探究感应电流的产生条件教学设计.docx

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探究感应电流的产生条件教学设计

《探究感应电流的产生条件》教学设计

海南省海口市琼山中学杨灵

　一、设计思想

　　积极响应新课标的教学要求，让学生带着疑问走进课堂，在课堂中解决问题的同时，又产生新的疑问，驱使学生作进一步的学习和探究，最后又让学生带着新的疑问走出课堂，以利于学生的课后学习发展。

在课堂教学中积极发挥学生的主体地位，注重学生的探究过程和知识的建构过程，让学生体验科学探究的一般过程，领悟科学研究的方法。

在整个教学中力求做到以知识为载体，渗透对学生物理思想、物理方法和科学精神的培育，使学生在学习知识的同时，领悟研究问题的一般思维过程和方法，进而来提升学生的科学素养。

　　二、教材分析

　　《探究感应电流的产生条件》是高中物理新课程人教版（选修3-2）第四章第二节的内容，是电磁学的核心内容之一，在整个高中物理中占有相当重要的地位。

本节内容揭示了磁和电的内在联系，通过探究实验的方法归纳出了“磁生电”的规律，在教材中起到

了承前启后的作用，是学生今后学习法拉第电磁感应定律、楞次定律和交变电流产生的基础。

　　在教材的编排上本节从初中知识点闭合电路的部分导线切割磁感线产生电流入手，再设计学生探究实验，对现象进行分析归纳，最后总结出产生感应电流的条件，这样的编排符合学生的认知规律。

　　三、学情分析

　　学生对闭合电路的部分导线切割磁感线能产生电流，在初中已有一定的认识，在前面的学习中已经知道磁场的性质，几种常见的磁感线分布，磁通量及磁通量的变化的概念，具有一定的观察、想象、比较、分析、概括能力，一定的作图、连线等技能，但在空间想象、问题本质的分析等方面还较为薄弱。

因此，在教学中从学生的已有知识出发，通过学生自主学习、探究实验、产

生问题、协作交流等学习方法，归纳总结得出产生感应电流的条件。

　　四、教学目标

根据课标对本节的具体要求，针对所教学生的心理特点和认识水平，结合教材，本着使学生全面主动发展的原则，本课的教学目标定位如下：

　　1、知识和技能

（1）知道什么是电磁感应现象；

（2）能根据实验事实归纳产生感应电流的条件；

　　（3）会运用产生感应电流的条件判断具体实例中有无感应电流；

　　2、过程和方法

（1）体会科学探索的过程特征，领悟科学思维方法；

（2）通过实验探究，归纳概括出利用磁场产生电流的条件，培养学生的观察、操作、探究、概括能力。

　　3、情感、态度和价值观

（1）通过本节课的学习，激发学生的求知欲望，培养他们严谨的科

学态度和相互合作的精神；

（2）感受法拉第探索科学真理的坚韧不拔和持之以恒精神；

　　（3）通过对物理学中对称美、简洁美的介绍赏析，培养学生欣赏物理学中美的情怀。

　　五、重点难点

　　1、教学重点

（1）学生实验探究的过程；

（2）对产生感应电流条件的归纳总结。

　　2、教学难点

（1）教师对学生探究式学习的操控；

（2）学生对实验现象的分析总结──磁通量的变化。

　　六、教学方法与流程

　　本课以探究式教学模式为主，结合问题法、演示法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学方法。

（1）本节课流程设计：

（2）对探究实验设计好实验的内容、步骤和表格，便于学生的探究。

　　（3）教学中通过多媒体课件动画演示创设物理情景，把复杂抽象的问题形象化，以便于学生的思考分析。

七、教学用具

1．学生分组实验器材：

条形磁铁、大小螺线管（带铁芯）、灵敏电流计、滑动变阻器、电池组、开关、导线若干等。

2．教师演示实验器材：

高能磁铁（两块，涂不同颜色）、导体棒、灵敏电流计、矩形导线框（带转轴）、自制环形线圈（面积可变）、励磁线圈（内部产生匀强磁场）、学生电源、导线若干。

3．多媒体设备、PPT课件。

八、教学过程

教学过程

教师活动

学生活动

开门见山　　给出任务

“电”现象与“磁”现象原本是没有联系的，但在1820年奥斯特发现了电流的磁效应，即“电能生磁”。

“磁能生电”吗？

这是法拉第等一批科学家在孜孜探求的，因为他们相信“自然力是统一的”。

　　今天我们将沿着法拉第的研究之路，重新经历法拉第的探索之旅，象法拉第一样思考，探究什么情况下有感应电流产生？

产生感应电流的条件是什么？

——即“磁生电”的条件是什么？

实验探究　找寻规律

什么是感应电流？

感应电流就是利用磁场产生的电流。

提问：

在初中阶段的学习中，我们是怎样研究感应电流的产生的？

演示：

实验一

利用多媒体课件展示实验示意图（上图），介绍实验器材，边演示边讲解。

（磁铁用高能磁铁，电流表用30μA灵敏电流计）

切换实物投影。

提问：

导体不动，而磁体运动，能不能产生感应电流？

探究二：

利用多媒体课件展示实验示意图（上图），介绍实验器材。

回答

将观察到的现象记录在表一中。

表一：

磁场方向

导体棒运动方向

灵敏电流计指针摆动方向

竖直向下

向左

向右

向前

向后

向上

向下

分析表一中实验数据，总结得出结论：

当闭合回路中的部分导体在磁场中切割磁感线时，电路中会产生感应电流。

猜想

利用课桌上的实验器材，三人一组，按左图实验示意图进行装置，完成实验，并把观察到的实验现象记录在表二中。

实验探究　找寻规律

提问：

实验一和探究二在产生感应电流方面有什么共同点？

利用多媒体课件显示出实验一和探究二的磁场磁感线（上两图），引导学生分析得出结论，实验一和探究二在产生感应电流上具有的共同条件是：

导体与磁体间发生相对运动，切割磁感线，闭合回路中产生感应电流。

表二：

磁体动作

灵敏电流计指针摆动方向

磁体动作

灵敏电流计指针摆动方向

N极插入

S极插入

N极插入后不动

S极插入后不动

N极拔出

S极拔出

分析表二中实验数据，总结得出结论：

当磁铁和线圈发生相对运动时，回路中有感应电流产生；当磁铁和线圈相对静止时，回路中无感应电流。

思考，回答

分析得出结论

实验探究　找寻规律

提问：

导体与磁体间如果不发生相对运动，能不能产生感应电流？

探究三：

利用多媒体课件展示实验示意图（上图），介绍实验器材。

提问：

探究二和探究三在产生感应电流方面有什么共同点？

思考，猜想

利用课桌上的实验器材，三人一组，按左图实验示意图进行装置，完成实验，并把观察到的实验现象记录在表三中。

表三：

开关或滑动变阻器状态

A线圈中电流大小变化

灵敏电流计指针摆动方向

开关闭合瞬间

从无到有

开关断开瞬间

从有到无

开关闭合，滑动变阻器滑片不动

不变

开关闭合，滑动变阻器接入电路的电阻变小

变大

开关闭合，滑动变阻器接入电路的电阻变大

变小

分析表三中实验数据，总结得出结论：

当A线圈中电流变化时，B线圈中才有感应电流产生。

思考，回答

实验探究　找寻规律

利用多媒体课件显示出探究二和探究三的磁场磁感线（上两图），引导学生分析得出结论，探究二和探究三在产生感应电流上具有的共同条件是：

线圈中的磁场的强弱发生了变化，穿过线圈的磁感线条数发生了变化，闭合回路中产生了感应电流。

提问：

实验一中产生感应电流的条件，能否也可说成是穿过闭合回路的磁感线条数发生了变化？

引导学生画出实验一的示意图（如下图）

分析得出结论。

结论：

实验一：

磁场不变，闭合回路包围的面积发生变化，从而使得穿过闭合回路的磁感线条数变化，产生感应电流。

探究二，三：

线圈的面积不变，而线圈中的磁场发生了变化，从而使得穿过线圈的磁感线条数变化，产生感应电流。

分析得出结论

思考，画图分析

对比实验一，探究二、三进行分析，找出产生感应电流的共有条件，得出结论

实　验　探　究　找　寻　规　律

提问：

哪一个物理量与穿过一个面的磁感线条数有关？

产生感应电流的条件是什么？

提问：

如何计算穿过一个面的磁通量？

提问：

从磁通量的计算式出发，穿过回路的磁通量发生变化可来源于哪些方面？

引导学生回顾前面三个实验，分析分别是什么的变化引起回路中磁通量的变化。

思考，总结出产生感应电流的条件：

只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化，在闭合回路中就有感应电流。

回答：

结合

进行回答

分析回答

练　　　　习　　　　巩　　　　固

1．案例分析

设矩形线框abcd处于匀强磁场中，当线框在磁场中向左、向右或向上、向下平动时，线框abcd中有感应电流产生吗？

提问1：

如果线框向右平动，则ab、cd两边都在切割磁感线，线框回路中有感应电流吗？

利用两个励磁线圈得到的匀强磁场进行演示，得出结论，当闭合导线框完全处于匀强磁场中平动切割磁感线时，穿过线框回路的磁通量不变，线框中没有产生感应电流。

提问2：

要使线框中产生感应电流，线框应如何运动？

（同时也可用自制的线圈演示当线圈面积变化时，回路中产生感应电流）

提问3：

如果线框的cd边在磁场外ab在磁场内，当线框向右平动时，线框中有感应电流吗？

学生思考，画图分析，认真观察，回答

思考，回答，上台演示

思考，画图分析，回答

练　　　　习　　　　巩　　　　固

引导学生进行总结，得出结论：

在匀强磁场中，如果只是闭合回路中的部分导体切割磁感线，则有感应电流产生；如果是整个闭合回路都在磁场中则无感应电流，因此闭合回路中有无感应电流产生，不是取决于是否有导体切割磁感线，而是要看穿过回路的磁通量是否发生变化。

2．形式训练

如下图所示，正方形线圈在通电长直导线的磁场中运动：

A向右平动，B向下平动，C绕轴转动（ad边向外），D从纸面向外做平动，E向上平动（E线圈有个缺口），判断线圈中有没有感应电流．

思考，画图分析

课堂小结

1．本节课所学的内容是什么？

2．感应电流的产生条件要注意哪些方面？

3．穿过回路的磁通量的变化可来源于哪些方面？

归纳，小结

拓展提升

1．介绍法拉第发明的发电机；

2．学习并掌握了感应电流的产生条件，请你设计一台你自己的发电机，并说明它的可行性。

3．请再次认真分析三个实验数据表，提出你要深入研究的问题及猜想。

　　课后思考，设计

九、板书设计

　　　　　　　　　§4.2　探究感应电流的产生条件

一、实验探究

1．闭合电路的部分导体切割磁感线

面积S变化

2．磁铁与线圈相对运动

磁感应强度B变化

3．

二、结论

只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电流