13.3 电磁感应现象及应用 教学设计 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

《电磁感应现象及应用》基于核心素养的教学设计一、教学目标（一）物理观念 1.形成“电与磁相互联系”的观念，能从物质观念角度理解电磁感应现象是揭示电与磁内在联系的重要体现，知晓电磁学作为统一学科的诞生意义。 2.建立“磁通量变化导致感应电流产生”的观念，能在不同情境中准确判断是否满足感应电流产生条件，从能量观念认识电磁感应过程中的能量转化。 （二）科学思维

1.经历对电磁感应现象发现历程的学习，体会科学推理与假设在科学研究中的作用，能基于奥斯特发现电流磁效应，合理推理出磁生电的可能性，培养逻辑推理能力。2.在探究感应电流产生条件的过程中，通过对实验现象的分析、归纳和总结，构建科学模型（如导体棒切割磁感线、线圈磁通量变化模型），提升抽象概括和模型建构能力。能运用科学思维方法对电磁感应相关问题进行批判性思考和论证。（三）科学探究1.通过参与感应电流产生条件的实验探究，经历提出问题（如感应电流产生与磁通量变化的关系）、进行实验（操作实验装置、观察记录现象）、分析论证（处理实验数据、得出实验结论）、评估交流（反思实验过程、交流实验结果）等科学探究环节，掌握科学探究的基本方法和技能。 2.培养发现问题、解决问题的能力，在实验探究中能敏锐观察现象，对异常现象进行合理质疑和深入探究，提高科学探究的主动性和创造性。（四）科学态度与责任 1.感受科学家（奥斯特、法拉第等）在探索电磁学规律过程中严谨的科学态度、坚持不懈的精神和勇于创新的品质，树立正确的科学价值观。 2.认识电磁感应现象在推动社会发展（如现代发电技术）中的重要作用，增强将物理知识应用于生活和社会的意识，培养对科学技术的责任感。二、教学重难点（一）教学重点

1.从核心素养角度理解电磁感应现象的发现历程及其对科学观念形成的意义。2.探究并掌握感应电流产生的条件，提升科学思维和科学探究能力。3.了解电磁感应现象应用实例，体会物理知识与社会发展的联系，增强科学态度与责任。（二）教学难点 1.深入理解磁通量变化与感应电流产生的内在联系，运用科学思维方法解决相关问题。 2.在科学探究过程中，培养学生提出有价值问题、设计合理实验方案以及对实验结果进行科学评估和反思的能力。三、教学方法

讲授法、实验探究法、讨论法、多媒体辅助教学法、虚实结合法（虚拟实验与现实实验结合）四、教学过程（一）新课导入教师课前在讲桌上布置一个神秘装置，将带线圈的灯泡放置在一个看似普通的木板上（木板下方藏有电磁炉）。上课伊始，教师向学生展示灯泡，确认灯泡未连接常规电源。随后，教师悄悄开启隐藏的电磁炉开关，灯泡瞬间亮起，学生们惊讶不已。教师适时提问：“同学们，这个灯泡没有连接电池或其他常见电源，为什么会亮起来呢？这个神奇现象的背后，隐藏着怎样的物理原理？”通过这种充满悬念的实验导入，充分激发学生的好奇心和求知欲，顺势引入本节课“电磁感应现象及应用”的主题。 向学生出示本节课学习目标。（二）知识新授1.划时代的发现 （1）奥斯特发现电生磁

借助PPT展示奥斯特实验的历史图片与文献资料，以生动的语言讲述奥斯特发现电流磁效应的过程。1820年，奥斯特在课堂上进行电与磁的相关演示实验时，意外发现通电导线周围的小磁针会发生偏转。这一发现打破了人们长期以来对电与磁相互独立的认知，引导学生思考这一发现对传统观念的冲击，以及对科学思维方式转变的影响，体会科学发现的偶然性与必然性。 播放精心制作的法拉第AI人物动画，引出法拉第的猜想：“我坚信既然电能够生磁，那么磁也一定能生电。”

动画结束后，教师面向学生提问：“同学们，这就是法拉第当时的猜想，他坚信磁能生电，你们觉得他能成功验证这个猜想吗？想不想和法拉第来一场跨越时空的通话，问问他研究的过程？”（2）跨越时空的对话——与法拉第AI对话

教师借助多媒体，模拟拨通“法拉第”电话，开启AI对话。法拉第AI讲述内容：“我坚信既然电能够生磁，那么磁也一定能生电。从1822年开始，我就在日记中写下‘由磁产生电’的设想。起初，我尝试用强大的磁体和电流，试图在邻近的导线中感应出电流，然而一次次都以失败告终。但我从未放弃，经过长达10年的不懈努力，1831年，我把两个线圈绕在铁环上，一个线圈接电源，另一个线圈接电流表。当接通或断开电源的瞬间，另一个线圈中竟然出现了电流！那一刻，我无比激动，在日记中记录下了这一伟大的发现。后来我又进行了大量实验，逐渐明白‘磁生电’需要在变化和运动的过程中才能实现。”

通话结束后，教师感谢法拉第先生，并引导学生一起追溯法拉第发现磁生电的步伐进行探究实验，在变化和运动的过程中才能实现磁生电。2.探究产生感应电流的条件

在前面激发学生兴趣和引导思考的基础上，开展三个层层递进的实验探究活动。 实验探究1：导体棒在磁场中运动是否产生电流

借助NOBOOK软件构建实验情境，呈现处于匀强磁场中的金属棒AB与电路ABCD组成的闭合回路。教师操作软件，展示金属棒AB的不同运动状态：静止、沿磁感线运动、垂直切割磁感线运动。引导学生观察填写记录表格，得出仅在切割磁感线时，电路产生感应电流。此过程中磁场不变，回路面积改变，依据磁通量公式Φ=BS，可知磁通量发生变化。由此引导学生猜想：感应电流的产生可能与磁通量变化相关。

实验探究2：磁铁在螺线管中运动是否产生电流

实验准备：为各小组提前发放条形磁铁、线圈、灵敏电流计及导线。教师引导学生思考：在前面实验基础上，当磁铁与线圈相对运动时，是否会因磁通量变化产生感应电流。 学生实验：学生分组将线圈与灵敏电流计连接成闭合回路，操作条形磁铁快速插入、拔出线圈，观察记录电流计指针偏转情况，判断感应电流产生情况。小组汇报与初步分析：派小组代表汇报实验现象与结论。教师引导学生初步分析，磁铁插入、拔出线圈过程，线圈处磁场变化使磁通量改变，从而可能产生感应电流。

教师带领学生回顾初中知识，即条形磁铁的磁场与通电螺线管磁场相同，引导学生设计双线圈实验模拟法拉第1831年磁生电实验。 实验探究3：模拟法拉第的实验

虚拟实验准备：教师提前在NOBOOK软件中搭建好双线圈实验模型，模型包含线圈A、线圈B、电源、开关、滑动变阻器和电流表，确保各元件参数设置合理，能够准确模拟实验现象。 实验演示：

1.请学生阅读课本后并上台在虚拟实验室进行电路连接，教师点评线路连接注意事项和连接方式，让学生对实验装置有清晰的认识。 2.教师通过多媒体大屏幕展示NOBOOK软件中的双线圈实验模型。按表格内容依次进行以下操作演示，并提醒学生观察电流表指针的变化，记录在课本表格中：总结归纳：演示结束后，教师引导学生结合实验二的结论，对记录的实验结果进行分析。强调不同操作下磁通量变化与感应电流产生的关联，再次验证猜想。 （三）思维进阶，发现规律引导回顾：同学们，我们之前进行了三个探究感应电流产生条件的实验，现在请大家回忆一下实验过程和结果。（稍作停顿，给学生思考时间）

呈现结论：通过前面的实验探究，我们得出了一个重要结论（展示PPT：“结论：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。”，并对“闭合电路”“磁通量发生变化”进行着重讲解，结合实验实例说明，让学生明白磁通量变化可以是磁场变化、回路面积变化或者二者夹角变化等原因引起。 揭秘演示实验

（展示PPT中“点灯实验”相关图片）同学们，现在请应用我们所学的感应电流产生条件的结论，来解释“点灯实验”现象。引导分析：我们先看电磁炉内部的情况，它的线圈与交变电流相连，根据电流的磁效应，会产生怎样的磁场？（引导学生回答出交变磁场）那灯泡带有线圈，处于这个交变磁场中时，穿过灯泡线圈的磁通量会怎样变化？（让学生回答出随时间不断改变）那根据感应电流产生条件，灯泡线圈内会发生什么？（得出会产生感应电流，进而使灯泡发光的结论） （四）即时演练 1.课后习题。展示PPT中矩形闭合导线框在匀强磁场中的三种情况，请3名同学依次应用刚学的“感应电流的产生条件”回答问题。 教师对回答内容分析讲解，并对上一节课磁通量概念进行强化深入分析，及S为垂直于磁场的有效面积。2.实践任务（展示PPT中灯泡、风扇、电机内部线圈等家用电器图片）

任务布置：假如某天夜里停电了，你身边没有手电筒，请尝试利用这些常见家用电器实现照明。请同学们先独立思考，然后小组内交流想法。 教师拿出电风扇和LED灯请同学上台直接实验展示发电结果，并对现象结合本节课内容进行分析点评。（五）体会科技，感悟电磁感应的生活应用。1.风力发电（展示PPT中风力发电场图片）

原理讲解：同学们，我们来看风力发电。风推动风机叶片转动，风机内部的线圈就会在磁场中做切割磁感线运动，根据电磁感应原理，就会产生感应电流，从而实现了机械能到电能的转化。（结合图片详细讲解，让学生明白其能量转化过程）

2.水力发电——三峡发电机组（展示PPT中三峡发电机组图片）

介绍规模：我国的三峡发电机组，每天的发电量可以达到4亿千瓦时，足够点亮半个中国，是世界上最大的水利发电站。播放三峡工程的视频，让学生感受祖国的强大，并感悟习主席的话“真正的国之重器要掌握在我们自己手里，要靠自己的力量强大起来！”（激发学生的民族自豪感和学习动力） （六）课后作业1.书面完成P8