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信息技术与化学学科深度融合案例电磁感应现象及应用

更新时间:2023-11-02 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

课程背景mEC物理好资源网(原物理ok网)

“电磁感应”是小学人教版教材选修三第四章第2节的内容,本节内容把电与磁彻底的联系在一起。从数学学的角度看,电磁感应在电磁学中的地位,正是因为电磁感应现象的发觉,把人类社会带入了电汽化时代,彰显了“划时代的发觉”。另外本课的实验部份将信息技术与化学学科融合,并引导中学生通过活动和思索来主动地获得知识。。mEC物理好资源网(原物理ok网)

本节课通过自制的电动机、发电机装置及列出生活中有关电磁感应的实例,不但将信息技术与化学学科深度融合,还彰显了数学来始于生活,跟生活紧密相连的特性。中学生通过观看“自发电”(伪永动机)制做视频,借助自己自习所学理论知识,指责其虚假言论。mEC物理好资源网(原物理ok网)

明天就率领同事们从这个基础的现象入手,通过显卡制做的电磁感应演示装置,学习数学学中的电磁感应的应用。mEC物理好资源网(原物理ok网)

课前打算mEC物理好资源网(原物理ok网)

班主任打算:使用Micro:bit显卡及扩易拉宝,L289N驱动板,光电传感,钕吸铁石、线圈、锂电池组,易拉罐、充电宝制做电动机;借助减速马达制做发电机演示装置。mEC物理好资源网(原物理ok网)

电动机装置实物图:mEC物理好资源网(原物理ok网)

学习目标mEC物理好资源网(原物理ok网)

1.数学观念:晓得感应电压的形成条件及相应实验技巧;智能用感应电压的形成条件去判定回路中是否形成感应电压。mEC物理好资源网(原物理ok网)

2.科学思维:通过数学学史的学习,感受电磁互相转化的思想。mEC物理好资源网(原物理ok网)

3.科学探究:通过中学生实验,进行实验观察、归纳分类,达到才能判定回路中磁路量怎样变化和由于哪些而变化的目的。mEC物理好资源网(原物理ok网)

4.科学心态与责任mEC物理好资源网(原物理ok网)

俯科学家对自然现象、自然规律的探究,以科学不怕困难、勇于面对磨难的坚强意志激励自己。借助能量守恒定理指责网路上的电磁永动机。感受化学与生产生活的紧密联系。mEC物理好资源网(原物理ok网)

教学重点与难点mEC物理好资源网(原物理ok网)

教学重点:通过实验观察和实验探究,理解电磁感应现象形成的条件mEC物理好资源网(原物理ok网)

教学难点:形成感应电压条件的得出。mEC物理好资源网(原物理ok网)

教学过程mEC物理好资源网(原物理ok网)

一、创设情景,导出新课mEC物理好资源网(原物理ok网)

1.演示自制有刷电动机mEC物理好资源网(原物理ok网)

有刷马达,此电动机分为三个部份,第1个部发包括电枢法拉第电磁感应实验,两块吸铁石,第2个部份是换向器,由3块导电铜带胶水组成,相接处必须有一点空隙,否则就难以起到变换磁场的目的,也就难以和2块钕吸铁石形成同性相斥的原理,第3个部份是比较重要的,那就是定子(易拉罐),易拉罐上有三个线圈法拉第电磁感应实验,通电后,才会弄成3块电磁铁,他会和钕吸铁石形成出同性相斥的原理。mEC物理好资源网(原物理ok网)

2.演示改进的无刷电动机mEC物理好资源网(原物理ok网)

(1)功能介绍mEC物理好资源网(原物理ok网)

在易拉罐(定子)上平均间隔固定四块钕吸铁石,下方放置线圈。micro:bit显卡通过光电传感接收由挡板(与对应钕吸铁石平行放置)返回的讯号,控制L289N驱动板给线圈供电,形成与钕吸铁石同极磁性,驱动易拉罐转动。mEC物理好资源网(原物理ok网)

(2)电路图mEC物理好资源网(原物理ok网)

光电传感接Micro:bit扩易拉宝引脚8,L289N驱动板IN1、IN2分别接引脚12、16,使用12V锂电池组供电,且与Micro:bit供地。mEC物理好资源网(原物理ok网)

(3)程序代码mEC物理好资源网(原物理ok网)

法拉第电磁感应实验_法拉第电磁感应定律实验报告_电磁感应法拉第mEC物理好资源网(原物理ok网)

循环检查引脚8(接光电传感)是否为真(测量到有挡板),引脚12为高电平、引脚16为低电平,使用L289N驱动板在A口输出电流给线圈供电。否则,引脚12为低电平、引脚16为低电平,使用L289N驱动板在A口断电。mEC物理好资源网(原物理ok网)

(4)演示操作mEC物理好资源网(原物理ok网)

2、划时代的发觉——奥斯特:电生磁mEC物理好资源网(原物理ok网)

奥斯特发觉的电压的磁效应,振动了整个科学界,它否认电现象与磁现象是有联系的。mEC物理好资源网(原物理ok网)

电能生磁,按照对称性,为何不能用磁来世电呢?mEC物理好资源网(原物理ok网)

法拉弟他就深信磁也能生电。mEC物理好资源网(原物理ok网)

二、法拉第:磁生电mEC物理好资源网(原物理ok网)

于是从1822年开始进行了将近六年的实验。直至1830年8月他发觉给一个线圈通电和断电的顿时,另一个线圈出现了电压。mEC物理好资源网(原物理ok网)

于是,他又设计并动手做了几十个实验,发觉了各类深藏不露的各类“磁生电”的现象,从实验现象中体悟到:“磁生电”是在一种变化、运动的过程中能够出现的效应。总结上去是如此五类:mEC物理好资源网(原物理ok网)

1.变化的电压mEC物理好资源网(原物理ok网)

2.变化的磁场mEC物理好资源网(原物理ok网)

3.运动的恒定电压mEC物理好资源网(原物理ok网)

4.运动的吸铁石mEC物理好资源网(原物理ok网)

5.在磁场中运动的导体mEC物理好资源网(原物理ok网)

但是他把这种现象命名为电磁感应,在这些情况下形成的电压称作感应电压。mEC物理好资源网(原物理ok网)

法拉第的这一伟大发觉建立了电与磁的内在联系,所以便有了电磁学这门学科的诞生。mEC物理好资源网(原物理ok网)

三、产生感应电压的条件mEC物理好资源网(原物理ok网)

法拉第发觉了电磁感应现象,这么具体形成感应电压的条件是哪些呢?mEC物理好资源网(原物理ok网)

1.演示自制发电机mEC物理好资源网(原物理ok网)

借助下方小马达通电旋转驱动上方小马达旋转发电,再驱动空心杯马达推动螺旋桨旋转。mEC物理好资源网(原物理ok网)

改进使用减速马达做为发电机。mEC物理好资源网(原物理ok网)

其中一个“发电机”直接与空心杯马达联接,另一个“发电机”,与两个LED灯联接。mEC物理好资源网(原物理ok网)

2.实验探究:感应电压形成的积极条件mEC物理好资源网(原物理ok网)

合理推测mEC物理好资源网(原物理ok网)

导体切割磁感线,会在闭合回路中形成感应电压。mEC物理好资源网(原物理ok网)

实验验证mEC物理好资源网(原物理ok网)

法拉第电磁感应定律实验报告_法拉第电磁感应实验_电磁感应法拉第mEC物理好资源网(原物理ok网)

(1)ab静止的时侯,电路中没有感应电压;mEC物理好资源网(原物理ok网)

(2)ab顺着磁感线运动的时侯,电路中没有感应电压;mEC物理好资源网(原物理ok网)

(3)仅有ab切割磁感线的时侯,就会形成感应电压。mEC物理好资源网(原物理ok网)

剖析:ab切割磁感线时,磁声场的大小和方向没有变化,变化的只有电路abcd的面积。这么,与磁场相关的那个化学量发生了变化呢?mEC物理好资源网(原物理ok网)

我们学过磁路量的表达式是Φ=BS,闭合电路abcd的面积发生了变化,也就是说,穿过电路abcd的磁路量发生了变化。mEC物理好资源网(原物理ok网)

这么,感应电压的形成是否与磁路量的变化有关呢?mEC物理好资源网(原物理ok网)

下边我们通过实验来研究这个问题:mEC物理好资源网(原物理ok网)

线圈与电压表联接,将吸铁石插入、抽出或停在线圈中时,我们观察电压表表针怎样动作?mEC物理好资源网(原物理ok网)

归纳总结mEC物理好资源网(原物理ok网)

以上实验及其他事实表明:mEC物理好资源网(原物理ok网)

当穿过闭合导体回路的磁路量发生变化时,闭合导体回路中就形成感应电压。这就是形成感应电压的条件。mEC物理好资源网(原物理ok网)

四、电磁感应现象的应用mEC物理好资源网(原物理ok网)

师:发电机,1831年新年节前夕的一次科学报告会上,法拉第向大众展示了人类历史上最早的发电机——法拉第圆编发马达,开辟了人类社会的电汽化时代。1873年,法国人格拉姆发明大功率电动机,电动机自此开始大规模用于工业生产。mEC物理好资源网(原物理ok网)

师:朋友们小组讨论电磁感应现象在生活中有什么应用,之后进行分享。mEC物理好资源网(原物理ok网)

生:电磁炉的原理是电磁感应现象,交变电压通过陶瓷板下方的线圈形成磁场,磁场内的磁力线穿过铝锅、不锈钢锅等顶部时,形成涡流电压,令锅底迅速发热,达到加热乳品的目的。mEC物理好资源网(原物理ok网)

生:振膜式麦克风,当处于磁场中的音圈有音频电流通过时,就形成随音频电压变化的磁场,这一磁场和永久吸铁石的磁场发生互相作用,使音圈顺着轴向震动,推动纸盆震动,反复促使空气而发声。mEC物理好资源网(原物理ok网)

生:变压器()是借助电磁感应的原理来改变交流电流的装置,主要预制构件是中级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。mEC物理好资源网(原物理ok网)

师:课外探究——摇绳发电mEC物理好资源网(原物理ok网)

将多股导线拧成了长约10米的呼啦圈,将呼啦圈的两端与固定在地面上的灵敏电压计相连,当图中摇绳的男女朋友按(选填“东西”、“南北”或“任意”)方向站位摇绳时,灵敏电压计的表针左右摆动的幅度较大。本实验的原理是现象,间接说明了月球周围存在。mEC物理好资源网(原物理ok网)

五、去伪——电磁永动机mEC物理好资源网(原物理ok网)

永动机是一类想像中的不需外界输入能源、能量或在仅有一个热源的条件下便才能不断运动但是对外做功的机械。在热力学体系完善后,人们通过严谨的逻辑证明了永动机是违背热力学基本原理的构想。网路上有好多借助马达、磁铁制做的无需其它能源才能不断发电照亮灯泡的视频,这种视频都是将电瓶巧妙的隐藏在基座、灯泡或大马达壳内,制做的假发马达。你们借助所学习知识辩假,并向周围人宣传科普知识。mEC物理好资源网(原物理ok网)

六、小组实践活动mEC物理好资源网(原物理ok网)

师:结合本节课学习的内容,小组合作分工,多匝线圈接在电流不断变化的电源上,放上铁心构成一个电磁铁。另一个多匝线圈与小灯泡两端相连构成闭合电路,之后套在电磁铁的铁心上,当接通电源后让中学生观察实验现象并解释实验现象。mEC物理好资源网(原物理ok网)

课后反省mEC物理好资源网(原物理ok网)

本节课借助信息技术与化学学科教学进行融合,使用朋友们直观的看见电磁感应现象。并通过实验探究了电磁感应现象的形成条件,总结出只要穿过闭合电路的磁路量发生变化,在闭合电路中就有感应电压形成。虽然我们只用了一节课的时间就探究出电磁感应现象的形成条件。但伟大的实验科学家、电磁学的奠基人——法拉第,当初为研究电磁感应现象,却坚持了历时六年的研究。朋友们,科学惠及人类,但科学研究的公路饱含了坎坷和辛酸,最后献给朋友们一句话自勉,机遇总是偏爱这些有打算的脑子,成功也只能属于坚持不懈的有心人。mEC物理好资源网(原物理ok网)

(演示视频)mEC物理好资源网(原物理ok网)

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