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1、1 / 6 课题：电磁感应现象 授课学生使用教材： （全日制普通高级中学教材第二册（必修加选修） 第十六章第一节） 教学目标 1 知识和技能： （1）在初中对电磁感应现象认识的基础上，准确知道电磁感应现象的定义。 （2）在实验中逐步深入理解产生感应电流的条件，能动手正确组装和连接研究电磁感 应现象的电路，并在实验过程中正确选择和使用实验器材。 （3）在表述探究结果的过程中，能逐步认识到引入磁通量的物理意义。并能用磁通量 的概念表述产生感应电流的条件。 （4）在阅读教材的基础上，能初步理解磁通量的定义方式，并准确的掌握磁通量的定 义式。 2 过程和方法： （1）通过初中所学电磁感应现象的回顾，建
2、立研究电磁感应现象的电路模型。清晰研 究对象， 明确电路中各部分的作用。通过对学生提出问题的归纳，明确本节课的研究问 题，即探讨闭合电路的部分导体做切割磁感线运动是否是产生感应电流的普遍条件，产 生感应电流的普遍条件是什么。 （2）通过学生分组实验，逐层深入挖掘感应电流产生的条件。实验的研究方法采用通 过实验来“证伪”的方法。 （3）用演示实验，在学生分组实验得到初步结论的基础上，进一步对学生的认知进行 去伪存真， 创设情景是学生在认知的不断冲突中得到正确的结论，体验到引入磁通量这 一物理概念的重要性，为后续知识的学习打下基础。 （4）阅读教材，自主学习来完成对磁通量概念初步认识，并在教师引导
3、下从磁通量的 变化的角度重新认识实验结论，并能找到实验中引起磁通量变化的因素。 （5）启发学生观察实验现象，从中分析归纳出产生感应电流的条件，从而进一步理解 电磁感应现象，理解产生感应电流的条件。 3 情感、态度与价值观： （1）形成运用实验探索求知规律的价值观。 （2）体验科学探究和严谨和艰辛。 教学重点和难点： 重点 ：理解产生感应电流的条件 难点 ：实验探究产生感应电流条件的过程和方法及磁通量的概念 教学设计思路和教学流程： 设计思路 ：依据建构主义学习理论，为了丰富学生经历，体现学习过程是一个体验、反 思、自我构建的过程。本节课以魔术作为引入来引起学生的直觉兴趣，在学生初中学习基础 上
4、，在教师的逐步引导下，通过学生实验和教师演示实验，将学生的直觉兴趣，逐步转化为 操作兴趣、 和理论兴趣， 帮助学生构建新知。根据学生的认识规律进行逐层深入的探究实验， 提高学生课堂手脑活动量，逐步引导学生用设疑、探究、 解决问题的方法循序渐进的进行学 习活动。 在学案和教材的辅助下，由学生通过实验总结出产生感应电流的条件。通过对实验 及现象的分析，由表及里，步步深入。其间通过演示实验设置一些矛盾，以示科学探索并不 是一帆风顺的， 旨在用问题来驱动学生在课堂中的学习活动，同时也激发学生探求知识的欲 2 / 6 发现新的问题 魔术引入：超级透视初中知识回顾提出问题 学生实验：获得感应电流的各种方案
5、 结合教师演示：完善方案，设疑点拨 猜想探究产生感应电流的条件 1 磁场和回路间有相对运动 2 回路中 B 的变化 3 回路的面积S 发生变化 4 回路中 的变化 运用分析比较，归纳得出结论：当穿过闭合回路 中的磁通量发生变化时，闭合回路中有感应电流 产生。 拓展应用： 1解释引入现象2.摇绳发电3.发电机 为表述物理规律引入磁通量的概念 学生利用教材自学磁通量概念 望，使学生在比较与矛盾中不断的进行同化与顺应。这样经过一个比较完整的探索过程最后 再得到正确结论。同时也让学生初步尝到科学探究的乐趣所在，体会物理学科的简单之美。 最后利用所学的知识回扣对引入现象的解释，联系知识在现实中的应用，让
6、学生体会到物理 与生产生活的密切联系。 教学流程图 ： 学习资源和器材准备 1.事先把同学分成8 组。每组中四人 2.电磁感应器材8 套，电池盒8 个，电池 16 节 3.电磁感应现象演示器1 套、自制线圈一个 4.自制教具：柱状磁铁磁感线显示锥体，弹性线圈 5.魔术道具，示教用投影式灵敏电流计 6.课件、学案 教学设计 教学过程设计意图 引入部分：魔术-超级透视 同学们，老师这里有一个小球。我请4 位同学上来配合我表 演一个魔术。请这四位同学将小球藏在某位同学的手中。现在， 我的任务是要找出球藏在哪个同学的手中。 要想了解其中的奥妙，我们继续学习第十六章：电磁感应。 今天学习第一节，电磁感应
7、现象。 史料简介： 师：同学们你知道发现电磁感应现象的科学家是谁吗？ 生： 法拉第 师：对，英国的迈克尔 法拉第。1820 年，奥斯特发现了电流的 创设新奇的情景，旨 在有效地激起了学生的 好奇心和探究兴趣，而且 通过改装实验使学生亲 临其境，直观性、现场感 很强。 简单介绍物理学史， 一为了向学生说明科学 探究不是一帆风顺的，二 3 / 6 周围存在磁场，法拉第敏锐地感悟到：既然电能生磁，那么反过 来磁一定能生电。从1820 年到 1831 年前后整整历经十年间，经 过一次又一次的失败，终于发现了磁在一定的条件下可以生电的 奥秘。在物理学上由磁产生电的现象叫电磁感应现象。产生的电 流叫感应电
8、流。 新课部分： 师：关于感应电流的产生，大家在初中时曾经有过学习。我们首 先一起来回顾一下（课件展示装置图） 。谁能说说这个实验的做法 呢？ 对，当闭合回路的一部分导体在磁场中切割磁感线，就会产 生感应电流。强调研究对象：闭合电路。切割部分和磁场：相当 于电路中的电源。 从这个实验出发，同学们你们觉得还有什么问题需要我们去 进一步去研究吗，可以提出来与大家分享。 教师将学生提出的问题进行分类和梳理，并找到本节课所要 研究的问题 - 即切割磁感线运动是否为产生感应电流的必要条 件，如果不是，老师可以帮助大家追随前辈科学家的足迹，用实 验探究如何获得感应电流，并猜测一下产生感应电流的条件） 要想
9、产生感应电流，需要磁场要有磁铁，这是条形磁铁， 我 还向大家提供一个线圈（线圈是由漆包线绕制而成的，可以使大 部分磁场在线圈中） ，另外， 要显示线圈中有无感应电流产生，我 再向大家提供两样东西，一个是小灯泡，一个是灵敏电流计，小 灯泡发光需要零点几安，而灵敏电流计指针摆动只需零点几或零 点零几毫安。用哪个显示有无电流比较好呢？ 生：灵敏电流计 师：那么线圈应与灵敏电流计怎样连接呢？ 生：串联。 师：同学们，摆在我们面前的科研课题就是如何使线圈在磁场 中产生感应电流。请同学们行动起来，小组成员密切协作，看 哪组先获得感应电流并且得到的方法最多 生：学生动手实验，教师巡视指导 师：做好实验的小组
10、请一名代表给大家讲一讲你是通过什么方法 得到了感应电流。 学生简述， 并演示。 （通过摄像机在屏幕上显示） 师：插入磁铁不动有感应电流产生吗？（没有）同学们：能不能 使磁铁不动线圈动而获得感应电流？（能） 师：我再演示几种 （晃动、 磁铁不动线圈动、都动速度大小不同） 请大家开动脑筋大胆猜测磁铁与线圈间怎样运动才能获得感应 电流？ 生：是磁铁和线圈间发生相对运动。 板书：猜想1：当回路与磁场发生相对运动时 师：请看我让磁铁在线圈中转动， 同学们猜会有电流产生吗? 演 示转动 生：没有 为本节课奠定探究的基 调。 问题来源于学生，旨 在用问题来驱动课堂教 学。 根据研究的需要，应 恰当选取器材。
11、 学 生 实 验 是 本 节 课 的重要部分，实验中有许 多问题，有序启发学生如 何设计实验、选择器材、 完成实验，并强调小组成 员密切协作，有序竞争， 使课堂教学有条不紊的 进行，学生边动手边动 脑，体验了学生亲历物理 结论得出的探究过程，切 合了本节课的教学目标。 4 / 6 师：同学们也可试一试，动手做一 下让同学转动 ，确实没有电流 产生，这不也是相对运动吗？ 师：再如，这是电磁感应现象演示仪，（课件展示原理图）当它通 上恒定的直流电时它中间区域它的内部 基本上近似一匀强磁场，请看：我现在 让磁场不动，让这个方形线圈：进磁场 有无感应电流？（有） ；出磁场有无电流？ （有）在磁场内部运
12、动有无电流？（边做边问）。 师：都放在磁场中运动反而没有了。以上所做的两种方法（配合 动作）线圈都相对磁场运动了而没有获得感应电流，这说明相对 运动是产生感应电流的充要条件吗？ 生：不是。 师：这就需要我们继续探索，请看多媒体展示磁铁插入和拔出 的动画效果。分析插入、拔出和转动过程线圈内部磁感应强度 的变化情况（转动磁铁时，由于磁场的对称性,磁感应强度的变 化不起作用） 。 师：请同学们继续猜想： 生：是否是线圈中的磁感应强度B 在起作用呢？ 板书：猜想2：当回路中的B 变化时。 师：试想：如果不用条形磁铁的插入和拔出，而只改变磁铁周 围的磁感应强度B，若能产生感应电流，不就证明了刚才的猜 想
13、是磁感应强度B 变化产生感应电流了吗。你能否设计出一种 “磁铁”它不动，而它周围的磁场在变化？大家说这种“磁 铁”是（电磁铁） 师：非常正确，是电磁铁即 通电螺线管。 师：要使小螺线管A 周围产生磁 场必须通有 - （电流） 要使小螺线管A 中获得持续的电 流必须有 - （电源）。 要使小螺线管A 周围磁场变化必须使其中的电流-（发生变化） ， 在电路中用什么仪器控制- （滑线变阻器） 。 师：对。当然连成电路还需导线、开关。请同学们把小线圈、电 源、滑动变阻器、电键连接起来。获得一个电磁铁。请同学们动 手连接电路，但要注意：连电路前电键一定-（断开），请大胆 由 实 验 现 象 的 初 步
14、观察得出初步结论，还原 了物理教学的本来面目， 符合学生的认知过程，规 律并不是一步到位的，而 是在不断猜测和验证、比 较和归纳中逐步形成的。 启 发 学 生 逐 渐 深 入 探究 对 学 生 实 验 进 行 必 要的指导。 此 处 用 学 案 辅 助 教 学。学生将实验结果记在 5 / 6 尝试哪些方法可以获得感应电流。 注意：这是二个独立的电路，一个是通电螺线管组成的电路。一 个是有否感应电流回路。（结合课件演示） 生： （学生活动做实验，教师巡视指导） 师：同学们你探究出有多少种方法可以获得感应电流？ 生：将原线圈插入、拔出、将原线圈副线圈中，滑动变阻器的触 片、断开、闭合电键。 师：以
15、上实验线圈B 内磁感应强度发生变化，事实的确告诉我们 产生了感应电流。 师：再如我们刚才看到的这个电磁感应现象演示仪，我在其内部 放一个线圈，使这个线圈面积改变有没有电流产生？（有） 师：在磁场中转动线圈配合动作 看：也有电流产生。 师：问：这两个实验告诉我们什么？ 生：线圈面积发生变化可以产生感应电流。 板书：猜想3：当回路的面积发生变化时。 师：在科学探究的道路上往往不是一帆风顺的，我向大家展示一 个实验， 大家也许感到以外，现在在条形磁铁下面固定一曲面体， 老师在其内部固定了一些小磁针，小磁针的排布可以模拟出条形 磁铁的磁感线分布。当一柔软线圈沿某一族磁感线相同形状的曲 面体上升面积减小
16、时，请大家仔细观察是否有感应电流产生? （无） 师：这似乎又与刚才的猜测3 相互矛盾。 从以上的猜想看产生感应电流的条件无论我们推测是由于线 圈相对于磁场运动还是磁感应强度发生变化抑或线圈的面积变化 都还是浅层次的分析，其间一定还隐含着更深层次的共性条件等 待我们去挖掘。请看不同的方法有没有共同的东西。 生：讨论，教师点拨，师生互动，反思、对比、概括、总结 师：可见：穿过线圈磁感线的条数是否变化是产生感应电流的充 要条件 . 板书：结论：当穿过回路的磁感线的条数发生变化时。 师：法拉第发现感应电流与穿过闭合电路的“ 磁场的量 ” 的变化有 关，进而发现“ 磁场的量 ” 可以用磁感线的条数来形象
17、化描述，如 果想向同学们开始提出的问题中去进一步从量的角度研究电磁感 应现象，那我们就需要引入一个物理量了。请同学们思考穿过一 个回路的磁感线的条数与那些因素有关呢？ 生：线圈的面积，磁感应强度。 师： （重复演示线圈在匀强磁场中转动）强调面积应是垂直磁场方 向的有效面积。 “通量”的本义是流量的意思，在物理学中常指某面积所围 的物理量的量的多少。这里我们引入磁通量概念。 下面，给大家两分钟时间阅读教材上课文的第一部分，自学 磁通量的概念并完成学案上的问题。 对学案上的问题进行交流和小结。 通过同学们阅读教材，已经对磁通量有了初步的认识，有关 这个概念的进一步理解和相关的计算我们在后续学习中会
18、逐渐接 学案上，方便进行进一步 的研究和比对。养成良好 的学习习惯。 教 学 中 善 于 创 设 一 些巧妙的实验，从而激化 学生认识问题的矛盾，为 形成正确的思路奠定基 础，但最好应讲情这个锥 体是如何画出来的。这也 是很好的教学素材。 学生自主学习。 6 / 6 触到。有了磁通量的概念我们本节课的探究结论的表述就变得十 分简洁。即 板书：结论：当回路的磁通量发生变化时。 新知识应用： 同学们：“根据磁变电的原理，法拉第制成了世界上第一台 发电机，我的学生也做了一个很有意思的实验，请大家看视频- 摇绳发电。通过本节课的学习，同学们能解释这一现象吗？ 学生相互交流并回答 我们的魔术到此也可以揭
19、密了，答案在我的袖口中。（展示 魔术道具，简单解释原理） 同学们，有关电磁感应现象的应用你们一定知道的是- 发电机。 （课件展示发电机）对，它使人类从蒸汽时代进入了电器 时代。法拉第的智慧与勤劳给世界创造了巨大的财富，为人类的 文明和进步奉献了毕生的精力。 【小结】同学们，今天我们亲自动手实验探究出感应电流产生的 条件，初步了解了电磁感应现象应用如此广泛。物理世界还有很 多未知的领域等待同学们去探索，利用物理知识服务于人类，还 有太多的新技术新发明等待我们去研发，物理世界的大门向同学 们敞开，让富有朝气的充满智慧的同学们去拥抱吧！最后我送给 大家一句话 （课件展示） 。 感谢同学们的支持，今天的课就上到这， 谢谢大家！ 注意与实际相联系， 旨在突出物理知识的应 用性，使学生感到物理知 识并不是高不可攀的空 中楼阁。