探究感应电流的产生条件 教学设计.doc

1、探究感应电流的产生条件 教案设计南京九中震旦校区 徐文晖【教材分析】 “探究感应电流的产生条件”是普通高中课程标准实验教科书物理（选修3-2）（人民教育出版社，2010年版）第四章第2节内容。在上1节中，学生已经了解了既然电能生磁，那么磁也能生电，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流，为本章的学习打下了基础。作为学生第一次接触探究感应电流的实验，学好本节内容，掌握其科学探究的方法，为学生进一步探究感应电流的方向、感应电流的大小，包括第五章的交变电流和变压器作铺垫。因此，这节课在教材中起到了承上启下的重要作用。本节课的教学要求是“探究感应电流的产生条件”，这是课程目标中尝试用科学探究的方

2、法研究物理问题的一个具体实施过程。在前面的学习中，学生对探究式教学已有一定的基础，并了解科学探究的一般方法与探究程序。因此，在本节内容实施教学的过程中，学生在教师的引导下进行自主探究，鼓励学生自己完成探究的每一个过程，如提出疑问、猜想与假设、实验设计、实验现象记录、实验结论的分析与评估。从而进一步培养学生科学探究能力和创新精神。【学情分析】在学习这节内容之前，学生已经学习过了几种常见的磁场以及磁通量的概念，并且对电磁感应有了初步的认识，知道闭合电路的一部分导体切割磁感线能产生感应电流，积累了一定的理论基础。但是磁场过于抽象，学生通过对力学的学习，已经习惯对看的见摸的着的宏观物体进行状态和过程的

3、分析，对于看不见摸不着的磁场，以及所引起的磁通量的变化，学生感性上可能认识不到位。【教学目标】n 知识与技能1、 理解感应电流的产生条件；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量的判断。n 过程与方法1、通过实验探究，体会探究过程；2、通过举例说明电磁感应在生活和生产中的应用，让学生感受到所学知识有用，激发学生进一步探究的欲望。n 情感态度与价值观1、让学生获得对科学的亲近感和热爱 ； 2、培养学生严谨的科学态度与实事求是的科学精神。【教学重点】 通过实验，理解感应电流的产生条件。【教学难点】 在实验观察、操作的基础上，如何理出头绪，启发学生分析论证和归纳总结，最后得出闭

4、合导体回路中磁通量发生变化，闭合导体回路产生感应电流的结论。【教学过程】一、导入新课教师活动（展示磁光管）师：上课之前，思考一个问题。一个纸管，缠绕了三个线圈，每个线圈接2个发光二极管，假如没有电源，能否让二极管发光？ 给你一个（磁铁吸一下铁夹），谁愿意上来尝试？学生活动学生上前尝试，将磁铁放入圆管中，二极管发光。设计意图引起学生注意，启发学生思考，激发学生探究欲望。教师活动(将现象再次展示给所有学生。)师：我想大家一定很想知道其中的奥秘。二极管发光了，说明线圈中产生了（电流）；由磁生电，通过电磁感应产生的电流称为（感应电流）；怎么才能产生感应电流？我们这节课就来一起探究产生感应电流的条件。二

5、、探究实验教师活动师：电磁感应，并不陌生，初中学过。但刚刚的实验跟我们初中的“切割”实验好像有所不同，我们有必要进一步研究。设计意图为初高中知识搭建桥梁，建立最邻近发展区域。实验一 “磁光管”实验教师活动师：通过刚才的实验，我们发现磁铁和线圈两者会“来电”。大家桌上也有磁铁和线圈(拿学生桌上的磁铁和线圈展示)，不妨试一下，怎样可以使线圈中产生感应电流？ 实验之前，思考：（1）要产生感应电流有一个前提，线圈所在的导体回路必须要是怎么样的回路？（2）你怎么确定回路中存在电流呢？大家桌上一个仪器，叫做灵敏电流计。它可以测出很小的电流。（3）实验中产生的感应电流非常小，为了便于观察示数，应选用大量程还

6、是小量程？我们选go这个量程。（4）操作之前电流的方向你能确定吗？ 所以灵敏电流计指针在中间，即使电流“负进正出”，也没关系，指针向左偏转。而我们这节课主要研究怎么产生感应电流，所以，你重点只要观察指针是否偏转。只要灵敏电流计指针偏转，就说明有感应电流。学生活动思考并回答老师所提问题。设计意图在问题中知道产生感应电流的前提，了解灵敏电流计构造和实验所要观察的现象。教师活动师：下面开始动手做实验， 把你的操作，以及观察到的现象填入空格中。学生活动学生动手实验，简述他们的操作步骤及观察到的现象，并发现只有磁铁运动，才能产生感应电流。设计意图给学生足够的自主空间，并不拘泥于限定的操作步骤。教师活动师

7、：普通的铁棒在线圈周围运动，会不会有感应电流？磁铁和铁棒的区别在哪？进一步思考：（1）条形磁铁周围的磁场有什么特征？（2）你能用磁感线大致画出来吗？（3）磁感线是均匀分布的吗？（4）磁铁插入线圈过程中，线圈中的磁感线是否发生变化？（5）你能否画出来？(flash)（6）磁感线疏密程度表示什么？（7）磁体与线圈相对静止，会产生感应电流吗?为什么？nsns磁铁靠近学生活动思考并回答老师所提问题,画出磁感线分布。设计意图化抽象为形象，逐步引导学生联想到是线圈中的磁场发生变化产生感应电流。过渡师：那反过来，是不是一定要磁体与线圈相对运动才能产生感应电流呢？ 实验二 模仿法拉第的实验 教师活动 师：线圈

8、a，与电源、开关、滑动变阻器，通过导线组成闭合回路（台上展示给学生看）。当接通开关时，小线圈a通过电流，相当于是一个（条形磁铁），中间的铁芯是用来增加电磁铁磁场的磁感应强度的。大线圈b两端连到灵敏电流计上（台上展示给学生看，并用动画让学生看得清楚）。现在把a放在b中，使它们始终保持静止。你能否使大线圈b中产生感应电流？怎么操作？（提醒学生观察灵敏电流计，不要错过每一个瞬间）学生活动先个别回答，然后请代表上台操作。设计意图让学生进行操作，增加了实验的广度，学生在操作中，发现问题，记录现象，创设良好的探究情境。教师活动 师：思考这样几个问题：（1）产生的电流是否持续？（2）也就是说，产生感应电流必

9、须要在合上开关、移动滑动变阻器、断开开关这些过程中，那么这些过程中a线圈中什么发生了变化才使b线圈中产生了感应电流？（3）你能定性画出线圈a电流变大过程中磁感线的变化吗？（4）磁感线的疏密程度表示什么物理量的大小？aaa线圈电流变大a线圈电流变大bb学生活动思考并回答老师所提问题，画出磁感线分布。设计意图化抽象为形象，逐步引导学生思考产生感应电流的原因。教师活动师：（由两个实验归纳总结）那看来线圈中磁感应强度b的变化会产生感应电流。过渡师：产生感应电流的条件，真的一定是磁感应强度b发生变化吗？实验三 “切割”实验教师活动师：回忆初中的“切割”实验。导体棒和灵敏电流表组成闭合回路，马蹄形磁铁，中

10、间空间的磁感线：n极到s极，可以认为是匀强磁场（将桌上仪器展示给学生看）。大家先猜想：导体棒在磁场中左右运动，会不会产生感应电流？学生活动回忆切割磁感线的情境，做出猜想。 设计意图让学生先做出猜想，再验证，体会探究过程。教师活动（导体棒左右运动切割磁感线）师：思考这样几个问题：（1）观察到导体棒位置发生了变化，产生了感应电流，这个观点是否同意？（2）是不是导体棒位置发生了变化，一定就会产生感应电流？能否举出反例？（上下运动、前后运动，没有切割磁感线，无感应电流。）（3）位置的变化要引起什么变化才能产生感应电流？（4）如果周围空间不存在磁场，还会产生感应电流吗？这个面积应该具体指什么？学生活动猜

11、想、思考、并回答老师所提问题。设计意图不断产生认知冲突，启发他们积极思考。加深对初中“切割”的理解，为总结感应电流的产生条件做铺垫。过渡师：那么在导体棒切割的过程中磁感应强度b发生变化了吗？三、归纳总结教师活动今天我们做了三个实验，如果磁感应强度b发生变化是产生感应电流的条件，那就不能解释初中的“切割”实验。如果闭合回路在磁场中的面积发生变化，是产生感应电流的条件，也不能解释我们今天做的两个实验。那接下来大家就考虑，尽管产生感应电流的方式是不同的，但是不是产生感应电流应该具有相同的条件？在物理学中，有一种简洁、和谐之美，我们在高一的学习中知道，宏观、低俗运动的物体，尽管他们的运动是纷繁复杂的，

12、但是都可以用一种形式上非常简单的牛顿第二定律来解释物体运动状态的变化。所以是不是你们也应该坚信，各种产生感应电流的方式不同，但条件是一样的！那么接下来的时间里，你们小组就开始讨论，看一看是不是不同方式下产生的感应电流的条件是相同的。我们的探究就局限于这三个实验。好，现在就开始交流，过会我们班上集体交流。同学们现在要做的工作就是从不同里面找相同，从无序当中找有序。大家就围绕这个思路，看看这三个实验产生感应电流有没有一个共同的地方？学生活动小组讨论，寻找三个实验的共同点，并发表观点。设计意图通过小组讨论的方式，找出三个实验的共同特征。教师活动师：同学们谈到了一个共同点，这个共同点就是磁感线条数。那

13、么大家在前面的学习当中，有没有学过这样一个物理量，如果磁感线的条数发生变化，这个物理量的大小就会发生变化！学生活动回忆磁通量的概念。教师活动师：那么也就是磁通量的变化产生感应电流？你们的观点一定正确吗？那还需要验证。其实今天这个结论，其实是在法拉第发现电磁感应之后通过长期的实践检验得到的。所以我们说，闭合回路中磁通量发生变化，这就是我们今天要探究的条件。设计意图完成课标中“通过实验，理解感应电流的产生条件”要求，通过实验，自己归纳，加深对所学知识理解。三、练习巩固设计意图：加深对所学知识理解。例1、如图，在磁场中有一个闭合弹簧线圈，先用手把线圈撑开，然后放手让线圈收缩，线圈收缩时，其中是否产生

14、感应电流？为什么？例2、如图，匀强磁场中有一个闭合线圈垂直于磁感线，当线圈上下运动时，是否会在线圈中引起感应电流？当线圈左右运动时，是否会在线圈中引起感应电流？为什么？例3、电磁感应说法中正确的是（ ）a、只要导线做切割磁感线运动，导线中就产生感应电流.b、只要闭合金属线圈在磁场中运动，线圈中就产生感应电流.c、闭合金属线圈放在磁场中，只要磁感应强度发生变化，线圈中就产生感应电流.d、闭合导体线圈放在磁场中，只要磁通量发生变化，线圈中就产生感应电流.四、联系生活教师活动师：法拉第发现电磁感应之后，极大地推动了人类社会的发展，今天，我们正在享受法拉第给我们带来的恩惠。演示手摇式发电机和简单变压器（两捆导线，一捆接交流电，另一捆接导线，两者靠近，小灯泡发光）。如果没有发电机，没有交流电，也没有变压器，大家可以想象一下，今天我们的生活会是什么样？我想，可能会回到法拉第年轻的时代。所以法拉第很了不起。正如爱因斯坦所说：法拉第是最伟大的物理学家之一