾旧知：

简要回顾上节课学习的电磁感应现象，帮助学生建立知识之间的联系。

提出问题，检查学生对电磁感应现象的掌握情况，为法拉第电磁感应定律新课学习打下基础。

（三）新课呈现（预计用时：25分钟）

知识讲解：

清晰、准确地讲解法拉第电磁感应定律知识点，结合实例帮助学生理解。

突出法拉第电磁感应定律重点，强调楞次定律难点，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。

互动探究：

设计小组讨论环节，让学生围绕影响感应电流方向和大小的因素展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。

鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。

技能训练：

设计实践活动或实验，让学生在实践中体验法拉第电磁感应定律知识的应用，提高实践能力。

在法拉第电磁感应定律新课呈现结束后，对法拉第电磁感应定律知识点进行梳理和总结。

强调法拉第电磁感应定律的重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。

（四）巩固练习（预计用时：5分钟）

随堂练习：

随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对法拉第电磁感应定律知识的掌握情况。

鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决法拉第电磁感应定律问题。

错题订正：

针对学生在随堂练习中出现的问题，进行及时订正和讲解。

引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。

（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）

知识拓展：

介绍与法拉第电磁感应定律内容相关的拓展知识，拓宽学生的知识视野。

引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。

情感升华：

结合法拉第电磁感应定律内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。

鼓励学生分享学习法拉第电磁感应定律的心得和体会，增进师生之间的情感交流。

（六）课堂小结（预计用时：2分钟）

简要回顾本节课学习的内容，强调法拉第电磁感应定律的重点和难点。

肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。

布置作业：

根据本节课学习的内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。教学资源拓展1.拓展资源：

（1）电磁感应现象的历史：介绍法拉第发现电磁感应现象的过程，以及他在物理学领域的其他贡献。

（2）楞次定律的应用：通过实例分析，讲解楞次定律在生活中的应用，如电磁炉、发电机等。

（3）电磁波的产生和传播：介绍电磁波的产生原理，以及在不同介质中的传播特性。

（4）电磁场的可视化：利用计算机软件，展示电磁场在不同条件下的分布情况，帮助学生直观理解电磁场。

2.拓展建议：

（1）让学生阅读教材以外的相关资料，深入了解电磁感应现象的发现历程，培养学生的科学素养。

（2）组织学生进行小研究，探究楞次定律在生活中的应用，提高学生的实践能力。

（3）引导学生关注电磁波的产生和传播方面的最新研究成果，拓宽学生的知识视野。

（4）利用课余时间，让学生尝试使用计算机软件，对电磁场进行模拟实验，增强学生的直观感受。

（5）结合物理实验，让学生动手制作简单的电磁装置，如电磁铁、简易发电机等，提高学生的动手能力。

（6）开展课外活动，如科普讲座、参观实验室等，让学生深入了解电磁学在现代科技中的应用，激发学生的学习兴趣。

（7）鼓励学生参加物理竞赛、科技创新大赛等，提高学生的综合素质和创新能力。重点题型整理1.题型一：法拉第电磁感应定律的应用

【题目】一个矩形线圈在匀强磁场中以速度v运动，线圈平面与磁场方向垂直。求线圈中感应电动势的大小。

【解答】根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E等于磁通量的变化率。首先计算磁通量Φ，由于线圈平面与磁场方向垂直，磁通量Φ=BS（其中B为磁场强度，S为线圈面积）。当线圈运动时，磁通量Φ会随时间变化。由于磁场是匀强的，所以磁通量的变化率就是磁通量Φ随时间的变化率。根据题设，线圈以速度v运动，所以磁通量的变化率可以表示为dΦ/dt=BS(dS/dt)。将线圈面积S=L×W（L为长度，W为宽度）代入，得到dΦ/dt=BLW(dL/dt)。由于线圈是矩形的，长度和宽度不会随时间变化，所以dL/dt=0，因此dΦ/dt也等于0。所以，线圈中的感应电动势E=0。

2.题型二：楞次定律的应用

【题目】一个闭合回路中的电流方向已知，根据楞次定律判断回路中的磁场方向。

【解答】根据楞次定律，感应电流的方向总是要使得其磁场对原磁场的变化产生阻碍作用。假设原磁场的方向为垂直纸面向内，闭合回路中的电流方向为顺时针。根据楞次定律，感应电流的磁场方向将会是垂直纸面向外，因为这样可以阻止原磁场的变化。所以，回路中的磁场方向是垂直纸面向外。

3.题型三：电磁感应现象的实验探究

【题目】进行一次电磁感应实验，观察并记录感应电流的方向和强度。

【解答】进行电磁感应实验时，可以采用以下步骤：

（1）将一个矩形线圈固定在实验装置上，线圈平面与磁场方向垂直。

（2）将线圈的四个顶点分别连接到电路的四个接点，形成一个闭合回路。

（3）改变线圈在磁场中的运动速度或磁场强度，观察感应电流的方向和强度。

（4）根据观察结果，使用法拉第电磁感应定律和楞次定律解释实验现象。

4.题型四：电磁场中的能量转换

【题目】一个电子在电磁场中运动，求电子动能的变化。

【解答】在电磁场中，电子会受到电场力和洛伦兹力的作用。电场力做功改变了电子的电势能，而洛伦兹力做功改变了电子的动能。假设电子的电势能减少ΔE，洛伦兹力对电子做功ΔW，则电子的动能增加ΔW。因此，电子动能的变化等于电势能的减少加上洛伦兹力对电子做功。

5.题型五：电磁波的产生和传播

【题目】一个振荡的电容器的电场和磁场如何变化？

【解答】当电容器充电后，两板之间会有电场。当电容器放电时，电场能量转化为磁场能量。电容器放电时，电流的方向会不断改变，因此磁场方向也会不断改变。根据法拉第电磁感应定律，变化的磁场会产生变化的电场。所以，电场和磁场会相互影响，形成电磁波。板书设计①重点知识点：法拉第电磁感应定律、楞次定律、电磁感应现象的应用、电磁波的产生和传播。

②关键词：磁通量、感应电动势、感应电流、能量转换、电磁波。

③句式结构：