电磁感应现象教学设计

1、电磁感应现象教材分析与学情分析电磁感应现象是电学部分的重点也是难点。是本章后期学习的基础，尤其是为法拉第电磁感应定律和楞次定律的学习提供了铺垫。电磁感应现象的发现不仅在科学和实践上具有重要意义，而且其指导思想以及发现过程中表现出的科学态度与意志力对学生有重要的启迪与 和教育，这些在教学中应有意识地加以体现。学生初中的“切割说”在思维中是根深蒂固， 从“切割说”向“磁变说”转变是本节的难点。学生在初中已经学过“电磁感应现象”，但还较为粗浅，只知道产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线；学生通过上一章磁场的学习知道条形磁铁，确形磁铁、通电直导线、通电螺线管的磁感线分布；知道磁通

2、量的概念及磁通量的相关因素； 具有一定的观察、想象、比较、分析、概括能力，会运用逆向思考、形象化、转换研究对象 等策略，一定的作图、连线的技能。教学流程创设情景-引起学生思考-教师对有关知识简单介绍和引导-学生开始实验探究-阅读自学和分组讨论f总结得出物理规律f设计实验f小结教学目标1、知识目标(1)理解什么是电磁感应现象；(2)引导学生通过实验探索，归纳出感应电流的产生条件。2、能力目标(1)使学生学会如何从众多的个性中发现共性，再从共性中理解个性。(2)通过演示和学生设计实验，培植学生的科学兴趣，培养学生的创新意识和创新能力， 实验动手能力以及对现象的概括归纳能力。3、情感目标(1)使学生

3、进一步形成自然界的事物不是独立存在的，而是密切互相联系的辩证唯物主义观点；正确理解个性与共性的辩证关系。(2)通过对法拉第发现电磁感应现象物理学史的介绍，培养学生热爱科学，献身科学，努力探索的精神和高尚品德情操。激发学生树立为人类进步而努力学习的思想教学重点通过学生实验探究，使学生得出电磁感应发生的条件教学难点实现从“切割说”到“磁变说”的认识转变。教学方法启发式教学法教学准备多媒体设备一套，自制辅助教学课件演示实验：灵敏电流计，蹄形磁铁，自制线框一只，长导体棒一根，导线若干。学生分组实验：灵敏电流计，滑动变阻器，条形磁铁，原副线圈一套，干电池一节，电 键一只。教学过程一、课题引入教师：（课件

4、播放）1975年一位实验科学家，电磁学的奠基人在 伦敦的Newing tony 诞生了，他是一位铁匠的儿子，由于家境 贫困，13岁就在一家书店的装订厂做童工。苦熬了 7年，20岁 时才当上一名正式的装订工。工作使他懂得了 “书籍就是知识 的源泉”，他经常利用装订书籍、杂志的机会，如饥似渴地进行阅读，并用省吃俭用节省下来的钱购买实验用品，在简陋的小屋里试做书上的实验。他特别喜欢听皇家学院著名化学家戴维的报告。追求科学的热情，使他大胆地给戴维写了一封信， 并寄上他整理的报告笔记，请求戴维收他做助手。 当一本本装订精美、 有条有理的笔记呈现在戴维面前时，他为这位年轻人的决心感动了。1813年在他22

5、岁时终于当上了戴维的助手。同学们，大家知道这位物理学家的名字吗？他就是19世纪最伟大的科学家之一，34岁就晋升为皇家学院院长的法拉弟。法拉弟从34岁开始从事电磁学的研究，经过近十年的艰苦努力，终于发现了 “利用磁场产生电流的现象”。这节课我们要重走科学家之路，探求感应电流的条件。（通过对法拉第生平及发现电磁感应现象的过程及其坚忍不拔的意志的介绍，激发学生的求知欲，培养学生热爱科学，献身科学，勇于探求的精神和高尚品德情操。）二、创设情景、提问设疑教师：电流能否产生磁场？学生：能，奥斯特实验。（动画演示）教师：那磁场能否产生电流呢？怎样才能产生呢？学生：闭合电路的一部分导体切割磁感线可产生感应电流

6、。 教师：好！我们现在就进行验证，是规律总可以反复验证。 演示实验：薪形磁铁，灵敏电流计，导线，长导体棒。（1）用导线切割磁感线，指针不动；结论：感应电流没有或很小。（2）经讨论改变实验仪器用线圈代替长导体棒。指针偏转； 结论：感应电流存在。还有别的教师：前面的实验使我们知道闭合回路的一部分导体切割磁感线能产生感应电流,还有别的办法吗？非切割不行吗?（学生讨论） 学生：可以，用线圈与条形磁铁。（从熟悉的现象中中提出问题，引起思维的撞击，设疑激趣，引导学生“主动发现”）三、学生实验、合作探究教师：好！接下来请同学们利用桌上的仪器，进行实验。（教师给予学生充分的时间思考，小组讨论，尽可能让学生发散

7、性思考。然后引导学生两人一组做实验探索，教师巡回检查，并发放给学生投影胶片， 让学生画实验原理图， 为有目的地 抽查学生作好准备。）学生分组实验：大副线圈，灵敏电流计，条形磁铁，导线。现象：指针偏转。结论：条形磁铁插入过程、拔出过程有感应电流产生。磁铁不动无感应电流。学生汇报：在学生实验基本完成时教师抽查一组，并请这一组学生代表投影实验原理图并汇报实验的做法。教师：此过程中绕成线圈的导线有无切割磁感线。学生：（意见不统一）学生：有切割。教师：本实验与上一实验有无不同呢？（学生讨论）教师：本实验中穿过线圈的磁感线条数（磁通量）有无变化，怎样变化？学生：有，插入过程磁通量增大；不动磁通量不变；拔出

8、过程磁通量减少。教师：那么我们可以大胆猜想：只要引起闭合线圈中的磁通量发生变化，用不着切割， 也能 产生感应电流。教师：你能想出不切割磁感线而通过改变磁通量产生感应电流的方法吗?学生：（反映强烈）能！教师：好！同学们再利用桌上提供的仪器进行自己设计的实验。学生分组实验：灵敏电流计，滑动变阻器，原副线圈一套, 干电池一节，电键一只，导线若干。（提问学生设计的实验及发现的现象，）学生汇报：在学生实验基本完成时教师抽查一组，并请这一组学生代表投影实验原理图并汇报实验的做法。（这是一个实验探究过程，学生自主设计实验方案，展开讨论，完善设计，深化思维；对个别有困难的学生，进行个别指导，尽可能自行设计，让

9、学生体验科学探索的艰辛，同时也尝到成功的喜悦。）四、总结、提高、再探究总结：附：表操作方法磁通量感应电流结论通电键闭合增加有产生感应电流电电流稳定不变无的条件：滑动变阻器增（减）有穿过闭合电路触片移动的磁通里发生线电键断开减少有变化圈通电线圈插入增加有通电线圈拔出减少有（启发学生由表格中的不同情况中找出共同点一一在个性中寻求共性，最后得到电磁感应现象的条件，）（再探究）教师：现有一自制线框，灵敏电流计，条形磁铁。我们可以通过什么方式在线框中产生感应电流。（学生讨论，汇报方案，论证，再让学生上台演示，进一步体会感应电流产生的条件，让学生亲手验证，获得成功的喜悦。） TOC o 1-5 h z （

10、这一过程让学生的思维模式向科学的思维模式顺应，使学生从中受到科学方法的教育，如归纳法、列表法、比较法等，并使学生在心理、态度、情感等非智力因素得到潜移默化的影响，从中获得经验，培养了能力，增长了才干。尤其是学生在总结出产生感应电流条件后，引导学生对条件进行应用时， 让学生再探究进一步进行发散思维训练，既巩固了本堂的内容，又对学生的思维进行了有效的训练。）课堂练习:（媒体展示）例1:如图，处在磁场中的可形变的线圈怎样运动或变化，线圈I1中才能产生感应电流。讨论得：能产生感应电流的有：（1）从磁场中拉出，（2）转动使磁通量发生变化，（3）使线圈面积发生变化，不能产生感应电流的有：在磁场中平动,绕平

11、行于磁感线的轴转动,例2:如图，处在通电直导线产生的磁场中的矩形线框应怎样运 动，线框中才能产生感应电流。通过电脑空间分析总结得：线框上下平动，无感应电流；线框左右平动，有感应电流；线框以导线为轴转动，无感应电流；线框以ab,cd,bc,ad 为轴转动，有感应电流；（这一过程通过媒体的展示，学生的分析、讨论、总结达到训练的目的，进一步巩固了感应电流产生的条件这一结论，培养了学生分析、解决问题的能力，创造能力。体现了“以学生发展为本”的理念）作业:1、实验研究上面的每一种情况时，我们都要强调电路要闭合，为什么？如果不闭合，能不能从电流计上观察到电流？如果电路不闭合，是不是就不发生电磁感应现象？2

12、、问题与练习：（1）、（2）、（3）、（4）。3、课后探究：法拉第坚信力的统一和转化的思想，发现了电磁感应现象，你能否谈谈在电 磁感应现象中能量的转化是怎样的？教学后记这节课通过抓住知识的形成过程，积极引导学生主动探究，让学生参与观察、实验、分析、讨论、思考、应用等多项活动，大大激发了学生的积极性与创造性，增强了学生的主体 作用，培养观察能力、实验能力，体验科学探究的过程与方法，激励学生勇于探索新知，同 时感受科学探究的艰辛。 探究式课堂教学活动能让学生牢记探究的方法，养成自主探究的习惯，把学习探究变成自己生活的乐趣。太原市55中高中物理组张博电磁振荡的教案示例（之一）、教学目标.理解LC回路

13、中产生振荡电流的过程.了解电容器的充电、 放电作用及电感阻碍电流变化的作用.会分析振荡电流变化过程中，电场能和磁场能的相互转化的规律，并会分析振荡电流在一个周期变化过程中， 电容器上电荷 的变化情况及电感线圈中电流的大小和方向的变化情况.知道阻尼振荡和无阻尼振荡的区别，以及振幅减小的原因.通过观察演示实验，概括出电磁振荡等概念，培养学生的 观察能力、类比推理能力，以及理解和概括能力.、重点、难点分析.先通过观察演示实验，总结得到几个基本概念：振荡电路， 振荡电流，电磁振荡现象等.这部分知识，基本概念很抽象，研究 对象多是看不见摸不着的电磁场及其运动，理解起来也较为困难， 所以做好演示实验是关键

14、，再辅以类比推理和生动的比喻、描述， 能增强可接受性. LC回路产生电磁振荡是本章本单元的重点，也是难点.电 磁振荡产生的物理过程较为抽象，所以重点应放在电路中电场能和 磁场能的相互转化上；分析指出何时电场能转化为磁场能， 何时磁 场能转化为电场能；何时电场能最大，何时磁场能最大.与之对应 的也要指出电路里电流何时最大，何时为零.其次还要明确电场能和磁场能相互转化的条件是电感线圈的 自感电动势的作用和电容器的充放电作用. 为了增强可理解性，此 处可借助于单摆或弹簧振子的简谐运动来类比、 形容电磁振荡过程 中能量的转化情况.三、教具. LC振荡电路演示仪（含晶体管振荡器）等.大屏幕示波器（用于观

15、察振荡电流的波形）.如有条件，可用计算机和彩显，使用三维动画软件，模拟 LC电路中的振荡过程.四、主要教学过程（一）引入新课无线电广播、电视、人造卫星、导弹、宇宙飞船等，传递信息 和跟地面的联系都要利用电磁波.现代社会的各个部门，几乎都离不开“电磁波”，可以说 “电”作为现代文明的标志，“电磁波”就是现代文明的神经中 枢，或者叫现代化的代名词.那么，电磁波是什么？它是怎样产生的？就要从电磁振荡开始 学习.（二）主要教学过程设计.电磁振荡.（1）观察演示实验.简介仪器：电磁振荡示教板，电感 L、电容C;另附晶体管振 荡器，市售40V干电池（可延长电流表指针往复摆动时间，达十 几次以上）.连接成如

16、图1所示电路.演示操作：先用40V电源（用6V电源也可）给电容C充电, 若将开关S拨到a端.提出问题：将会发生什么现象？它说明了什么？引导启发同学边看边想，电流表G指针为什么摆动？往复摆动 说明通过G的电流有什么特点？在同学回答的基础上，总结得出几个概念：像这样产生的大小和方向交替变化的电流叫做振荡电流，能产生振荡电流的电路叫振荡电路，上面的 LC回路叫LC振荡电路.上述实验中，为什么电流表G指针往复摆动的幅度越来越小？ 如果LC回路中无电阻，也没有其它形式的能量损失，则电流表的 指针将一直摆动下去，可是实际中总有能量损失，要维持 LC回路 中一直有振荡电流，可借助于一种晶体管振荡器，不断地补

17、充能 量.然后接上振荡器，再观察现象：最后，再将振荡电流信号取出， 接在示波器上观察波形后，指出振荡电流是一种什么性质的电流？ 有何特点？它是怎样产生的？总结指出，振荡电流实质上就是前边 学过的交流电，它也按正弦规律变化.下面研究它的产生过程.（2）电磁振荡的产生过程（可结合画图或投影幻灯，启发思 考进行分析讲解）.给电容C充电一如图2所示，电容器中储存一定的电场能（E图士图多电容C放电如图3所示，电场能转化为磁场能：C上带 电量、电场能（电压）逐渐减小（降低），电路中的电流、磁场能 则逐渐增大，请同学们想一下这样转化的条件是什么？为什么是“逐渐”的？随后指出这是由于电容器 C的放电作用（两极

18、板上 正、负电荷的吸引作用）和电感 L中电流变化时产生的自感电动 势的“阻碍”作用所至.当C放电完了时，如图4所示（电场能 为零,Qc=0, Uc=0）,磁场能达到最大（与之对应的振荡电流也 达到最大Im）.静I图5反向充电过程，如图5所示，是磁场能转化为电场能的过程， C放电完了时，由于L的自感作用，电路中移动的电荷不能立即停 止运动，仍保持原方向流动，经 C反向充电，同理则有i减小，E 磁减小，而E电增大（Qc, Uc也随之增大）.直到E磁（i）减为零， E电（Qc, Uc）增为最大，如图6所示.电容C再次反向放电过程，一一如图7所示，同理可知E电 （Qc, Uc）减小，直到为零，E磁（i

19、）增大，直到最大（Im）如图 8所示.如此下去，回路中就产生了振荡电流.归纳总结指出：像上述情况，电路中的电场能和磁场能（与之对应的电荷Q和 电流i）做周期性交替变化的现象叫做电磁振荡现象，微观实质是 导线中的电子在其平衡位置附近做简谐运动.无阻尼振荡和阻尼振荡.（1）振荡电路中，若没有能量损耗，则振荡电流的振幅（Im） 将不变，如图9所示，叫做无阻尼振荡（或等幅振荡）.（2）阻尼振荡.任何振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡 电流i的振幅逐渐减小，如图10所示，这叫做阻尼振荡（或叫减 幅振荡）.请同学们想一下：电路损耗的能量哪里去了？如果用振荡器周期性地给振荡电路补充能量，就可以保持等幅振荡，这类似于受迫振动.复习巩固（视实际情况，可选一种或二种）用示波器观察上述两种电磁振荡中振荡电流的波形；用计算机和三维动画软件模拟电磁振荡的产生过程.（三）课堂小结（视实际情况可适当删减）.电磁振荡抽象，过程复杂，难以理解，要抓住问题的本质、 关键，即电场能和磁场能交替转化.为便于接受，可借助于以前学 过的简谐运动和电磁感应的相关知识，类比分析加深对新知识的准 确理解，LC振荡电路中的电磁振荡的过程等，可以形象地用弹簧 振子或单摆做简谐运动的相似性类比.