人教2003课标版《1划时代的发现》优质课教案下载

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（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。

二、教学重点

探索电磁感应现象的历史背景

三、教学难点

体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神

四、教学方法

讲授、讨论、实验法

五、教学过程

绪言：前面我们学习了电场和磁场，今天我们就来学习和了解电和磁关系的发现历程。

近代物理学的发展源于14世纪到17世纪的欧洲文艺复兴，在那个推崇科学理性和人文主义的时代，在文化、艺术、科学各个领域呈现出许多的划时代的发现者。达芬奇就是其中的代表，他不仅在艺术上有很高的造诣，在自然科学的研究中也取得了巨大的成就。他的科学研究思想引领了一代又一代的划时代的发现者，例如开创科学研究方法的伽利略和奠定近代物理学基石的牛顿。

缘于对大自然现象研究的思想启蒙，科学家们对电产生了浓厚的兴趣，并试图去揭示其本质规律。1660年，盖利克发明了第一台摩擦起电机，使对电的研究迅速发展起来。1745年，布鲁克发明了能储存电的莱顿瓶，为对电的进一步研究提供了条件，还对电知识的传播起到了重要作用。当时的电学家们不仅利用莱顿瓶做实验，还用它做示范表演。闪电只应天上有，人间哪的几回见，所以人们只要一听说有电学实验或表演，就会趋之若鹜，驻足观看。1752年，富兰克林证明了雷闪就是放电现象，统一了天电和地电的本质。1799年，伏打发明了能持续产生更多电荷的化学电池。

在对电的研究过程中，有人观察到闪电能使罗盘的磁针旋转，富兰克林也观察到莱顿瓶放电可使钢针磁化，但到19世纪初，科学界仍普遍认为电和磁是两种独立的作用。

（一）奥斯特梦圆“电生磁”

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。

（二）法拉第心系“磁生电”

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。