高中物理探究电磁感应的产生条件教学设计学情分析教材分析课后反思.docx

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高中物理探究电磁感应的产生条件教学设计学情分析教材分析课后反思

《探究电磁感应的产生条件》教学设计

课题

§4.2探究电磁感应的产生条件

课型

新授课

教学目标

知识与技能：

（1）观察电磁感应现象，理解产生电磁感应的条件

（2）进一步认识磁通量的概念，能结合实例进行磁通量变化的定性判断。

过程与方法：

经历探究活动，学会通过现象，分析、归纳事物本质特征的科学思想方法；提高学生分析、论证能力。

情感、态度与价值观：

培养实验观察和逻辑思维的能力；学习法拉第不畏艰难、用于探索的精神。

教学重点、难点

教学重点：

通过实验探究电磁感应的产生条件。

教学难点：

由实验结论抽象、概括出电磁感应的产生条件是“磁通量变化”。

教学方法

讲授、实验探究、讨论、归纳总结

教学手段

实验器材准备

录像资料、多媒体课件

教学活动

（一）引入新课

展示：

一个能够手动发电的手电筒和一段跳绳发电的视频资料，引入“探究电磁感应的产生条件”。

历史背景回顾：

奥斯特发现“电”生“磁”；法拉第思考“磁”生“电”？

进一步指出本节课的目的就是通过实验去探究：

什么条件下，能够发生“磁”生“电”的现象。

（二）进行新课

一、探究“磁”生“电”

1、实验准备

（1）介绍实验器材，并引导学生将器材按照“产生磁”和“检测电”两种不同的功能分成两类。

从而进一步认识实验器材及其基本作用。

（2）学生讨论，提出设想。

2、实验要求

（1）仔细观察每一步操作的实验现象，严格记录，并总结出是在什么情况下产生的电流。

（2）依据你的实验记录，进一步分析论证，尝试归纳电磁感应的产生条件。

（3）同学之间要密切配合、通力合作；谁操

教学活动

作、谁观察记录、谁汇报交流要有明确分工。

二、实验方案及结果汇总

案例一：

闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动

案例二：

向线圈中插入磁铁、把磁铁从线圈中抽出

教学活动

案例三：

用通电螺线管代替磁铁。

实验结果汇总：

案例一：

导体棒切割磁感线，有电流产生，导体棒不切割磁感线，没有电流产生

案例二：

磁铁相对线圈运动时，有电流产生；磁铁相对线圈静止时，无电流产生。

案例三：

只有当线圈A中电流变化时，线圈B中才有电流产生。

教学活动

三、分析论证——进一步探究“磁”生“电”的一般性条件

实验一：

导体棒切割磁感线，有电流产生；导体棒不切割磁感线，没有电流产生。

磁场的强弱没有变化，但导体棒切割磁感线的运动使闭合电路在磁场当中的面积发生变化。

即B不变，S变化，产生电流。

实验二：

磁铁相对线圈运动时，有电流产生；磁铁相对线圈静止时，无电流产生。

磁体相对线圈运动，线圈内磁场发生变化，变强或者变弱（线圈面积不变），有电流产生；当磁体在线圈中静止时，线圈内磁场不变化，无电

教学活动

流产生。

即S不变，B变化，产生电流。

实验三：

只有当线圈A中电流变化时，线圈B中才有电流产生。

通、断电瞬间，变阻器滑动片快速移动过程中，线圈A中电流变化，导致线圈B内磁场发生变化，变强或者变弱（线圈面积不变），有电流产生；当线圈A中电流恒定时，线圈B内磁场不变化，无电流产生。

即S不变，B变化，产生电流。

总结：

磁场磁感应强度B变化或闭合回路在磁场当中有效面积S变化时，产生感应电流。

教学活动

复习：

磁通量

φ=BS

φ=BSsinθ

实验结果的进一步概括总结：

无论是B的变化，还是S的变化，都可以归结为磁通量φ的变化。

教学活动

四、归纳结论

分析三个实验可知：

电磁感应的产生条件，应该是穿过闭合电路的磁通量变化。

结论：

只要穿过闭合电路的磁通量变化，闭合电路中就有感应电流产生。

练习：

下图中闭合线圈中能产生感应电流吗？

下图中闭合线圈中能产生感应电流吗?

教学活动

试分析以下法拉第“成功实验”是怎样进行的。

关于“法拉第”：

法拉第是英国物理学家。

1820年奥斯特发现电流的磁效应之后，法拉第于1821年提出“由磁产生电”的大胆设想，并开始了十年艰苦的探索。

十年中，他失败了，再探索，再失败，再探索．．．

终于于1831年8月29日发现了电磁感应现象，开辟了人类的电气化时代。

课外作业：

探究“摇绳发电”问题，写一篇关于“研究电磁感应现象”的小论文。

附件：

学生实验探究参考表格

学生活动

学生查看器材，谈论其将要起到的基本作用，并依据其作用将器材大体分两部分。

学生讨论可以采取哪些不同的方式，分哪些步骤去探究。

学生活动

学生上台演示自己的实验设计，并投影自己小组的实验结果。

学生活动

问题讨论：

这几种“磁”生“电”的不同方式，有没有什么共同点呢？

问题讨论：

存在哪些具体的运动呢？

这些运动中同时伴随着何种量的变化？

学生活动

学生活动

思考：

有没有一个统一的物理量

来概括这两个量的变化呢？

学生活动

学生活动

学生活动

学生回答是当开关闭合或断开的瞬间，产生感应电流。

倡导学生学习法拉第勇于探索、不畏艰难的精神。

附件：

学生实验探究参考表格

实验方案及草图

探究操作步骤

偏转现象

结论

学情分析

学生在初中虽然对电磁感应有了初步的认识，但还比较肤浅，仅存留在现象上，例如，知道“闭合电路中的一部分导体在磁场中运动时产生电流的现象称为电磁感应现象”；“发电机、话筒等都是利用电磁感应原理工作的”等，但对产生电磁感应的根本原因还缺乏全面的和理性的认识。

同样的，绝大多数学生虽然在初中经历了不少“科学探究”，但对科学探究的理论分析能力和拓展性推理能力还较弱。

这是本节课教学的主要困难。

效果分析

通过以上的过程设计我预计可达到以下效果。

1.能够使学生成为教学活动的主体，从而实现本节课的知识目标。

2.能够充分培养学生的实验能力，发展学生学习物理的兴趣。

3.变规律的传授过程为规律的探究过程能够培养学生思维能力。

当然本节课的设计还存在着许多的缺点和不足，请各位老师给予批评和指正。

教材分析

本节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。

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。

本节重点是：

引导学生做好教材中三个实验.

本节难点是：

组织学生完成电磁感应现象的实验，从观察到的实验现象，推出电磁感应产生的一般条件。

评测练习

【例1】单匝线圈abcd水平放置，有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，如图所示，线圈面积为S，磁感应强度为B。

当线圈绕ab边从图示位置转过30°、45°、60°、90°、180°时，穿过线圈的磁通量分别是多少？

【例2】如图所示，虚线框内有匀强磁场，大环和小环是垂直于磁场放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过大小两环的磁通量，则有（）

A.Φ1>Φ2B.Φ1<Φ2

C.Φ1=Φ2D.无法确定

【例3】两个圆环A、B，如图所示放置，且RA>RB.一条形磁铁轴线过两个圆环的圆心处，且与圆环平面垂直，则穿过A、B环的磁通量ΦA和ΦB的关系是（）

A.ΦA>ΦBB.ΦA=ΦB

C.ΦA<ΦBD.无法确定

【例4】在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是（　　）

A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化

B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化

C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化

D.绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化

【例5】某学生做观察电磁感应现象的实验，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电源，当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是（）

A.开关位置接错B.电流表的正、负极接反

C.线圈B的接头3、4接反D.蓄电池的正、负极接反

【例6】（多选）下图均为闭合线框在匀强磁场中运动，请判断哪种情况能产生感应电流（）

参考答案:

【例1】

【解析】因为磁通量Φ=BS，S为有效垂直面积，要求包含于磁场中，同时和B垂直，所以当角度位于0～60°范围时，有效垂直面积均为，又由于面又“反”“正”之分，所以，磁通量有正负之分。

【例2】

【解析】对于大环和小环来说，有效垂直面积相同，所以选C.

【答案】C

【例3】

【解析】磁通量是指垂直穿过某一面积磁感线的净剩条数，对于A、B线圈，向上的磁通量AB相同，向下的磁通量A大于B，所以净剩的ΦA<ΦB

【答案】C

【例4】

【解析】产生感应电流的条件是：

穿过闭合回路中的磁通量发生变化，引起磁通量变化的原因有①闭合回路中的磁场变化；②在磁场不变的条件下，闭合回路中的有效面积变化；③闭合回路的面积、磁场均变化．选项A、B、C中的闭合回路的面积及回路中的磁场均不变，故选项A、B、C均错误．在选项D中线圈通电或断电的瞬间改变了电流的大小，使另一个闭合回路中的磁场发生变化，故有感应电流产生，选项D正确．

【答案】D

【例5】

【解析】图中所示开关的连接不能控制含有电源的电路中电流的通断.而本实验的内容之一就是用来研究在开关通断瞬间，电流的有无是否导致磁场发生变化，进而产生感应电流的情况.因而图中接法达不到目的.关键是开关没有起到控制电源接通、断开的作用，开关应串联到电源和导线1、2之间.

【答案】A

【例6】

【解析】产生感应电流的条件闭合回路和磁通量的变化，A、B没有磁通量的变化，所以没有感应电流，C、D是闭合回路，同时又磁通量的变化，所以产生感应电流。

【答案】CD

教学反思

《探究电磁感应的产生条件》是电磁感应学习的第二节课，如何调动学生的学习积极性，并使学生掌握电磁感应现象的规律，取得了较大的成功，实现了既定的教学目标。

现反思如下：

1、探究式教学能利用开放性的实验设计方案，增强学生的主体活动，以达到锻炼学生探究问题的能力和实验动手能力。

同时使学生体验并掌握物理学的研究方法，以便为将来的学习和生活更好地服务。

2、在整堂课中充分调动了师生的互动交流与沟通，在引导学生参与探索、发现、讨论、交流、评价的学习活动中，能使学生体验探索自然界的艰辛与喜悦，能使学生主动与他人合作，敢于坚持正确的观点，勇于修整错误。

3、在整个教学过程中，还介绍了法拉第发现电磁感应现象的过程，以此对学生进行科学地研究态度地教育和德育教育。

课堂设计不足之处：

1、课堂秩序比传统的教学方式难以控制，时间安排上存在不确定性。

2、学生获取知识比较分散、参差不齐，须通过教师的导向、点评、规范来帮助学生构建知识、形成科学观念、领悟科学研究方法。

3、对于这堂课如何更好地让学生进行实验探究这方面还不够理想，我将在今后的教学中不断探索，争取更大的突破。

课标分析

根据新课标教学的要求，我确定本课三维目标是：

知识与技能

1、观察电磁感应现象，理解感应电流产生的条件；

2、进一步认识磁通量的概念，能结合实例对磁通量的变化进行定性和定量的判断。

过程与方法

1）通过探究过程，提高学生的分析论证能力。

2）在本节课的学习中，培养学生归纳、总结的科学思想方法。

情感、态度与价值观

1）通过对本节知识的学习，体会探索自然规律的科学态度。

2）培养学生的建模能力，培养学生解决实际问题的能力。

根据本节内容特点我确定的教法与学法是：

教法：

为了让学生加深对本节内容的理解，在教学中我采用讲述、对比、探究，讨论等方法进行教学．

学法：

为体现学生的主体作用，我引导学生在探究中学习，在讨论中突破难点。