《探究感应电流产生的条件》教学设计

-1-《探究感应电流产生的条件》教学设计一、设计思想积极响应新课标的教学要求，让学生带着疑问走进课堂，在课堂中解决问题的同时，又产生新的疑问，驱使学生作进一步的学习和探究，最后又让学生带着新的疑问走出课堂，以利于学生的课后学习。在课堂教学中积极发挥学生的主体地位，注重学生的探究过程和知识的建构过程，让学生体验科学探究的一般过程，领悟科学研究的方法。在整个教学中力求做到以知识为载体，渗透对学生物理思想、物理方法和科学精神的培育，使学生在学习知识的同时，领悟研究问题的一般思维过程和方法，进而来提升学生的科学素养。二、教材分析《探究感应电流的产生条件》是高中物理新课程（选修3-2）第四章第二节的内容，是电磁学的核心内容之一，在整个高中物理中占有相当重要的地位。本节内容揭示了磁和电的内在联系，通过探究实验的方法归纳出了“磁生电”的规律，在教材中起到了承前启后的作用，是学生今后学习法拉第电磁感应定律、楞次定律和交变电流产生的基础。在教材的编排上本节从初中知识点闭合电路的部分导线切割磁感线产生电流入手，再设计学生探究实验，对现象进行分析归纳，最后总结出产生感应电流的条件，这样的编排符合学生的认知规律。教材中对法拉第坚信磁能生电，并历经十年的不懈努力，最后终于发现电磁感应规律的物理学史料的介绍，是一个很好的德育切入点，同时也体现了教材对学生人文思想和科学精神的熏陶。三、学情分析学生对闭合电路的部分导线切割磁感线能产生电流，在初中已有一定的认识，但在空间想象、问题本质的分析等方面还较为薄弱。因此，在教学中从学生的已有知识出发，通过学生自主学习、探究实验、产生问题、协作交流等学习方法，从而解决问题得出产生感应电流的条件的结论。四、教学目标根据教学大纲对本节的具体要求，针对所教学生的心理特点和认识水平，结合教材，本着使-2-学生全面主动发展的原则，本课的教学目标定位如下：（一）知识和技能1.知道什么是电磁感应现象；2.能根据实验事实归纳产生感应电流的条件；3.会运用产生感应电流的条件判断具体实例中有无感应电流。（二）过程和方法1.体会科学探索的过程特征，领悟科学思维方法；2.通过实验探究，归纳概括出利用磁场产生电流的条件，培养学生的观察、操作、探究、概括能力。（三）情感、态度和价值观1.通过本节课的学习，激发学生的求知欲望，培养他们严谨的科学态度；2.介绍法拉第不怕困难，顽强奋战十年，终于发现了电磁感应现象，感受法拉第勇于探索科学真理的科学精神；3.通过对物理学中对称美、简洁美的介绍赏析，培养学生欣赏物理学中美的情怀。五、重点难点（一）教学重点1.学生实验探究的过程；2.对产生感应电流条件的归纳总结。（二）教学难点1.教师对学生探究式学习的指导；2.学生对实验现象的分析总结──磁通量的变化。六、教学策略与手段本课以探究式教学模式为主，结合问题法、演示法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学方法。1.本节课流程设计：实验引入（产生疑问）→设计实验→学生探究→分析归纳→得出结论（解-3-决问题）→拓展应用（产生新疑问）。2.对探究实验设计好实验的内容、步骤和表格，便于学生的探究。3.教学中通过多媒体课件动画演示创设物理情景，把复杂抽象的问题形象化，以便于学生的思考分析。七、课前准备灵敏电流计，蹄形磁铁，线框，条形磁铁，大小螺线管各一个，电源，滑动变阻器，导线，多媒体课件，学生分组实验器材。八、教学过程（一）设疑提问，引入新课老师：1.电能生磁磁也能生电，你在生活中见到过电磁感应现象吗？（大部分发电机及变压器的工作原理都是电磁感应）2.是不是只要有磁场就会产生电流？感应电流的产生有条件吗？（回顾历史，学习法拉第的科学精神。）（二）新课教学，问题引路探究实验一：导体切割磁感线产生感应电流（如图4.2-1所示）实验方案，记录现象，讨论思考规律图4.2-1导体棒的运动表针的摆动方向导体棒的运动表针的摆动方向向左平动向右平动向上平动向下平动向前平动向后平动结论：只有部分导体左右切割磁感线时，有电流产生，当导体前后，上下平动时无感应电流思考：为什么导体棒只有左右切割磁感线时才有电流产生？-4-探究实验二：（如图4.2-2所示）：①器材介绍灵敏电流计，线框，条形磁铁，螺线管②方案设计图4.2-2磁铁的动作表针摆动方向磁铁的动作表针摆动方向N极插入线圈S极插入线圈N极停在线圈中S极停在线圈中N极从线圈中抽出S极从线圈中抽出③学生探究。④小组讨论、归纳。结论：感应电流产生条件是导体与磁场相对运动思考：是不是只有当导体与磁场相对运动时才有感应电流？探究实验三：模仿法拉第的实验（如图4.2-3所示）①器材介绍：灵敏电流计，大小螺线管各一个，电源，滑动变阻器，导线，多媒体课件，学生分组实验器材。②方案设计（学生操做实验，记录观察结果）图4.2-3实验操作表针偏转开关闭合瞬间开关断开瞬间开关闭合时，滑动变阻器不动开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片③学生探究。-5-④小组讨论、归纳。结论：当小线圈内电流变化时大线圈内会出现感应电流。思考：与前两个实验结论有什么联系？（三）师生共同比较分析三个实验，从不同中找到共性，从现象发现本质。在4.2-1所示的实验可以简化为图4.2-4的示意图。从中可以看出，当导体棒在金属导轨上左右运动时，虽然磁场的强弱没有变化，但是导体切割磁感线的运动使闭合回路包围的面积在变化。这种情况下会有感应电流。图4.2-4在4.2-2所示的实验中，磁铁插入线圈时，线圈中的磁场由弱变强；磁铁从线圈中抽出时，线圈中的磁场由强变弱。这两种情况下会有感应电流。在4.2-3所示的实验中，由于迅速移动滑动变阻器（或由于开关的闭合、断开），小线圈中的电流迅速变化，产生的磁场的强弱也在迅速变化，又由于两个线圈套在一起，所图4.2-5以通过大线圈的磁场强弱也在迅速变化。这种情况下大线圈中也有感应电流。磁场的强弱也在迅速变化，又由于两个线圈套在一起，所以通过大线圈的磁场强弱也在迅速变化。这种情况下大线圈中也有感应电流。从上面几个事例可以看出，产生感应电流的条件与磁场的图4.2-6变化有关，也就是说与磁感应强度的变化有关系；另外，与闭合电路包围的面积有关系。由于闭合电路包围的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫做磁通量，所以我们也可以用磁通量来描述感应电流的产生条件。-6-以上实验及其他事实表明：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产生。（四）课堂练习：问题与练习1、2。思考题：在一根铁棒P上套两个线圈A、B，如果给线圈A通以如图所示的甲、乙、丙、丁4种电流，在t1到t2这段时间内，哪种情况可以在线圈B中产生感应电流？为什么？（五）课堂小结：产生感应电流的条件：1.磁通量发生变化（Φ=BSsinθ）2.闭合电路（缺一不可）（六）课后作业：问题与练习3、4、5。（七）课后探究：摇绳能发电吗？