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第十三章 电磁感应与电磁波初步
一、新旧教材对比
新教材 旧教材
必修三第十三章 电磁感应与电磁波初步 (1)磁场 磁感线 (2)磁感应强度 磁通量 (3)电磁感应现象及应用 (4)电磁波的发现及应用 (5)能量量子化 2.选择性必修第二册 第一章 安培力与洛伦兹力 (1)磁场对通电导线的作用力 (2)磁场对运动电荷的作用力 (3)带电粒子在匀强磁场中的运动 (4)质谱仪与回旋加速器 3.选择性必修第二册 第二章 电磁感应 (1)楞次定律 (2)法拉第电磁感应定律 (3)涡流、电磁阻尼和电磁驱动 (4)互感和自感 1.选修3-1第三章 磁场 (1)磁现象和磁场 (2)磁感应强度 (3)几种常见的磁场 (4)通电导线在磁场中受到的力 (5)运动电荷在磁场中受到的力 (6)带电粒子在匀强磁场中的运动 2.选修3-2 第四章 电磁感应 (1)划时代的发现 (2)探究感应电流的产生条件 (3)楞次定律 (4)法拉第电磁感应定律 (5)电磁感应现象的两类情况 (6)互感和自感 (7)涡流、电磁阻尼和电磁驱动
新旧教材差异明显，由原来的两章变成三章。其中必修部分最后一章内容跨度大，教材改动也较大。
第1节来自旧教材选修3-1第三章第1、3节，这样设计的好处在于让学生一次性认识磁场，知道磁极和通电导线周围存在磁场，并且通过实验知道条形磁铁、蹄形磁铁的磁场分布情况，并会用磁感线近似描绘它们的磁场；通过实验知道通电直导线、螺线管周围的磁感线分布情况。关于旧教材中的地球的磁场和安培分子电流假说这两个知识点从正文移到科学漫步。
第2节来自旧教材选修3-1第四章的第2节，类比如何研究电场，展开研究磁场的大小、方向，磁感线、磁感应强度、磁通量是本章的重点。
第3节来自旧教材选修3-2第四章的第1、2节，这里对学生学习的要求不高，知道感应电流产生的条件，会分析实际情景中是否有感应电流产生即可。
第4节电磁波的发现及应用，是新加入的一节，教科书定性介绍了麦克斯韦的电磁场理论，使学生认识到：变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场，在此基础上也给出了麦克斯韦对电磁波的预言，并通过“做一做”让学生体会赫兹对电磁波预言的证实。
第5节来自旧教材选修3-5，通过黑体辐射的实验规律与经典电磁辐射理论的矛盾，引出普朗克的能量量子化假说。普朗克的能量量子化假说向人们揭示了微观世界物质客体运动的一个基本特征，并给出了微观客体能量量子化的最基本的规律。这一节也会再次出现在选择性必修3的第四章。
知识建构
三、本章概述
本章是必修课程的最后一章，在力学和电学的基础上，落实课程标准“电磁场与电磁波初步”的要求，内容跨度大，但线索清晰。从电和磁之间的联系讲到电磁感应、再到电磁场、电磁波，然后从任何物体都辐射电磁波，讲到黑体辐射，引出能量量子化。从磁现象出发，体会了解磁场的存在，类比如何研究电场，展开研究磁场的大小、方向，有利于提升学生的科学思维品质。磁感线、磁感应强度、磁通量是本章的重点，也是为后面学习电磁感应做铺垫。本章既要关注学生在这部分内容的初中基础，又要考虑是必修内容，不宜讲得太深，不过考虑到我们的学生要接着学习选择性必修二，对熟练程度上应提高要求。
四、核心素养
1.物理观念
这一章在机械能和电能的基础上把能量的观念拓展到了电磁领域，把物质的观念也拓展到了电磁场。通过电磁感应进一步丰富了运动与相互作用的观念。课标要求“通过实验，了解电磁波，知道电磁场的物质性”“通过实例，了解电磁波的应用及其带来的影响”作为必修部分，对这一部分内容没有过高要求，教科书只用一节讲述这部分内容，更深入的内容放在了选择性必修第二册。通过黑体辐射的实验规律与经典电磁辐射理论的矛盾，引出普朗克的能量量子化假说。普朗克的能量量子化假说向人们揭示了微观世界物质客体运动的一个基本特征，并给出了微观客体能量量子化的最基本的规律。在此之前，人们都认为由宏观世界过渡到微观世界只不过是物理量的数量变化，而宏观现象所遵从的基本规律则应继续适用于微观领域。正是能量量子化首次冲击了这种传统，成为物理学发展史上一个重大的转折点，具有深刻的意义。
2.科学思维
磁场和电场都是电磁学的核心内容。前面已经学习了电场，对于磁场，可以通过与电场类比进行教学。有意识地、恰当地运用类比方法，不但有利于学生接受知识，而且有利于发展学生科学思维能力。初中已经介绍了电磁波的内容，但只讲到“变化的电流产生了电磁波”第四节定性地介绍了麦克斯韦的电磁场理论，使学生认识到：变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。教科书在此基础上给出了麦克斯韦对电磁波的预言，并通过“做一做”让学生体会赫兹对电磁波预言的证实。这部分内容体现了假说、理论预言、实验证实、质疑创新等科学思维在科学发现中的重要意义。
3.科学探究
教科书通过实验“探究感应电流产生的条件”，提高学生科学探究的能力。从学生的已有认知出发，在初中学习的基础上提出问题:“切割磁感线是产生感应电流的唯一方法吗？还有其他方法吗 这些方法有什么内在联系？”从而引出电磁感应现象的发现过程——“划时代的发现”。通过法拉第的发现，让学生体会到，“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才出现的效应，这也是为什么法拉第用了十年坚持不懈的努力才发现电磁感应现象的原因。为探究“感应电流的条件”作了铺垫。产生感应电流的现象很多，如何找到各种现象的共同规律是重点和难点。教科书通过讨论节前的问题，让学生思考:“切割磁感线时，磁场没有变化，变化的只有电路 ABCD的面积。那么，与磁场相关的哪个物理量发生了变化呢？”因为前面已经学习了磁通量，引导学生提出问题“感应电流的产生是否与磁通量的变化有关呢 ”这样，在探究感应电流的产生条件时，就不会过于发散。最后，归纳实验现象，说明电磁感应现象的特征是闭合电路中出现了感应电流，条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。
4.科学态度与责任
电磁感应现象的发现是电磁学中最重大的发现之一。电磁感应现象的研究使人们从有特殊性的静电场和静磁场的静场课题，进入到变化场的动力学课题。利用电磁感应原理制造的发电机使人类获取了巨大而廉价的电能，为电气化奠定了基础。工业上广泛应用的感应电动机和变压器就是应用电磁感应原理制造的。电磁感应原理在电工技术、电子技术中的应用实例不胜枚举，在电磁测量、自动化技术中也有广泛、重要的应用。
电磁感应现象揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面，推动了电磁学理论的发展，通过对变化磁场、变化电场的研究，麦克斯韦建立了完整的电磁场理论。教科书先介绍麦克斯韦在理论上预言了电磁波，再介绍赫兹在实验上证实了电磁波的存在，然后介绍电磁波在现代社会生活中的应用，把学生的视野扩展到科学技术给社会生活带来的巨大变化上。
五、课时安排建议
第1节 磁场 磁感线 1课时
第2节 磁感应强度 磁通量 2课时
第3节 电磁感应现象及应用 1课时
第4节 电磁波的发现及应用 1课时
第5节 能量量子化 1课时

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