探究电磁感应的产生条件教学设计.doc

楞次定律教学设计学生姓名 刘宗耀 学生学号 200800801019 所学专业 物理学 学科层次 本科 探究电磁感应的产生条件教学设计刘宗耀【教学目标】知识与技能：深入理解磁通量这一概念，掌握电磁感应产生的条件。过程与方法：学会控制变量法这一试验方法以及分析论证的基本方法。情感态度与价值观：培养学生严谨的科学态度以及对物理探究的兴趣。【重点难点】 重点：控制变量法的掌握及电磁感应产生的条件。 难点：磁通量变化的判断与理解。【教具与学具】手摇发电机，条形磁铁，蹄形磁铁，灵敏检流计，线圈，滑动变阻器，学生电源，小灯泡，开关，导线若干。【教学过程】1.新课引入教师：在上一章的学习中我们知道，电能生磁，那大家想一下，反过来，磁能省电吗？图1学生：能，在初中已经学过，磁能生电教师：那同学们能举出几个磁生电的例子吗？学生：发电机教师：刚才我听到有同学说发电机，老师这里就有一个小型的手摇发电机，它上面接有一个灯泡，现在我快速摇动它，大家看到什么现象？学生：灯泡亮了。教师：灯泡亮了，说明有电流产生，这验证的我们刚才的猜想，磁能生电。既然磁能生电，那我们将灯泡用导线接在磁铁两端，大家看到什么现象？学生：灯泡没亮。教师：也就是说，没有电流产生。既然磁能生电，那为什么磁铁不会产生电流呢？看来，磁生电是有条件的。那磁生电到底需要哪些条件呢？这节课我们就来通过实验来探究这个问题。2.探究思考教师：大家看屏幕，显示的是我们教材为大家提供的三套实验方案，请大家仔细体会是不是满足我们探究需要，然后进行实验（1）探究实验一：磁铁静止，磁铁磁性大小不变，导体棒在蹄形磁铁两极之间运动，如图2所示。学生分组按表中给出项目分别进行实验，观察实验现象，记录实验结果并填入表1中学生做实验时，教师巡回指导，处理学生实验中出现的各种问题，保证实验的顺利进行。表1导体棒（环）动作指针是否偏转水平向右运动水平向左运动斜向运动竖直上下运动小组讨论，归纳，在学生分组讨论的同时，教师巡回指导，学生可能得到的结论可能有如下几种：导体棒运动方向不能与磁感线方向平行。导体棒运动速度在垂直磁感线方向的分量不能为零。导体棒必须做切割磁感线运动。教师应充分肯定他们的结论并对其中出现的问题讨论纠正。最后由教师总结：当闭合电路的部分导体切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。（2）探究实验二：教师：除此之外，还有那些情况可以产生感应电流呢？下面让我们看探究实验二。线圈静止，磁铁磁性大小不变，向线圈中插拔磁铁，如图3所示，学生分组进行实验，记录实验结果，填入表2中。表2学生做实验时，教师巡回指导，处理学生实验中出现的各种问题，保证实验的顺利进行。磁铁的动作表针摆动方向磁铁的动作表针摆动方向N极插入线圈S极插入线圈N极停在线圈中S极停在线圈中N极从线圈中抽出S极从线圈中抽出教师：根据表2内容让学生分组讨论感应电流磁场方向与原磁场变化的关系，用最简洁的语言概括出本组的结论。在学生分组讨论的同时教师巡回指导，然后由各组代表公布本组的成果并在全班进行交流。学生可能得到的结论有如下几种：磁铁与线圈有相对运动时才会产生感应电流。磁铁与线圈相对静止时没有感应电流产生。当磁铁插入或拔出的时候才会产生感应电流。教师应充分肯定他们的结论并对其中出现的问题讨论纠正。教师总结：当向线圈中插、拔磁铁时线圈中会有感应电流产生。（3）探究实验三：模仿法拉第的实验，如图4所示。线圈B与电磁铁静止不动，电磁铁的磁性随通电电流变化而变化，学生分组按表中给出项目分别进行实验，观察实验现象，记录实验结果并填入表3中学生做实验时，教师巡回指导，处理学生实验中出现的各种问题，保证实验的顺利进行。表3实验操作表针偏转方向开关闭合瞬间开关断开瞬间开关闭合时，滑动变阻器不动开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片试验结束后，在教师的指导下，各小组分别对实验结果进行讨论，并向全班发表本组结论。学生可能得到的结论有如下几种：线圈A中有电流时，线圈B中才有感应电流产生。线圈A中的电流变化时，线圈B中才有感应电流产生。教师应充分肯定他们的结论，并对其中出现的问题进行讨论纠正。教师总结论述：当螺线管A中的电流发生变化时，线圈B中会有感应电流产生。3分析论证（1）实验二：如图5所示，线圈不发生变化，磁铁插入线圈时磁场由弱变强，磁铁由线圈抽出时，磁场由强变弱，即通过线圈B的磁场强弱变化时，可以产生感应电流。实验三：如图6所示，线圈不发生变化，由于开关闭合、断开及迅速移动滑动变阻器的滑片，线圈A中的电流迅速变化，产生的磁场也在迅速变化，又由于两个线圈套在一起，所以通过线圈B的磁场强弱也在迅速变化，从而产生感应电流。教师：在实验二和实验三中，有何共同点呢？学生：线圈均没有变化，磁场强度均发生了变化。教师：那我们能得到，闭合回路中磁场强弱发生变化时，会有感应电流产生。总结一：由实验二、三可以得出结论：当通过闭合电路的磁场强弱变化时，闭合电路中可以产生感应电流。教师：大家再看一下实验一，如图7所示，刚才我们总结出来的结论适用么？学生：不适用，因为闭合电路所在处的磁场强弱并未发生变化。教师：既然磁场没有发生变化，那是由于那个量发生变化而产生的感应电流呢？为了更好的说明问题，我们画出实验一的俯视图，如图7所示。教师：当当导体棒AB向左、右运动时，回路的那个量在变化？学生：当导体棒AB向左、右运动时，虽然磁场的强弱没有变化，但是导体棒切割磁感线的运动使得闭合回路包围的面积在变化。总结二：当磁场强弱不变但闭合回路面积发生变化时，同样可以产生感应电流。（2）教师：以上我们得出的是两个结论，大家知道，我们物理有一种简单朴实之美，我们最好能把刚才得到的两个结论总结起来。下面需要引入一个新的物理量磁通量。磁通量定义：穿过某一闭合回路的磁感线的条数。教师：学了这个定义后，我们分析一下总结一和总结二，他们有什么共同点呢？学生：穿过闭合回路的磁感线条数都发生了变化。教师：也就是说，在三个实验磁通量都发生了变化，当闭合回路中磁通量发生变化的时候，会有感应电流产生。由以上总结我们可以得到结论：不论什么原因，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会有感应电流产生。4.学以致用 例题1：如图所示,竖直放置的长直导线通以恒定电流,有一矩形线框与导线在同一平面,在下列情况中线圈产生感应电流的是( ).A.导线中电流强度变大 B.线框向右平动C.线框向下平动 D.线框以ab边为轴转动图8解析:直线电流在其周围产生的磁感应强度与导线中的电流强度和考查点到导线的距离有关，距离越近，磁场强度越大，电流强度越大，磁场强度越大(A)因电流强度的变大使穿过线框回路的磁场变强从而使磁通量发生了变化；(B)因线框向外运动使穿过线框回路的磁场变弱，从而使线框回路的磁通量发生变化；(D)主要是因为线框面与磁场方向的夹角不断变化，从而使线框回路的磁通量发生变化；C)影响电路磁通量的三个因素都没有改变，故磁通量不变。GGGG故（A）（B）（D）正确。例题2：如图所示，一个矩形线框上有一电流计G，它们从一理想匀强磁场区域的上方自由下落，线圈平面与磁场方向垂直，在线圈下落的、三个位置中下列说法中正确的是（ ）A.只在位置时有感应电流 B.只在位置时有感应电流图9C.只在位置时有感应电流 D.只在位置时无感应电流 解析：在、位置均有磁通量变化，所以在、位置均有感应电流产生；而在位置无磁通量变化，则无感应电流产生。故，D正确。5.课堂小结知识小结：通过本节课的学习，我们掌握了磁通量这一概念，并探究学习了电磁感应的产生条件，能熟练判定有无感应电流的产生。方法小结：通过本节课的探究实验，我们学会了控制变量法这一重要的实验方法，并学会了分析论证的基本方法，锻炼了我们的逻辑思维能力和抽象思维能力。6.课后作业将课后第三题第五题上作业，并查阅资料，了解发电机的发电原理。【板书设计】探究电磁感应的产生条