高中物理-电磁感应现象及其应用教学设计学情分析教材分析课后反思

《电磁感应现象及其应用》教学设计

【教学分析】

1.教材分析

1.承前启后的作用

本节课内容是在学习了磁场及其描述的基础上学习的，学生对于磁场

和磁感线的概念有了清晰的认识，对于常见的典型磁场(条形磁铁、

蹄形磁铁、通电直导线、通电圆环、通电螺线管和地磁场)的磁感线

分布已经熟练掌握。在初中简单涉猎过于本节课相关的知识，经过与

初中老师的交流，已经确认学生基本理解了感应电流的概念，感应电

流产生的条件是：〃部分导体棒切割磁感线〃。所以，这节课的学习既

是对前面所学知识的复习、运用和深化与完善，又是为后面选择性必

修二的学习做好了铺垫。

2.学习目标

(1)知道磁通量的概念，掌握磁通量的计算方法。

(2)学会用实验探究感应电流产生的条件，掌握电磁感应现象。

(3)了解电磁感应现象在生活实际中的应用。

3.学习重点

(1)磁通量的计算方法

(2)感应电流产生的条件

4.学习难点

(1)磁通量概念的理解

(2)磁通量的变化量的计算

5.课时设置

本节课的内容设置为两课时。本视频课为第一课时，课型为新授课。

另外一个课时为复习课。

2.学情分析

1.学生的生活经验

在2017年12月底，济南建成了全球第一条"超级公路”，未来

电动汽车可以边跑边充电。这一则爆炸性的新闻在当年引起了很大的

轰动，至今在学生的脑海当中仍然有清晰的印象。提起这件事情与本

节课学习的内容有关，学生的学习兴趣一下子就被激发出来了。

光（«8面是什么?怎么这么牛?

在考试的时候，监考老师会拿着金属探测仪对考生进行全面扫面,

每当遇到金属部件时就会发出明显的预警声；工人师傅可以拿着下图

所示的工具就可以在不剪开导线的情况下就可以测出导线中的电流

来.现实生活中，学生的身边有着很多很多与电磁感应有关的例子。

为本节课的学习提供了很多素材。

这些生动的素材既可以激发学生的兴趣，让学生带着问题进行学

习，大大提升学习效果，又可以帮助学生灵活运用学习的知识解释生

活中的现象，解决生活中遇到的问题。

2.学生的知识储备

学生在初中已经简单了解了电磁感应现象，对感应电流的产生有

了基本认识。经过与初中物理老师的交流，确认学生对感应电流产生

条件的认识为：〃部分导体棒切割磁感线〃，所以本节课的设计也是以

这个为出发点，基于学生的认真水平，层层设问。在上一节的学习过

程中，学生已经对常见的典型磁场有了清晰的认识，对于突破磁通量

的计算和判断磁通量是否变化奠定了扎实的理论基础。

3.学生的实验素养

本节课采用的实验仪器都是学生日常使用较多的仪器。使用这些仪器

完成相关的实验任务对于学生来讲并不会存在较大问题。尽管如此,

影响实验效果的因素有很多，还是要提醒学生在实验失败时注意反思

存在的问题，检查电路连接是否正确，检查电路连接的位置接触是否

良好。

【教学方法及手段】

1.复习法。通过复习前面所学的知识，帮助学生在预习的过程当中，

解决电磁感应现象的基本概念。通过提问初中学过的感应电流的产生

条件，让学生带着问题进行本节课的学习。

2.练习法。通过对点练清，及时地对所学习的知识进行复习和巩固,

保证课堂学习的效果。

3.实验法。通过演示实验，发现初中学习的知识与实验结论的矛盾,

激发起学生的学习兴趣。通过，学生根据提供的器材，自行设计实验

方案，验证自己的猜想，进一步加深对感应电流产生条件的认识。

4.情境教学法。通过手机无线充电、超级高速公路生活实际例子，将

本节课学所学的内容与现实生活当中的一些应用紧密联系起来。

5.启发式教学。通过设置逻辑性比较强的问题，激活学生已有的知识

储备和生活经验，引领学生思考的路线和方向，帮助学生由浅入深,

发现问题的本质。通过引导学生实验，让学生带着问题进行试验，进

一步加深对物理规律的理解和运用。

6.展示法。通过手机软件投屏，拉近学生与演示实验仪器之间的距离,

及时将学生的活动时刻展现在大屏上，起到好的课堂效果。

【教学媒体】

大小螺线管各一个，滑动变阻器，条形磁铁若干，灵敏电流计，学生

电源，电池组，开关，导线，电脑多媒体，智能手机，自制导学案。

应

感

电

产

流

演示实生

条

件

课前自验的归纳

磁通量设

主学习提出问I计总结

验

题实}

【教学流程图】

【教学过程设计】

一、课前自主学习

问题设计：

L通电直导线、通电圆环、通电螺线管产生的磁场

2.什么是电流的磁效应？什么是电磁感应现象？

1.磁通量的定义？磁通量是标量还是矢量？磁通量的单位？

2.感应电流产生的条件是什么？

设计意图：

前两个问题一一复习上一节课学习的知识，帮助学生熟练掌握本节课

可能用到的典型磁场的磁感线分布特点。

后两个问题一一全部是本节课的基本概念和浅层次的知识，学生只要

是阅读教材就会学会。既能够锻炼学生的自学能力，又能够提高课堂

效率。

二、创设情景，引入新课

教师：我们现在已经知道，磁场产生电流，这种现象叫做电磁感应现

象。产生的电流我们叫做感应电流。在初中我们是不是也学过相关的

知识。

学生：是的。

教师：大家在初中学过的感应电流产生的条件是什么？

学生：切割磁感线

教师：我帮大家回忆一下，规范表达是部分导体棒切割磁感线。

学生：哦，对。

教师：那么我们来看一个实验。

教师：手机投屏，进行演示实验的展示

演示实验:

如图所示，请同学观察在开关闭合和断开时灵敏电

流计的示数变化。

学生：在开关闭合时，电流计有示数。开关保持闭合，稳定后，电流

计没有示数。开关断开时，灵敏电流计有示数。

教师：我们分析一下，小螺线管通电后会产生磁场，这是我们上课前

提问的问题。请大家思考，切割磁感线了吗？

学生：没有

教师：这个实验已经与我们初中学过的结论有了一些出入了，那么事

实的真相究竟是什么样的呢？为了弄清楚这个问题，我们首先来学习

—个概念。

三、磁通量

教师：根据大家课前的预习，结合大屏幕,请大家给出磁通量的定义。

问题设置，如图所示，磁通量的定义是什么？

学生：d>=BS

教师：那么请看这两幅图，回答问题

学生：是的

教师：求以下磁通量的大小

学生活动：学生进行讨论

教师：请同学们分享答案。

学生：展示答案

教师：重点点评后面两个图的求解方法。

教师：同学们，大家可以看到，磁通量的求解一般分为三种情况。请

同学们根据学过的几种情形总结一下。

学生：垂直时最大，平行时为0,一般夹角时有两种方法处理，一种

是分解B,另外一种是找投影面。

教师：很好。大家还要注意一个问题。那就是磁通量是标量，有正负。

正负号表示磁感线从面的哪一侧穿过。

教师：磁通量的变化量等于什么？

学生：末状态磁通量减去初状态磁通量。

教师：其实就是求两次磁通量。大家在求磁通量的变化量时一定要注

意磁通量的正负号。

教师：我们看一组练习。请大家看学案。

［对点练清］.

1.如图所示，半径为R的圆形线圈，其中心位置处半径为r的虚线范围内

有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为5,则穿过线圈

的磁通量为(>

A.nBR2B.TIB也

C.nBR2—itBrD.itBr—itBR2-

设计意图：帮助学生理解有效面积的意义

磁通量可以理解为穿过面的磁感线的条数，在磁场与面垂直的情况下,

应该等于磁感应强度与有效面积的乘积。帮助学生理解并不是面积越

大，磁通量就会越大。

2.一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈

abed如图所示放置，平面abed与竖直方向成。角，将abed绕ad轴a（右J\/

转180。角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量是（卜

A.0B.2BS.

C.2BScos0D.2B5sinQ“

设计意图：帮助学生掌握磁通量的变化量的求解方法，梳理在求解过

程中出现的易错问题，帮助学生理解磁通量正负号的含义。

四、电磁感应现象

教师：通过前面的学习，我们看一下与我们刚上课时做的那个实验有

什么联系吗？让我们再回忆一下，什么时候有电流。

学生：开关闭合有电流，开关断开有电流。开关保持闭合稳定后没有

电流。

教师:大家能不能用磁通量的观点来解释一下。

学生：开关闭合，磁通量从0变成不是0;开关断开，磁通量从不是

0变成0•开关保持闭合，电路稳定，磁通量不变。

教师：所以说，产生感应电流的条件是什么？

学生：闭合回路的磁通量发生变化。

教师：很好。大家请看大屏幕。给你提供一些实验器材，请利用这些

器材来证明你的观点。

学生：讨论并设计实验方案。

教师：经过大家的讨论，请小组代表展示实验成果。

学生：到讲台上展示实验成果

教师：纠正学生存在的问题，点评学生的实验成果。帮助学生概括实

验结论。

教师：经过前面的实验，大家对感应电流产生的条件有了清晰的认识。

由此可见，我们在初中学过的结论是不完善的。

教师：请大家做一组练习。

［典例2］如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。在下列几种情况下，线框中知

否产生感应电流？.

甲乙丙

(1)保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动(图日)。.

(2)保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动(图乙)。.

(3)线框绕轴线43转动(图丙)。.

学生：分享答案。

设计意图：巩固学习成果，纠正学生初中的不健全观点。

2.如图所示，一有限范围的匀强磁场的宽度为d,将一边长为/的正方

IxX

形导线框由磁场边缘以速度?匀速地通过磁场区域，若办,,则在线I—IVXX

框通过磁场区域的过程中，不产生感应电流的时间为（）.修厂

I-

A7Bj

d—1d~2l

C・丁DF

设计意图：从另外一个角度考查感应电流产生的条件。考查学生的思

维能力。

五、归纳总结及应用

教师：以上就是我们这一节课学习的内容。我们一起来回顾一下。

教师：那么我们现实生活中哪些例子与电磁感应现象有关呢？

学生：举例。

教师：解释电磁炉、手机无线充电和超级高速公路的例子。请大家课

下通过阅读书刊或者浏览网页等形式搜集更多与电磁感应现象相关

的例子。

六、课后延伸学习

1.整理笔记一一建议用时10分钟

2.完成A级和B级一一13题保留算式，不要求计算精确结果一一建议

用时25分钟~30分钟

学情分析

本节课在备课过程中，主要考察了学生层面上的以下几个问题

1.学生的生活经验

在2017年12月底，济南建成了全球第一条“超级公路〃，未来

电动汽车可以边跑边充电。这一则爆炸性的新闻在当年引起了很大的

轰动，至今在学生的脑海当中仍然有清晰的印象。提起这件事情与本

节课学习的内容有关，学生的学习兴趣一下子就被激发出来了。

光面是什么?怎么这么牛?

在考试的时候，监考老师会拿着金属探测仪对考生进行全面扫面,

每当遇到金属部件时就会发出明显的预警声；工人师傅可以拿着下图

所示的工具就可以在不剪开导线的情况下就可以测出导线中的电流

来.

现实生活中，学生的身边有着很多很多与电磁感应有关的例子。为

本节课的学习提供了很多素材。

这些生动的素材既可以激发学生的兴趣，让学生带着问题进行学习，

大大提升学习效果，又可以帮助学生灵活运用学习的知识解释生活中

的现象，解决生活中遇到的问题。

2.学生的知识储备

学生在初中已经简单了解了电磁感应现象，对感应电流的产生有

了基本认识。经过与初中物理老师的交流，确认学生对感应电流产生

条件的认识为：〃部分导体棒切割磁感线〃，所以本节课的设计也是以

这个为出发点，基于学生的认真水平，层层设问。在上一节的学习过

程中，学生已经对常见的典型磁场有了清晰的认识，对于突破磁通量

的计算和判断磁通量是否变化奠定了扎实的理论基础。

3.学生的实验素养

本节课采用的实验仪器都是学生日常使用较多的仪器。使用这些仪器

完成相关的实验任务对于学生来讲并不会存在较大问题。尽管如此,

影响实验效果的因素有很多，还是要提醒学生在实验失败时注意反思

存在的问题，检查电路连接是否正确，检查电路连接的位置接触是否

良好。

效果分析

本节课课堂实施之后，与当初的预设相比，目标达成度高，不同

层次学生均有收货。具体分析如下：

一、达成的目标

1.学生对于重点和难点的理解比较到位。通过学生的课堂表现和课堂

练习的反馈结果，发现学生对于本节课重点知识的掌握比较到位，对

难点的理解比较深刻。

2.学生思维比较积极活跃。学生在设置的各个环节和问题中，积极思

考，按照预定的设计方案进行，各种观点之间相互碰撞，最后达成一

致，想成了正确的结论。整节课在学术民主、气氛和谐、相互尊重、

合作探究的氛围中进行。

3.学生敢于大胆展现自我。学生表现欲望强，敢于直面在展示过程中

出现的问题，表现出了严谨的科学态度和执着的求真精神。

二、未达成的目标

1.时间原因学生实验方案比预想的偏少。可能对于学习的内容不够熟

练，也有可能有惧怕心理，在这么大的公开场合不敢于展现自己。

2.让学生自我归纳和提升的机会不够充分。

教材分析

本节课选自2019版科学技术出版社必修第三册第五章第二节。

一、新教材的特点

与之前的旧版本教材相比较，新版教材对本节课的定位发生了很

大变化。新版教材的主要内容包括三个方面，磁通量、电磁感应现象

和电磁感应的应用。

(1)磁通量。教材介绍了磁通量的定义，磁通量的大小计算方

法，磁通量的性质和单位。通过迁移的形式简单介绍了磁通量的变化

量。

(2)电磁感应现象。教材通过设置了3个实验探究环节，从初

中学过的知识储备入手，逐渐揭示了产生感应电流的条件，由已知到

未知，由浅入深，由易到难。充分考虑到了学生的实际认知水平。新

教材对于电磁感应现象的要求相比旧版教材有了很大变化，仅限于感

应电流是否产生的判断，感应电动势、感应电流的大小和方向等相关

问题放置在选择性必修二再系统学习o

（3）电磁感应的应用

在这一个模块当中，教材内容从立德树人的角度出发，发挥了物

理学科的来源于生活实际，应用于生活实际的学科特点。介绍了计算

机磁盘与磁记录、无线充电、动圈式话筒等现实生活中的实例，既加

深了学生对电磁感应现象的理解，又能帮助学生提升学习物理的兴趣,

体会电磁技术应用对人类生活和社会发展带来的影响，重发发挥了物

理学科的德育作用。

二、与人民教育出版社版本教材（以下简称人教版教材）相比较

参考人教版教材，发现有以下几个特点：

（1）课时设置有所不同，人教版教材将磁通量相关内容和磁感应强

度合在一起放在了第二节，电磁感应现象放在了第三节。编者的编写

意图可能是通过把这两个概念的学习，为第三节学习做好铺垫。本人

感觉这样的设计会造成第二节内容偏多，第三节内容显得略微有些单

薄。

（2）人教版教材本节课内容比鲁科版在物理学史方面介绍更加详细，

全面系统的介绍了法拉第的探究历程，提供给学生一个比较细腻的认

真旅程。在实验探究环节设计比较简单，通过一个实验解决了需要探

究的问题。在电磁感应现象的应用方面也不如鲁科版教材丰富。

二、教材的地位和作用

1.承前启后的作用

本节课内容是在学习了磁场及其描述的基础上学习的，学生对于磁场

和磁感线的概念有了清晰的认识，对于常见的典型磁场（条形磁铁、

蹄形磁铁、通电直导线、通电圆环、通电螺线管和地磁场)的磁感线

分布已经熟练掌握。在初中简单涉猎过于本节课相关的知识，经过与

初中老师的交流，已经确认学生基本理解了感应电流的概念，感应电

流产生的条件是：〃部分导体棒切割磁感线〃。所以，这节课的学习既

是对前面所学知识的复习、运用和深化与完善，又是为后面选择性必

修二的学习做好了铺垫。

2.学习目标

(1)知道磁通量的概念，掌握磁通量的计算方法。

(2)学会用实验探究感应电流产生的条件，掌握电磁感应现象°

(3)了解电磁感应现象在生活实际中的应用。

3,学习重点

(1)磁通量的计算方法

(2)感应电流产生的条件

4.学习难点

(1)磁通量概念的理解

(2)磁通量的变化量的计算

5.课时设置

本节课的内容设置为两课时。本视频课为第一课时，课型为新授课。

另外一个课时为复习课。

测评练习(建议用时30分钟)

学号：姓名：成绩：

A级一学考达标

1.关于磁通量，下列叙述正确的是

()

A.在匀强磁场中，穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面

积的乘积

B.在匀强磁场中，司线圈的面积比，线圈的大，则穿过a线圈的

磁通量一定比穿过b线

圈的磁通量大

C.把一个线圈放在双"两处，若放在财处时穿过线圈的磁通量

比放在/V处时大，则

〃处的磁感应强度一定比N处大

D.同一线圈放在磁感应强度大处，穿过线圈的磁通量不一定大

2.如图所示，矩形线框助cd放置在水平面内，磁场方向与水平方向

4

成。角，已知sin回路面积为S磁感应强度为其则

5

通过线框的磁通量为

()

4

A.BSB.-BS

5

33

D.-BS

c.潸4

3.如图所示，两个同心放置的平面金属圆环，条形

磁铁穿过圆心且与两圆环平面垂直，则通过两圆环

的磁通量①八见间的关系是()

A.①〉①bB.①6

C.①尸①bD.不能确定

4.如图所示，各导体框在匀强磁场中运动方向图中已标出，能产

生感应电流的是（）

5.［多选］如图所示，电流计与螺线管组成闭合电路，以下能使电

流计指针偏转的是（）

A.将磁铁插入螺线管的过程中

B.磁铁放在螺线管中不动时

C.将磁铁从螺线管中向上抽出的过程中

D.磁铁静止而将螺线管向上移动的过程中

6.［多选］闭合线圈按如图所示的方式在磁场中运动，则穿过闭合

线圈的磁通量发生变化的是

7.如图所示，条形磁铁的上方放置一矩形线框，线框平面水平且

和条形磁铁平行，则线框在由磁铁N极匀速平移到磁铁S极的过程

中（）夕。”

A.线框中始终无感应电流

B.线框中始终有感应电流

C.线框中开始有感应电流，当线框运动到磁铁中部上方时无感应

电流，以后又有了感应电流

D.开始无感应电流，当运动到磁铁中部的上方时有感应电流，后

来又没有感应电流

8.在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观

察到感应电流的是（）

A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流

表的变化

B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流

表的变化

C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插

入条形磁铁后，再到相

邻房间去观察电流表的变化

D.绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈

通电或断电的瞬间，观察电流表的变化

9.（2019•石家庄二中检测）

我国的探月卫星在进入近地点的地月转移轨道时，假设卫星中有一

边长为50cm的正方形导线框，由于北星的姿势由水平方向转至竖

直方向，此时地磁场磁感应强度8=4X10-5「方向如图所示（sin

37°=0.6,cos37°=0.8）。求：

（1）该过程中磁通量的改变量；

（2）该过程导线框中有无感应电流产生。

B级一选考提能

10.如图所示是机场的安检人员用手持金属探测器

检查乘客的情境。当探测线圈靠近金属物体时,

在金属物体中就会产生电流，如果能检测出这种

变化，就可以判定探测线圈附近有金属物体。选项图中能反映出

探测器工作原理的是)

金属棒在磁场中运动

使电流计指针偏转

B

通电导线在磁场中运动通电直导线使小磁针偏转

cD

11.（2019•济南检测）如图所示，一矩形线框从助力位置移到

/bfcf，位置的过程中，关于穿过线框的磁通量情况，下列

叙述正确的是（线框平行于纸面移动）（）

A.一直增加

B.一直减少

C.先增加后减少

D.先增加，再减少直到零，然后再增加，然后再减少

12.为观察电磁感应现象，某同学将电流表、线圈力和反电池

组、滑动变阻器、开关接成如图所示的实验电路。

(1)该同学将线圈8放置在线圈力中，闭合、断开开关时，电流

表指针都没有偏转，其原因是O

A.开关的位置接错

B.电流表的正、负接线柱上导线接反

C.线圈8的两个接线柱上导线接反

D.蓄电池的正、负极接反

⑵电路连接的错误改正后，通过实验得出产生感应电流的条件是

13.如图所示，一线圈的横截面是边长为£=0.2011的X

正方形，放在磁感应强度为8=0.50T的匀强磁场中，'Lx卜

线圈平面与磁场垂直。若将这个线圈横截面的形状由XX

正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈

的磁通量改变了多少?

课后反思

任何一节课在具体实施的过程中，总会和之前的设想有或多或少

的差别。具体到本节课而言，经过课后的说课与专家点评，进行以下

几点总结。

一、优点

本节课符合课程标准和新教材的要求，教学目标把握比较准确,

重点突出，思路清晰。难点的突破比较合理，整个课堂学生和教师互

动效果好。具体来说主要有以下几个亮点：

1.方法提炼比较到位。在磁通量大小的求解方法方面，列举了常

见的求磁通量的例子，通过这几个例子比较全面地概括了求磁通量的

常用方法。让学生不仅仅学会个别例