短文网整理的高二物理教案(精选6篇),快来看看吧,希望对您有所帮助。
高二物理教案 篇1
一 、目标
1、知道什么是反冲运动,能举出几个反冲运动的实例;
2、知道火箭的飞行原理和主要用途。
二、重点
1、知道什么是反冲。
2、应用动量守恒定律正确处理喷气式飞机、火箭一类问题。
三、难点
如何应用动量守恒定律分析、解决反冲运动。
四、教学过程
1.引入新课
演示:拿一个气球,给它充足气,然后松手,观察现象。
描述现象:释放气球后,气球内的气体向后喷出,气球向相反的方向飞出。
在日常生活中,类似于气球这样的运动很多,本节课我们就来研究这种。
2.教学过程
(一) 反冲运动 火箭
1、教师分析气球所做的运动
给气球内吹足气,捏紧出气孔,此时气球和其中的气体作为一个整体处于静止状态。松开出气孔时,气球中的气体向后喷出,气体具有能量,此时气体和气球之间产生相互作用,气球就向前冲出。
2、学生举例:你能举出哪些物体的运动类似于气球所作的运动?
学生:节日燃放的礼花。喷气式飞机。反击式水轮机。火箭等做的运动。
3、同学们慨括一下上述运动的特点,教师结合学生的叙述总结得到:
某个物体向某一方向高速喷射出大量的液体,气体或弹弹射出一个小物体,从而使物体本身获得一反向速度的现象,叫反冲运动
4、分析气球。火箭等所做的反冲运动,得到:
在反冲现象中,系统所做的合外力一般不为零;
但是反冲运动中如果属于内力远大于外力的情况,可以认为反冲运动中系统动量守恒。
(二)学生用自己的`装置演示反冲运动。
1、学生做准备:拿出自己的在课下所做的反冲运动演示装置。
2、学生代表介绍实验装置,并演示。
学生甲:
装置:在玻璃板上放一辆小车,
小车上用透明胶带粘中一块浸有酒
精的棉花。
实验做法:点燃浸有酒精的棉
花,管中的酒精蒸气将橡皮塞冲出,同时看到小车沿相反方向运动。
学生乙:
装置:到二个空摩丝瓶,在它们的底部用大号缝衣针各钻一个小洞,这样做成二个简易的火箭筒,在右图中的铁支架的立柱端装上顶轴,在放置臂的两侧各装一只箭筒,再把旋转系统放在顶轴上,往火箭筒内各注入约4mL的酒精,并在火箭筒下方的棉球上注入少量酒精。点燃酒精棉球,片刻火箭筒内的酒精蒸气从尾孔中喷出,并被点燃,这时可以看到火箭旋转起来。
学生丙:用可乐瓶做一个水火箭,是用一段吸管和透明胶带在瓶上固定一个导向管,瓶口塞 一橡皮塞,在橡皮塞上钻一孔,在塞上固定一只自行车车胎上的进气阀门,并在气门芯内装上小橡皮管,在瓶中先注入约1/3体积的水,用橡皮塞把瓶口塞严,将尼龙线穿过可乐瓶上的导向管,使线的一端拴在门的上框上,另一端拴在板凳腿上,要使线拉直,将瓶的进气阀与打气筒相接,向筒内打气到一定程度时,瓶塞脱开,水从瓶口喷出,瓶向反方向飞去。
过渡引言:同学们通过自己设计的实验装置得到并演示了什么是反冲运动,那么反冲运动在实际生活中有什么应用呢?下边我们来探讨这个问题。
(三)反冲运动的应用和防止
1、学生阅读课文有关内容。
2、学生回答反冲运动应用和防止的实例。
学生:反冲有广泛的应用:灌溉喷水器、反击式水轮机、喷气式飞机、火箭等都是反冲的重要应用。
学生:用枪射击时,要用肩部抵住枪身,这是防止或减少反冲影响的实例。
3、用多媒体展示学生所举例子。
4、要求学生结合多媒体展示的情景对几个过程中反
冲的应用和防止做出解释说明:
①对于灌溉喷水器,当水从弯管的喷嘴喷出时,弯管因反冲而旋转,带动发电机发电。
②对于反击式水轮机:当水从转轮的叶片中流出时,转轴由于反冲而旋转带动发电机发电。
③对于喷气式飞机和火箭,它们靠尾部喷出气流的反冲作用而获得很大的速度。
④用枪射击时,子弹向前飞去枪身向后发生反冲,枪身的反冲会影响射击的准确性,所以用步枪时我们要把枪身抵在肩部,以减少反冲的影响。
教师:通过我们对几个实例的分析,明确了反冲既有有利的一面,同时也有不利的一面,在看待事物时我们要学会用一分为二的观点。
我们知道:反冲现象的一个重要应用是火箭,下边我们一认识火箭:
(四)火箭:
1、演示:用薄铝箔卷成一个细管,一端封闭,另一端留一个很细的口,内装由火柴刮下的药粉,把细管放在支架上,用火柴或其他办法给细管加热。
现象:当管内的药粉点燃时,生成的燃气从细口迅速喷出,细管便向相反方向飞去。教师讲述:上述装置就是火箭的原理模型。
2、多媒体演示古代火箭,现代火箭的用途及多级火箭的过程,同时学生边看边阅读课文。
3、用实物投影仪出示阅读思考题:
①介绍一下我国古代的火箭
②现代的火箭与古代火箭有什么相同和不同之处?
③现代火箭主要用途是什么?
④现代火箭为什么要采用多级结构?
4、学生解答上述问题:
①我国古代的火箭是这样的:
在箭上扎一个火药筒,火药筒的前端是封闭的,火药点燃后生成的燃气以很大速度向后喷出,火箭由于反冲而向前运动。
②现代火箭与古代火箭原理相同,都是利用反冲现象来工作的。
但现代火箭较古代火箭结构复杂得多,现代火箭主要由壳体和燃料两大部分组成,壳体是圆筒形的,前端是封闭的尖端,后端有尾喷管,燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出,火箭就向前飞去。
③现代火箭主要用来发射探测仪器、常规弹头或核弹头,人造卫星或宇宙飞船,即利用火箭作为运载工具。
④在现代技术条件下,一级火箭的最终速度还达不到发射人造卫星所需要的速度,发射卫星时要使用多级火箭。
用CAI课件展示多级火箭的工作过程:
多级火箭由章单级火箭组成,发射时先点燃第一级火箭,燃料
用完工以后,空壳自动脱落,然后下一级火箭开始工作 高中英语。
教师介绍:多级火箭能及时把空壳抛掉,使火箭的总质量减少,因而能够达到很高的温度,可用来完成洲际导弹,人造卫星、宇宙飞船等的发射工作,但火箭的级数不是越多越好,级数越多,构造越复杂,工作的可靠性越差,目前多级火箭一般都是三级火箭。
那么火箭在燃料燃尽时所能获得的最终速度与什么有关系呢?
5、出示下列问题:
火箭发射前的总质量为M、燃料燃尽后的质量为m,火箭燃气的喷射速度为v1,燃料燃尽后火箭的飞行速度v为多大?
学生分析并解答:
解:在火箭发射过程中,由于内力远大于外力,所以动量守恒。
发射前的总动量为0,发射后的总动量为(M-m)v-mv1(以火箭的速度方向为正方向)
则:(M-m)v-mv1=0
师生分析得到:燃料燃尽时火箭获得的最终速度由喷气速度及质量比M/m决定。
6、巩固训练:
水平方向射击的大炮,炮身重450kg,炮弹射击速度是450m/s,射击后炮身后退的距离是45cm,则炮受地面的平均阻力是多大?
高二物理教案 篇2
一、教材分析与教学设计思路
1教材分析
互感和自感现象是电磁感应现象的特例。学习它们的重要性在于他们具有实际的应用价值。同时对自感现象的观察和分析也加深了对电磁感应产生条件的理解。
2学情分析
互感现象法拉第发现电磁感应现象的第一个成功试验就是互感现象。学生前面探究感应电流条件中也做过类似的试验,已有感性认识。教学要求是知道互感现象。因此教学中教师可做些有趣的演示实验,引导学生利用已学知识进行成因分析,明确尽管两个线圈之间并没有导线连接,却可以使能量由一个线圈传递到另一个线圈。这就是互感现象
自感现象学生从前面学习的中知道当穿过回路的磁通量发生变化时,会产生感应电动势,这些结论都是通过实验观察得到的,没有理论证明。但同学们观察到的'实验都是外界的磁场引起的回路磁通量的变化,善于动脑筋的同学就会产生这样的思考:当变化的电流通过自身线圈,使自身回路产生磁通量的变化,会不会在自己的回路产生电磁感应现象呢所以这节课是学生在已有知识上产生的必然探求欲望,教师应抓住这一点。设计探究性课例。自感电动势对电流变化所起的“阻碍”作用,以及自感电动势方向的是学生学习的难点。为突破难点,教师应通过理论探究和实验验证相结合的方法进行教学,为使效果明显,本人特自制教学仪器。
3教学设计思路
为突出物理知识与生活的联系,突出在技术、社会领域的应用,本人设计了让学生体验自感触电,并在探究的过程中,让学生估算自己的触电电压约150V使学生有真实感。学生分组实验,模拟利用自感点火,使学生知道物理知识的价值。
二、教学目标
一知识与技能
1了解互感现象和自感现象,以及对它们的利用和防止。
2能够通过电磁感应的有关规律分析通电、断电自感现象的成因,并能利用自感知识解释自感现象。
3了解自感电动势的计算式,知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的单位。
4初步了解磁场具有能量。
二过程与方法
1通过人体自感实验,增强学生的体验真实感。激发学生探究欲望
2通过理论探究和实验设计,培养学生科学探究的方法。加深对电磁感应现象的理解。
三情感、态度与价值观
1通过学生体验,激发学生对科学的求知欲和兴趣。
2理解互感和自感是电磁感应现象的特例,让学生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。
根据上述分析与思路确定如下的教学重点与难点。
三、重难点
重点:1自感现象产生的原因2自感电动势的方向3自感现象的应用
难点:自感电动势对电流的变化进行阻碍的认识。
四、教学方法
本节课教学采用“引导探究”教学法,该教学法以解决问题为中心,注重分析问题、解决问题能力的培养,充分发挥学生的主动性。其主要程序是:猜想→假设→理论探究科学预测→设计实验→实验验证→得出结论→实际应用。它不仅重视知识的获得,而且更重视学生获取知识的过程及方法,更加突出了学生的学,学生学得主动,学得积极。真正体现了“教为主导,学为主体”的思想。
五、学法指导课前提出问题,让学生提前思考,见后。
六、课时分配:
2课时本课时只学习第一课时。
七、教学媒体
教师用:多媒体课件互感变压器自制自感现象演示仪干电池mp3音箱变压器小线圈小灯泡导线若干,
学生用8人一组:带铁芯的线圈抽掉打火装置的打火机干电池6V电键导线等。
高二物理教案 篇3
教学目标
一、知识目标
1、知道三相交变电流是如何产生的。了解三相交变电流是三个相同的交流电组成的。
2、了解三相交变电流的图象,知道在图象中三个交变电流在时间上依次落后1/3周期。
3、知道产生三相交变电流的三个线圈中的电动势的值和周期都相同,但它们不是同时达到值(或为零)。
4、了解三相四线制中相线(火线)、中性线、零线、相电压、线电压等概念。
5、知道什么是星形连接、三角形连接、零线、火线、线电压及相电压。
二、能力目标
1、培养学生将知识进行类比、迁移的能力。
2、使学生理解如何用数学工具将物理规律建立成新模型
3、训练学生的'空间想象能力的演绎思维能力。
4、努力培养学生的实际动手操作能力。
三、情感目标
1、通过了解我国的电力事业的发展培养学生的爱国热情
2、让学生在学习的过程中体会到三相交流电的对称美
教学建议
教材分析
三相电流在生产和生活中有广泛的应用,学生应对它有一定的了解。但这里只对学生可能接触较多的知识做些介绍,而不涉及太多实际应用中的具体问题。三相交变电流在生产生活实际中应用广泛,所以其基本常识应让每个学生了解。
教法建议
1、在介绍三相交变电流的产生时,除课本中提供的插图外,教师可以再找一些图片或模型,使学生明白,三个相同的线圈同时在同一磁场中转动,产生三相交变电流,它们依次落后1/3周期。三相交变电流就是三个相同的交变电流,它们具有相同的值、周期、频率。每一个交变电流是一个单相电。
2、要让学生知道,三个线圈相互独立,每一个都可以相当于一个独立的电源单独供电。由于三个线圈平面依次相差120o角。它们达到值(或零)的时间就依次相差1/3周期。用挂图配合三相电机的模型演示,效果很好。
让三个线圈通过星形连接或三角形连接后对外供电,一方面比用三个交变电流单独供电大大节省了线路的材料,另一方面,可同时提供两种不同电压值的交变电流。教师应组织学生观察生活实际中的交变电流的连接方式,理解课本中所介绍的三相电的连接。
高二物理教案 篇4
教学目标
知识目标
理解楞次定律的内容,初步掌握利用楞次定律判断感应电流方向的方法;
能力及情感目标
1、通过学生实验,培养学生的动手实验能力、分析归纳能力;
2、通过对科学家的介绍,培养学生严肃认真,不怕艰苦的学习态度.
3、从楞次定律的因果关系,培养学生的逻辑思维能力.
4、从楞次定律的不同的.表述形式,培养学生多角度认识问题的能力和高度概括的能力.
教学建议
教材分析
楞次定律是高中物理中的重点内容,由于此定律所牵涉的物理量和物理规律较多,只有对原磁场方向、原磁通量变化情况、感应电流的磁场方向、以及安培定则和右手螺旋定则进行正确的判定和使用,才能得到正确的感应电流的方向.所以这部分内容也是电学部分的一个难点.为了突破此难点,可以通过教学软件,用计算机进行形象化演示,将变化过程逐步分解,通过设疑——突破疑点——理解深化,由浅入深的进行教学.
教法建议
在复习部分,先让学生明确闭合电路的磁通量发生变化可以产生感应电流,用计算机动态模拟导体切割情景,让学生顺利地用右手定则判断出感应电流的方向,马上在原题的基础上变切割为磁场增强,在此设疑:用这种方法改变磁通量所产生的感应电流,还能用右手定则判断吗?如果不能,我们应该用什么方法判断呢?使学生带着疑问进入新课教学中去.
在新课教学部分,充分运用学生实验和媒体资源分析相结合的教学方法,帮助学生自己发现规律,了解规律,所设计的软件紧密联系实验过程,将动态演示和定格演示相结合,做到动中有静,静中有动,以达到传统教学方法所不能达到的效果.另外,在得到规律之后,为了突破难点,首先利用软件演示和教师讲解相结合的方法帮助学生理解“阻碍”和“变化”的含义,然后重现刚才学生实验的动态过程,让学生自己总结出利用楞次定律判断感应电流方向的步骤,并提供典型例题,通过形成性练习,使学生会应用新知识解决问题.
在对定律的深化部分,将演示实验、学生讨论、软件演示有机的结合起来,使学生从力学和能量守恒的角度加深对楞次定律的理解.
建议本节课的教学方法为现代化教学手段---计算机与传统的教学方法进行有机的结合,以实现教学过程和效果的优化为宗旨,采用计算机模拟动态演示、学生实验讨论、教师讲解的方式达到预定的教学目标.设计的软件紧扣教学目标,为完成教学任务服务,充分突出现代化教学手段的优势.
高二物理教案 篇5
分子间的相互作用力
教学 目标
(1)知道分子间存在着力的作用
(2)知道分子力与分子间距离的定性关系
(3)会用分子间作用力解释一些简单现象
教学 建议
教材分析
分析一:本节教材先由实验现象分析得出分子间存在相互作用的引力和斥力.
分析二:分子间的引力和斥力总是同时存在,并且都随分子间的距离的增大而减小,只不过减小的规律不同,斥力减小得快.如上图所示,当分子间距离等于平衡距离时,引力等于斥力,分子间作用力为零;当分子间距离小于平衡距离时,斥力、引力随分子间距离减小而增大,但斥力增加得快,所以表现出斥力;当分子间距离大于平衡距离时,斥力、引力随分子间距离增大而减小,但斥力减小得快,所以表现出引力.
教法建议
建议一:为形象起见,可以用两个小球间的弹簧来比喻分子力.
建议二:要充分利用图象说明好分子间的作用力关系,重点强调分子间的引力和斥力总是同时存在,并且都随分子间的距离的增大而减小,只不过减小的规律不同而已.
教学 设计方案
教学 重点:知道分子间作用力与分子间距离的关系
教学 难点:分子间的引力和斥力总是同时存在及其变化规律
一、分子间存在相互作用力
由实验现象得出分子间存在相互作用的引力和斥力
二、分子间作用力与距离的关系
1、分析图
分子间的'引力和斥力总是同时存在,并且都随分子间的距离的增大而减小,只不过减小的规律不同,斥力减小得快.如上图所示,当分子间距离等于平衡距离时,引力等于斥力,分子间作用力为零;当分子间距离小于平衡距离时,斥力、引力随分子间距离减小而增大,但斥力增加得快,所以表现出斥力;当分子间距离大于平衡距离时,斥力、引力随分子间距离增大而减小,但斥力减小得快,所以表现出引力.
2、填表
分子间距离
作用力
小于
平衡距离
等于
平衡距离
大于
平衡距离
大于10倍
平衡距离
引力与斥力大小关系
、 近似为0
合力
斥力
0
引力
近似为0
三、例题
例:下列关于分子间作用力的说法中正确的是:
A、分子间有时只存在引力,有时只存在斥力
B、分子间的引力和斥力总是同时存在
C、分子间引力大于斥力时,表现出引力
D、分子间距离等于平衡距离时,分子间没有引力和斥力,所以表现出的分子间作用力为零
答案:B、C
评析:记住分子间作用力的关系图,对分析有关分子间作用力的题目很有帮助.
四、作业
探究活动
题目:奇怪的分子间作用力
组织:分组
方案:设计实验,感受分子间作用力
评价:实验的创新性
高二物理教案 篇6
第1节《划时代的发现》
一、教材分析
《划时代的发现》是人教版高中物理3-4第四章第一节,本节是让学生体会科学家的思考、研究时的迷失与最后成功,本节是过程与方法、情感、态度与价值观教育的难得素材
二、教学目标
1.知识与技能
(1)知道奥斯特实验、电磁感应现象,
(2)了解电生磁和磁生电的发现过程,
(3)知道电磁感应和感应电流的定义。
2.过程与方法
(1)通过阅读使学生掌握自然现象之间是相互联系和相互转化的;
(2)通过学习了解科学家们在探究过程中的失败和贡献,从中学习科学探究的方法和思想。
(3)领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性
3.情感、态度与价值观
(1)通过学习阅读培养学生正确的探究自然规律的科学态度和科学精神;
(2)领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。
(3)以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。
三、教学重点难点
重点:探索电磁感应现象的历史背景;
难点:体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神
四、学情分析
我们的学生属于平行分班,没有实验班,学生已有的知识和实验水平有差距。本节课学生认识到探索电磁感应现象的历史背景是关键。
五、教学方法
1.讲授法:讲授科学家的艰辛
2. 实验法:学生自己体会奥斯特实验
3.学案导学:见后面的学案。
4.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑情境导入、展示目标合作探究、精讲点拨反思总结、当堂检测发导学案、布置预习
六、课前准备
1.学生的学习准备:预习划时代的发现,初步了解物理学史。分小组6台奥斯特实验装置。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。3.教学环境的设计和布置:分小组合作学习,分6个学习小组。
七、课时安排:1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
(三)合作探究、精讲点拨。
探究一:奥斯特梦圆电生磁------电流的磁效应
引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题,引导学生思考并回答:
(1)是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的?在这之前,科学研究领域存在怎样的历史背景?
(2)奥斯特的研究是一帆风顺的吗?奥斯特面对失败是怎样做的?
(3)奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的?用学过的知识如何解释?
(4)电流磁效应的发现有何意义?谈谈自己的感受。
学生活动:结合思考题,认真阅读教材,分成小组讨论,发表自己的见解。
教师教学素材:
到18世纪末,人们开始思考不同自然现象之间的联系,例如:摩擦生热表明了机械运动向热运动转化,而蒸汽机则实现了热运动向机械运动的转化,于是,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的相互联系和转化的思想。由于受康德哲学与谢林等自然哲学家的哲学思想的影响,坚信自然力是可以相互转化的,长期探索电与磁之间的联系。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现象的零散的罗列,我们将把整个宇宙纳在一个体系中。在此思想的指导下,1820年4月奥斯特发现了电流对磁针的作用,即电流的磁效应。同年7月21日奥斯特又以
《关于磁针上电冲突作用的实验》为题发表了他的发现。这篇短短的论文使欧洲物理学界产生了极大震动,导致了大批实验成果的出现,由此开辟了物理学的新领域──电磁学。1820年因电流磁效应这一杰出发现获英国皇家学会科普利奖章。1829年起任哥本哈根工学院院长。
探究二:法拉第心系磁生电------电磁感应现象
引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。提出以下问题,引导学生思考并回答:
(1)奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考?法拉第持怎样的观点?
(2)法拉第的研究是一帆风顺的吗?法拉第面对失败是怎样做的?
(3)法拉第做了大量实验都是以失败告终,失败的原因是什么?
(4)法拉第经历了多次失败后,终于发现了电磁感应现象,他发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的?之后他又做了大量的实验都取得了成功,他认为成功的秘诀是什么?
(5)从法拉第探索电磁感应现象的历程中,你学到了什么?谈谈自己的体会。
学生活动:结合思考题,认真阅读教材,分成小组讨论,发表自己的见解。
教师教学素材:
1820年奥斯特发现电流的磁效应,受到科学界的关注,促进了科学的发展。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?1822年他在日记中写下了自己的思想:磁能转化成电。
他在这方面进行了系统的研究。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,都失败了。经过历时十年的失败、再试验,直到1831年8月29日才取得成功。他接连又做了几十个这类实验。1831年11月24日的论文中,他把产生感应电流的情况概括成五类:变化着的电流;变化着的磁场;运动的恒定电流;运动的磁场;在磁场中运动的导体。他指出:感应电流与原电流的变化有关,而不是与原电流本身有关。他将这一现象与导体上的静电感应类比,把它取名为电磁感应,产生的电流叫做感应电流。为了解释电磁感应现象,法拉第曾提出过电张力的概念。后来在考虑了电磁感应的各种情况后,认为可以把感应电流的产生归因于导体切割磁力线。在电磁感应现象发现二十年后,直到1851年才得出了电磁感应定律。经过大量实验后,他终于实现了磁生电的夙愿,宣告了电气时代的到来。
作为19世纪伟大实验物理学家的法拉第。他并不满足于现象的发现,还力求探索现象后面隐藏着的本质;他既十分重视实验研究,又格外重视理论思维的作用。1832年3月12日他写给皇家学会一封信,信封上写有现在应当收藏在皇家学会档案馆里的一些新观点。那时的法拉第已经孕育着电磁波的存在以及光是一种电磁振动的杰出思想,尽管还带有一定的模糊性。为解释电磁感应现象,他提出电致紧张态与磁力线等新概念,同时对当时盛行的超距作用说产生了强烈的怀疑:一个物体可以穿过真空超距地作用于另一个物体,不要任何一种东西的中间参与,就把作用和力从一个物体传递到另一个物体,这种说法对我来说,尤其荒谬。凡是在哲学方面有思考能力的人,决不会陷人这种谬论之中。他开始向长期盘踞在物理学阵地的超距说宣战。与此同时,他还向另一种形而上学观点──流体说进行挑战。1833年,他总结了前人与自己的大量研究成果,证实当时所知摩擦电、伏打电、电磁感应电、温差电和动物电等五种不同来源的电的同一性。他力图解释电流的本质,导致他研究电流通过酸、碱、盐溶液,结果在1833~1834年发现电解定律,开创了电化学这一新的学科领域。他所创造的大量术语沿用至今。电解定律除本身的意义外,也是电的分立性的重要论据。
1837年他发现电介质对静电过程的影响,提出了以近距邻接作用为基础的静电感应理论。不久以后,他又发现了抗磁性。在这些研究工作的基础上,他形成了电和磁作用通过中间介质、从一个物体传到另一个物体的思想。于是,介质成了场的场所,场这个概念正是来源于法拉第。正如爱因斯坦所说,引入场的概念,是法拉第的最富有独创性的思想,是牛顿以来最重要的发现。牛顿及其他学者的空间,被视作物体与电荷的容器;而法拉第的空间,是现象的容器,它参与了现象。所以说法拉第是电磁场学说的创始人。他的深邃的物理思想,强烈地吸引了年轻的麦克斯韦。麦克斯韦认为,法拉第的电磁场理论比当时流行的超距作用电动力学更为合理,他正是抱着用严格的物理语言来表述法拉第理论的决心闯入电磁学领域的。
法拉第坚信:物质的力借以表现出的各种形式,都有一个共同的起源,这一思想指导着法拉第探寻光与电磁之间的联系。1822年,他曾使光沿电流方向通过电解波,试图发现偏振面的变化,没有成功。这种思想是如此强烈,执着的追求使他终于在1845年发现强磁场使偏振光的偏振面发生旋转。他的晚年,尽管健康状况恶化,仍从事广泛的研究。他曾分析研究电缆中电报信号迟滞的原因,研制照明灯与航标灯。他的成就来源于勤奋,他的主要著作《日记》由16041则汇编而成;《电学实验研究》有3362节之多。
他生活简朴,不尚华贵,以致有人到皇家学院实验室作实验时错把他当作守门的老头。1857年,皇家学会学术委员会一致决议聘请他担任皇家学会会长。对这一荣誉职务他再三拒绝。他说:我是一个普通人。如果我接受皇家学会希望加在我身上的荣誉,那么我就不能保证自己的诚实和正直,连一年也保证不了。同样的理由,他谢绝了皇家学院的院长职务。当英王室准备授予他爵士称号时,他多次婉言谢绝说:法拉第出身平民,不想变成贵族。他的好友J.Tyndall对此作了很好的解释:在他的眼中看去,宫廷的华丽,和布来屯(Brighton)高原上面的雷雨比较起来,算得什么;皇家的.一切器具,和落日比较起来,又算得什么?其所以说雷雨和落日,是因为这些现象在他的心里,都可以挑起一种狂喜。在他这种人的心胸中,那些世俗的荣华快乐,当然没有价值了。一方面可以得到十五万镑的财产,一方面是完全没有报酬的学问,要在这两者之间去选择一种。他却选定了第二种,遂穷困以终。这就是这位铁匠的儿子、订书匠学徒的郑重选择。1867年8月25日逝世,墓碑上照他的遗愿只刻有他的名字和出生年月。
后世的人们,选择了法拉作为电容的国际单位,以纪念这位物理学大师。
科拉顿的失败
1820年,奥斯特的磁效应发表后,在科学界引起极大反响,科学家想既然电能生磁,反过来磁也能生电。可以说,想实现磁生电是当时许多科学家的愿望,例如,安培、科拉顿等人都曾为之努力过,但是都失败了。在这个问题上,最遗憾的莫过于科拉顿。
1825年,科拉顿做了这样一个实验,他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈,来观察在线圈中是否有电流产生。但是在实验时,科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响,他通过很长的导线把接在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房里他想,反正产生的电流应该是稳定的(当时科学界都认为利用磁场产生的电应该是稳定的),插入磁铁后,如果有电流,跑到另一间房里观察也来得及就这样,科拉顿开始了实验。然而,无论他跑得多快,他看到的电流计指针都是指在0刻度的位置。
科拉顿失败了。科拉顿的这个失败,是一个什么样的失败呢?后人有各种各样的议论。
有人说这是一次成功的失败。因为科拉顿的实验装置设计得完全正确,如果磁铁磁性足够强,导线电阻不大,电流计十分灵敏,那么在科拉顿将磁铁插入螺旋线圈时,电流计的指针确实是摆动了的。也就是说,电磁感应的实验是成功了,只不过科拉顿没有看见,他跑得还是太慢,连电流计指针往回摆也没看见,有人说,这是一次遗憾的失败。因为科拉顿如果有个助手在另外那间房里,或者科拉顿就把电流计放在同一间房里看得见的地方,那么成功的桂冠肯定是属于科拉顿的。
有人说,这是一次真正的失败。因为科拉顿没能转变思想,没有从稳态的猜想转变到暂态的考虑上来,所以他想不到请个助手帮一下忙、或者把电流计拿到同一间房里来。事实也正是如此,法拉第总结了别人和他自己以前失败的教训,他决定不再固守稳态的猜想,终于在1831年8月,观察到了电磁感应现象。科拉顿只能留下永远的遗憾。
例1:发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是(C)
A.安培 B.赫兹 C.法拉第 D.麦克斯韦
例2:发现电流磁效应现象的科学家是__奥斯特__,发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是_安培_,发现电磁感应现象的科学家是_法拉第_,发现电荷间相互作用力规律的的科学家是_库仑_。
例3:下列现象中属于电磁感应现象的是(B)
A.磁场对电流产生力的作用 B.变化的磁场使闭合电路中产生电流
C.插在通电螺线管中的软铁棒被磁化 D.电流周围产生磁场
(四)反思总结,当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。
设计意图:引导学生认识探索电磁感应现象的历史背景并体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神。
(五)发导学案、布置预习。
在下一节课我们一起来学习探究电磁感应的条件。这节课后大家可以先预习这一部分,着重分析科学家是如何设计实验,如何得出恰当的结论的。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图:布置下节课的预习作业,并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
一、奥斯特梦圆电生磁------电流的磁效应
二、法拉第心系磁生电------电磁感应现象
十、教学反思
学生对于课外知识很感兴趣,有些同学有一定的知识基础,也能提出一些有建设性的问题,激发了他们学物理的兴趣。通过这节课的学习我了解到,学生对物理学的发展非常感兴趣,所以在以后的教学中我们应该多介绍一些这样的知识,来丰富学生的知识面,扩宽学生的视野。
在后面的教学过程中会继续研究本节课,争取设计的更科学,更有利于学生的学习,也希望大家提出宝贵意见,共同完善,共同进步!
