探究电磁感应的产生条件09-9

探究电磁感应的产生条件探究电磁感应的产生条件 教材分析教材分析 电磁感应现象是人教版普通高中课程标准实验教科书物理选修 3 2 第四章 电磁感 应 第二节内容 在前一章磁场中 奥斯特的发现说明了电能产生磁 而在电磁感应这一 章中 法拉第的发现又说明了磁能够产生电 从另一角度揭示了磁和电这间的联系 为人 类从蒸汽时代进入电气时代奠定了基础 具有划时代的意义 因此 本章内容在高中物理 中占有重要地位 而本节内容是本章教学的重点 学生学好本节知识非常必要 同时也为 今后学习电磁感应定律和变压器起到搭桥铺路的作用 本节的重点是感应电流产生的条件 难点是培养学生设计实验的能力 分析 归纳 概括问题的能力 教学分析教学分析 1 先做一个有趣的实验 以激发学生的学习兴趣 引出本节课的主要任务 追寻前辈 科学家的足迹 能通过实验和分析 概括的方法来认识电磁感应现象 2 在初中粗浅地接触过电磁感应现象的基础上 通过本节的模拟科研情景 学生分组 探究实验 步步深入地引导学生进一步理解电磁感应现象 通过观察实验现象 直接感 知电磁感应现象的产生过程 注重实验的探索性 引导学生进行分析 归纳 使学生的认 识由感性上升到理性 形成电磁感应现象的观念 3 在 知识应用 环节中学生通过对电磁感应小魔术和摇绳发电的独立思考及师生的 热烈讨论 激发创造发明的兴趣 目标分析目标分析 1 知识与技能 1 知道什么是电磁感应现象 2 掌握产生感应电流的条件 3 培养学生观察实验现象 进行实验操作的技能 2 过程与方法 1 通过对实验现象的探究 进一步掌握实验探究的方法和对创新能力的培养 2 通过对现象的分析 归纳 概括 领悟出从特殊到一般的研究方法 归纳法 3 尝试运用电磁感应现象解决一些与生产和生活相关的实际问题 提高创造发明能力 3 情感态度与价值观 1 通过学习 发展对科学的好奇心与求知欲 培养将物理知识应用于生活和生产实践 的意识 2 善于发表自己的见解 感受合作学习的快乐 勇于克服困难 保持探究的热情 4 重点难点 1 教材重点 产生感应电流的条件 2 教学难点 产生感应电流的条件 器材分析器材分析 1 演示实验器材 可拆式变压器 闭合铝环 有一小缝的铝环 电磁感应实验演示 演示灵敏电流计 大线圈 自制 2 学生实验器材 每小组一套 电压表 电流表 灵敏电流计 蹄形磁铁 条形磁铁 方形线圈 原副线圈 电池 滑动变阻器 电键 直流电动机 导线 两端带鳄鱼夹 若干 过程展示过程展示 一 新课导入一 新课导入 教师演示 1 演示楞次定律演示仪 为什么会出现上述现象 要理解以上现象必须先学习 电磁感应 有关知识 课题 探究电磁感应的产生条件 二 新课内容二 新课内容 1820 年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应 法拉第由此受到启发 开始了 由 磁生电 的探索 经过十年坚持不懈的努力 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 今天我们就将遵循前辈科学家的足迹 通过实验探索 科学的归纳概括的方法 来认 识这一重要的现象 即通过你的双手来制造感应电流 通过科学的归纳 概括的方法来得 到产生感应电流的条件 演示实验 同学们注意观察 1 1 实验观察 实验观察 闭合电路的部分导体切割磁感线 演示 导体左右平动 前后运动 上下运动 观察电流表的指针 把观察到的现象记 录在表 1 中 学生 观察实验 记录现象 思考 1 导体棒的运动表针的摆动方向导体棒的运动表针的摆动方向 向右平动向左向后平动 向左平动向右向上平动 向前平动不摆动向下平动 结论 问题 哪些情况可以产生感应电流 2 2 学生实验 学生实验 1 学生进行实验 教师巡视 2 各小组汇报情况 并对学生的实验小结 强调团结协作对提高研究效率的重要意 义 3 给学生提供正确的实验现象答案 参考课本上二个实验利用电磁感应实验演示 和直流电动机演示学生可能还没发现的方案并注意观察实验现象填在课本上 主要是观察 灵敏电流计指针是否发生偏转和并归纳出每个实验中可以得出的结论 思考 2 磁铁的运动表针的摆动方向磁铁的运动表针的摆动方向 N 极插入线圈向右S 极插入线圈 N 极停在线圈中不摆动S 极停在线圈中 N 极从线圈中抽出向左S 极从线圈中抽出 结论 思考 3 操作现象 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 迅速移动变阻器的滑片 结论 4 可能出现的学生操作 条形磁铁插入或拔出大的螺线管 按课本实验三连接电路 电键闭合或断开 电键闭合后 改变变阻器阻值 电键闭合后 小螺线管插入或拔出大螺线管 3 3 分析论证 分析论证 教师 通过上节课的学习我们就已经知道 磁生电 是一种在变化 运动的过程中 才能出现的效应 试以上面三个演示实验为例 对以上结论进行分析论证 学生 分组讨论 教师点评 通过大家的论证 我们得出结论 磁生电 的确是一种在变化 运动的 过程中才能出现的效应 思考 以上实验中能产生感应电流的电路有什么特点 学生思考后很快能得出 产生感应电流条件之一 闭合的电路 教师演示 在教师演示 2 把磁铁插入有一小缝铝环中 铝环不转动 提出新的问题 产生感应电流的除了电路要闭合外 我们从以上的几个实验中可以得 到 像实验 1 闭全电路的一部分导体与磁体发生相对运动可以产生电流 实验 3 导体与磁 体不发生相对运动 也可以产生感应电流 可见我们对产生感应电流的条件需要进一步的 概括 问 请大家思考以上几个产生感应电流的实例 能否从本质上概括出产生感应电流的 条件 引导学生从磁通量变化分析 实验中 部分导体切割磁感线 磁场不变 但电路面积变化 从而穿过电路的磁通量 变化 从而产生感应电流 导体插入 拔出线圈 线圈面积不变 但磁场变化 同样导致 磁通量变化 从而产生感应电流 实验 3 中 通断电的瞬间 滑动变阻器的滑动片迅速滑 动的瞬间 都引起线圈A中电流的变化 最终导致线圈B中磁通量变化 从而产生感应电 流 4 4 归纳结论 归纳结论 从这三个实例看见 感应电流产生的条件 应是穿过闭合电路的磁通量发生变化 只要穿过闭合电路的磁通量发生变化 闭合电路中就有感应电流 思考 是不是只要闭合电路所在位置的磁场发生变化 闭合电路中就能产生电磁感应 现象呢 学生讨论后再演示 1 让插有软铁芯的螺线管 A 的轴线与线圈 C 的平面共面 闭合电键 2 让插有软铁芯的螺线管 A 的轴线与线圈 C 的平面垂直 闭合电键 现象及结论 在操作 1 中 螺线管 A 中磁场发生变化 而电流表指针不偏转 说明线圈 C 中没有 感应电流 在操作 2 中 螺线管 A 中磁场发生变化 而电流表指针偏转 说明线圈 C 中 有感应电流 其中 操作 1 2 的不同点在于螺线管 A 通电前后穿过闭合线圈 C 的磁通 量 或磁感线条数 是否发生变化 学生思考 在电磁感应现象中有感应电流产生 大家能否从能量守恒观点出发解释电 能是如何产生的 学生讨论 教师总结 在实验一和实验二中是外力移动磁铁和导体做了功 消耗了机械能 转化 为电能 能的总量是守恒的 即符合能量守恒定律 发电机就是根据这个原理制造成的 在实验三中 电能通过变化的磁场由一个螺线管转移到另一个螺线管 变压器就是根据这 个原理制造的 总之 在电磁感应现象中 能量无论是转化还是转移 总量保持不变 是 确定无疑的 5 5 知识应用 知识应用 1 表演电磁感应小魔术 教师将一条形磁铁绑在左手臂上 用衣袖严密遮盖 用多匝导线绕成的大线圈两端接 灵敏电流计 用左手臂插进大线圈发现电流表指针有偏转 换用右手臂插进线圈电流表指 针不偏转 为什么 在学生的猜想过程中教师解开袖扣 揭开谜底 课堂气氛变得更加活跃 2 摇绳发电 长度可取 3m 左右 摇动部分大于 1m 东西方向站立 可以看到电流表指针的摆动 通过实验还可以要求学生回答以下几个问题 摇绳为什么能够发电 地磁发电机有无实际 意义 三 课堂总结 三 课堂总结 1 观察实验 合作探究 分析论证 归纳结论 2 导线切割 磁铁运动 磁场变化 闭合电路磁通量变化 磁感线条数变化 电磁感应现 象 四 课后作业 四 课后作业 教材 P7 P8 设计思考设计思考 以往教材讲授电磁感应现象大多是介绍磁通量概念 再由教师按课本进行演示实验 必做实验一般有两个 一个是将条形磁铁插入或拔出线圈 线圈中产生感应电流 另一个 是改变原线圈中电流强度 副线圈中产生感应电流 然后给出结论 当闭合电路中磁通量 发生变化时 电路中产生感应电流 这种授课方式虽有实验 但过程简单而顺利 缺少学 生创新思想的培养 学生对科学家探索物理规律的艰辛也毫无感受 新课程注重 以学生 的学习为本 以学生的发展为本 的教学设计理念 注重三维具体目标 所以将这节课变 成一堂研究电磁感应现象产生感应电流的实验探究课 以铝环的转动引入课题 激发学生 的学生兴趣 接着根据学生的认知规律安排演示实验和探索