磁生电的探索教学设计

磁生电的探索》教学设计授课人：苏碧贤授课班级：高二2班时间：___10.30 地点：物理实验室教学内容本节是《普通高中物理课程标准》（司南版）选修1-1的第四章第一节。本节内容主要是了解磁生电发现的过程，通过实验得出磁生电的条件，最后讨论磁生电理论与实践意义及其在日常生活与生产中的应用。本节课为第一课时，主要完成前两项内容。设计理念与设计思路本节课内容主要是先了解磁生电发现的过程，再实验揭开磁生电的奥秘。本节课把重点放在后一项，在教材处理问题中，引入课题后，简单介绍磁生电发现的过程，这部分内容有所压缩。没有介绍的内容让学生课后自己阅读，并布置课后上网查询相关资料，进一步了解磁生电发现的过程。学情与教材分析学生在初中学过电磁现象，前面学过了电场、磁场的知识。已知道了电流的磁效应及磁现象的电本质。教材基于物理科学研究中的对称思想，既然“电能生磁”，那么，“磁能生电”吗？科学家从而开始了“磁生电”的探索，引入对科学家探索过程的历史回顾，再用实验得出磁生电的条件。教学重点和难点：教材重点：实验探索磁生电现象及磁生电产生的条件。难点：利用磁通量的变化来解释磁生电的条件。教学目标1．知识与技能目标①了解磁生电发现的历史过程②知道电磁感应现象及电磁感应现象产生的条件。2．过程与方法目标通过学习，体会对称思想和科学猜想在物理学发展中的重要性。通过实验，培养学生的观察能力，科学探究能力。3．情感、态度、价值观目标体会人类探索自然规律的科学态度与科学精神领会自然界的奇妙和谐，发展对科学的好奇心和求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然的艰辛与喜悦。教学准备（教、学具）线圈，电流计，条形磁铁，蹄形磁铁，螺线管教学过程设计引入：展示大自然中对称美的图片，让学生感叹大自然的神奇与和谐。引入物理学的研究中可运用对称的思想提出问题：电能生磁，那么磁能生电吗？一、 历史的回顾（简单介绍）1．奥斯特发现了电流的磁效应，揭开了关于电和磁之间联系的研究序幕，普遍引起了这种对称的思考：能不能用磁体使导线中产生出电流？2．菲涅耳（，1788—1827，法国物理学家）的贡献：在奥斯特公布他的发现不久，菲涅耳就宣称他把磁铁放在螺旋线圈里，能够成功地由磁产生出电。但是当其他科学家按照这样做时，却没能产生出电，但是菲涅耳的这一发现却启发了安培于1821年着手于这一方面的探索。安培（A.M.Ampere,1775—1836），法国学家安培设计了这样一个实验：他将一个多匝线圈固定在竖直平面上，在这个线圈的内部的同一竖直平面悬挂一个可以转动的闭合线圈。他设想，当固定线圈中通以强电流时，悬挂的闭合线圈中也会产生某种电流而出现磁性；这时如果用一个强磁铁接近它，就会使中间的可动线圈转动起来。由于他只是在稳态情况下进行实验，所以未能探测到这种现象。科拉顿（，1802—1892）：瑞士物理学家科拉顿将一块磁铁在线圈中移动，试图在螺线管中产生出电流。为避免磁铁对电流计的指针产生影响，他用一根很长的导线把螺线管和电流计连接起来，并把电流计放在隔壁的房间里。实验时，他将磁铁分别插入和拔出螺线管，然后再跑到隔壁房间观察电流计的摆动情况。但不管他跑的多快，始终没有看到电流计的偏转。法拉第（M.Farad1791—1867）英国物理学家法拉第自1821年就开始了磁生电的研究，他用强磁铁靠近闭合线圈，想在闭合线圈中产生出电流，均遭到失败，但他毫不气馁，仍然坚定地进行各种实验，经过无数次的试验，终于于1831年发现了磁生电的现象。二、磁生电的实验探索实验1没有电池也能产生电流［教师演示，引导学生观察实验结果］导线与电流计连接，让导线在蹄形磁铁中左右运动，观察电流计指针有没有现象：指针偏转结论：磁铁不动，闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时能产生电流。提出问题：如果导体不动，磁场发生改变，能否产生电流呢？［学情预测：学生回答能或不能的都有，教师先不解答，引入实验2］实验2：观察条形磁铁插入或拔出螺线管时电流计指针的偏转情况［引导学生动手做实验，并填下表］判断磁铁运动时产生电流的情况：N极插入时N极拔出时S极插入时S极拔出时磁铁不动时电流现象：(1)在条形磁铁插入或拔出螺线管的瞬间，电流计指针发生偏转(2)条形磁铁在螺线管中保持不动时，电流计指针不发生偏转现象解释：条形磁铁插入或拔出螺线管，实际上是使通过螺线管的磁通量发生变化。［知识链接：复习磁通量定义，穿过磁场中某一面积的磁感线条数叫做穿过该面积的磁通量,®=BS磁通量的变化：一段时间内始、末两时刻的磁通量之差，A0=02-叫条形磁铁的磁感线分布是一定的，不随磁铁的运动而改变，但穿过螺线管的磁感线的条数发生变化］引导学生分析和判断磁铁运动时磁通量的变化情况N极插入时N极拔出时S极插入时S极拔出时磁铁不动时穿过螺线管的磁通量增大减小增大减小不变电流有有有有没有结论：当穿过闭合回路中的磁通量发生变化时，该回路中就有电流产生。总结：1．磁生电的条件：穿过闭合回路中的磁通量发生变化时，该回路中就有电流产生2．电磁感应现象：因磁通量变化而产生电流的现象叫做电磁感应现象3．感应电流：电磁感应现象中所产生的电流叫感应电流。三、布置作业：1．利用课外时间查找有关电磁感应发现过程的资料2.课本P72/1—3高中物理课堂教学教案授课教师：

§磁生电的探索教材分析教材分析教

学

目

标教学

重

占八、、、难二维目标（一） 知识与技能（1） 掌握磁通量的定义及意义，会在具体实例中判断磁通量的变化。（2） 了解电磁感应现象。（3） 知道感应电流产生的条件（二） 过程与方法（1） 用实验的方法获得产生感应电流的条件。（2） 由感性到理性，由具体到抽象的认识方法分析出产生感应电流的条件（三） 情感、态度与价值观体验实验操作的乐趣，提高观察、分析、归纳问题的能力。养成探究物理规律的良好习惯，提高自教学重点：1、 判断磁通量的变化2、 感应电流产生的条件教学难点：能在具体实例中判断闭合回路中磁通量的变化占八、、教1、查阅资料，与同学交流讨论电磁感应现象的探索历程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。学2、学生分组实验，通过感应电流产生条件的探究，认识到猜想与假设的重要性。方3、探究教学过程中，能和同学们进行交流、分析、讨论，得出自己的结论。法4、PPT展示情景1.放映PPT设问1.用PPT,构成情景，引出问题，电是怎样产生的呢？你知道吗，最初让这个世界真正充满“电”的，只是一些不起眼的磁铁、线圈等。英国物理学家法拉第就是利用这些材料打开了电气时代的大门。诱思一一激发学生的求知欲望。一、磁生电的探索历程师：在初中、高中我们都学习了奥斯特实验。让我们来回顾一下这个实验。（边演示边叙述）1820年4月的一天，奥斯特在大学讲课结束时，偶然将通电直导线放在南北指向的小磁针上方，这时，奇怪的现象发生了。（课件演示）小磁针发生了偏转，奥斯特愣住了。一个小小的磁针的偏转，诞生了一个伟大的发现。问：（1）同学们能告诉我这个现象说明了什么？生：通电导线周围产生了磁场，“电一磁”。问：（2）如果你处在奥斯特时代，当你得知“电一磁”时（电能生磁），你会有什么新的猜想？生：“磁一电”，（磁能生电）吗？教学过程师：是的。自然界无处不存在对称美，当奥斯特发现电流的磁效应后，在科学界引起迅速热烈的反响。很多科学家对此进行了大量的实验和探索、法国物理学家菲涅尔、法国物理学家安培、瑞士物理学家科拉顿、美国科学家亨利以及英国物理学家法拉第等。（放映法拉第简介）法拉第经过10年的坚持不懈的努力，1831年获得了重大突破，发现了利用磁场产生电流的条件，今天咱们就重复法拉第所研究过的实验现象从中找到产生感应电流的条件并体会一下研究自然规律的一种方法，那就是实验加科学思维。教学过程二、探索产生感应电流的条件师：下面咱们来探索产生感应电流的条件：要想实现“磁一电”首先得有磁，这里有条形磁铁和U形磁铁。要想形成电流就必须具备回路，这是线圈，要观察是否生成电流可在闭合回路中接入灵敏电流计来检验。（电流计指针偏转说明有电流流过，不偏转则说明没有产生电流）。师：下面就请同学们用你们桌上的器材（结合初中学过的实验）来寻找一下“磁一电”？你能找到几种方法？（PPT放映实验的线路图）刚才我观察了一下同学们设计的方案有这两种，我们先来分析方案1（图1）中，要产生感应电流（指针偏转）的方法是什么？请同学分组实验。师：将单导线上下运动，左右运动，导线不动，磁场上下移动，左右移动。磁场与单导线一起运动。几个过程后问学生：哪些操作中有电流？不同的操作都会得到电流，那么得到电流的条件是什么？生：闭合电路切割磁感线运动就会产生感应电流。

师：是闭合电路的整个线路全部切割吗？生：（观察后）是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动。师：回答得很好。那么在图2这一设计图中，要怎样才能产生感应电流呢？生：让条形磁铁拔出或插入螺线管时，产生感应电流。师：此时产生感应电流的条件和图1中是因为闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动这一条件 相符吗？生：相符，将磁铁插入或拔出螺线管时，组成螺线管的导线切割磁感线，闭合回路中有电流产生。师：回答得很好！那么，不切割磁感线能不能产生电流呢？生：学生思考有困难，便不由自主地讨论。师：除了磁体能产生磁场外，还有什么也能产生磁场？生：通电导线周围。师：对，通电螺线管产生的磁场与那种磁铁产生的磁场很像？生：条形磁铁。师：很好，我们能否用通电螺线管来代替条形磁铁，通过改变通电螺线管的电流从而改变其产生的磁场，看是否能产生感应电流？教学过程PPT给出的实验的电路示意图）教学过程图3师：图中有几个回路？各有什么作用？生：两个回路。小线圈所在回路是用来产生磁场的。大线圈与电流计相连的回路是用来检验是否产生感应电流的。师：回答得很好，那么请把你桌箱里的电池组、滑动变阻器和小线圈拿出来自己做一做，探究一下，图3这一种方式，看看导体不切割磁感线要如何才能产生电流？师生：Q闭合开关瞬间是否有感应电流产生。Q断开瞬间是否有感应电流产生。Q移动滑动变阻器触头瞬间是否有感应电流产生。Q闭合电路稳定后，不改变电阻是否有电流。QQQ操作中有感应电流，Q中无感应电流。师：上述操作中既没有作切割磁感线，又没有让磁场与作相对运动，怎么也会产生感生电流呢？生：闭合K瞬间，小线圈中突然产生了磁场。大线圈中的磁场从无到有，即磁场变了所以产生了感应电流。断开K瞬间，小线圈中产生的磁场从有到无，则大线圈中磁场从有到无，即磁场也发生了变化，所以有感应电流。移动滑线变阻器过程中，小线圈的电流发生变化,其对应磁场发生变化，则大线圈中磁场发生变化，闭合回路产生了感应电流。第Q步尽管大线圈中有磁场但磁场不变化，因而没有感应电流。师：好！大家在分析时都谈到了磁场变化，描述磁场一般用磁感线来描述，而垂直穿过某一面积的磁感线条数叫做磁通量，那么如果用磁通量来描述产生感应电流的条件，应该怎样描述呢？生：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就会产生感应电流。

师：这个结论是不是本质结论，看用它能不能解释前两个实验。（计算机放映模拟切割磁感线的实验）生：单导线和磁场作相对运动时，穿过闭合回路中的磁感线条数在变化，也就是磁通量在变化，所以产生了感应电流。师：分析得很好！能解释第二个实验吗？生：条形磁铁插入线圈过程中，线圈中的磁通量增多了，拔出时线圈中的磁通量减少了，所以有感应电流。磁铁在线圈中不动，尽管穿过线圈中有磁通量但是磁通量不发生变化，所以无感应电流。它们一起运动时，磁通量不变，所以也无感应电流。师：好！用这个结论又圆满解释了第二个实验。看来这个结论太妙了，它能全面解释产生感应电流的原因是穿过闭合电路的磁通量发生变化，它里面那几点应该特别引起注意呢？生:闭合、变化。师：全面看应注意三点：Q穿过，Q闭合，Q变化。PPT放映，那个图有电流I.E83J-8所示的匀强啟场中宥•个題形闭合导线摧’程下列此郴榊况Q线框中是否（i）保持裁框平而變易敲恵线垂直*线框在懸场中上下运动（图⑴保持绒捱平面始靈用磴感戦垂直、綴僭在磁场中左右运前倜乙）"（3）战框境釉线转动（图丙h生：甲，乙两个图没有，丙图有师：乙图中也有切割磁