高中物理-探究电磁感应的产生条件教学设计

高中物理-探究电磁感应的产生条件教学设计

一、教材分析

学生通过上一章的学习,认识了磁体磁场、各种电流磁场磁感线的分布规律,理解了磁通量和磁通量变化的概念；本章教材从感应电动势产生的条件到进一步认识感应电动势大小、方向,最后是感应电动势在实际中的应用,全章以“磁通量的变化及变化率”为核心线索贯穿始终,结构非常严谨有序。在本章第一节《划时代的发现》的资料中,又了解了法拉第通过十年的艰苦努力,发现了电磁感应现象,自然会激发起同学们继续探究电磁感应产生的条件兴趣和热情,而且同学们

目前已经有一定的电学实验操作基础。对本节课中设计“研究电磁感应产生条件”的相关实验经教师指导和小组合作,大部分学生应该能够顺利完成,教学的关键是要以“切割”为基石,以“磁通量”为跳板,找到“闭合电路内磁通量变化”这一电磁感应产生的根本条件。

本节教学中要激励学生主动参与意识,引导学生通过实验探究寻找物理规律。在提出问题---动手实验---观察描述---归纳总结---实践应用等小组实验探究活动过程中,体验通过亲自实验获得物理规律的乐趣,感受小组合作的力量,激发学习物理的兴趣。既培养细致观察、严密推理、科学描述的科研能力,又提升科学研究的综合素养。

二、教学目标

1．知识与技能：

1）理解电磁感应产生的条件

2）会用电磁感应产生的条件解答有关问题

3）通过实验的探索,培养学生的实验操作、收集、处理信息能力

2．过程与方法：

1）经历科学探究过程,尝试应用科学探究的方法研究物理问题。

2）通过科学探究之后,使学生学会依照物理事实,运用逻辑判断来确立物理量之间的因果关系,树立把物理事实作为依据的观念,形成根据证据、逻辑和现有知识进行科学解释的思维方法,培养学生自主学习和合作探究的能力。

3．情感态度与价值观：

激发学生对科学实验的探究热情,使学生具有勇于创新和实事求是的科学态度。在粗略了解从电磁感应在生产和生活中的应用,认识物理科学对社会进步的价值。

三、教学重点和难点

重点：电磁感应产生的条件的得出

难点：电磁感应产生的条件的理解和应用

四、实验器材

1．学生分组实验器材：条形磁体1个、大小螺线管、灵敏电流表（100微安）、干电池2节、滑动变阻器（10欧）开关1个、导线若干等。

2．教师演示实验器材：学生电源、灵敏电流表（3mA）、电磁铁、矩形线框、微电流传感器、自制发电地板模型

3．多媒体设备,PPT课件

五、教学过程

引入新课：

（1）播放上海世博会日本馆的发电地板视频和有关发电地板的资料。

（2）给学生演示自制的发电地板模型。

引出课题,探究电磁感应产生的条件。

新课教学：

回顾初中关于电磁感应的实验,闭合电路的部分导体切割磁感线。

【演示实验一】：用一根直导线与灵敏电流表连接（接入微电流传感器）, （1）直导线在马蹄型磁铁中左右运动（切割磁感线）,现象——电流表偏转（2）直导线在马蹄型磁铁中上下运动（不切割磁感线）,现象——电流表不偏转

初中结论：当闭合电路的部分导体切割磁感线时,产生感应电流。

启发学生,以大家现在的物理基础和学习经验,对这个结论是否存在质疑呢？例如,导体“切割”磁感线就一定能产生感应电流吗？

【演示实验二】：将一个直导线弯成一个长方形闭合线框,与微电流传感器连接,在匀强磁场内左右运动（切割磁感线）,现象——电流表不偏转。

问题1：导体“切割”磁感线一定能产生感应电流吗？

提出问题：初中实验产生感应电流的本质是什么呢？

在演示实验的基拙上,利用多媒体模拟实验,让学生进一步观察比较各个实验现象,并提出一系列问题:在每一个实验过程中是什么发生了变化?磁场变了没有?回路变了没有(例如回路包围的面积是否有变化)?是否产生了电流?

初步得出结论：初中实验导线切割产生感应电流的过程中,磁场没有变化,但闭合回路在磁场中的面积变化了。是不是在不变的磁场中面积变化会引起感应电流？需要实验进一步验证。

【演示实验三】：弹簧圈在匀强磁场中伸缩改变面积,现象——电流表偏转

实验结论：当磁场不变,闭合电路在磁场内的面积发生变化时,有感应电流产生。问题2：产生感应电流还有没有其它方式呢？

初中实验是磁场不动,导线相对磁场在运动,那么当导线不动,

磁场运动运动时有没有感应电流呢？

【学生实验一】：灵敏电流表与螺线管连接成闭合回路,将条形磁铁插入和拔出螺线管,观察灵敏电流表的变化,同时记录下实验现象在表格中

分析实验现象：在磁铁插入和拔出时,螺线管内的磁场在增强和减弱,有电流产生；而磁铁插入不动时,螺线管内磁场不变化,没有电流产生。

实验结论：当闭合电路内的磁场发生变化时,产生感应电流。

结论推广：磁铁产生的磁场发生变化能产生感应电流,那么电流的周围也有磁场,当电流周围的磁场变化时,是否也能产生感应电流呢？

【学生实验二】：小螺线管A与电源（2节干电池）、滑

动变阻器、开关够成一个闭合电路；大螺线管与灵敏电流

表组成一个闭合回路

实验现象分析：开关闭合和断开的瞬间,原电路的电流在零

和有之间变化,控制磁场的有和无；开关闭合后,移动滑动变阻器触头改变了电阻,就改变了电流,控制磁场也在变化。

实验结论：电流周围的磁场变化也能产生感应电流。

总结：感应电流的产生,与磁感应强度的变化有关；与闭合回路的面积变化有关. 用一个简单的物理量表示,将二者结合起来,就是磁通量。（磁通量这个新的物理量就是在这种情况下产生的。）

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。

说明产生感应电流的条件：

（1）闭合电路

（2）磁通量“变化”,强调“变”字。

说明：一是“变”与“有”的比较；二是哪些因素可以引起“变化”,根据公式

θφsin BS = ,说明φ与B 、S 、θ三个量有关,当其中一个发生变化,都可以引起

磁通量发生变化。

应用：1、揭开发电地板的神秘面纱 2、摇绳能发电吗？

课堂练习：矩形线圈ABCD 位于通电长直导线附近,线圈与导线在同一个 平面内,线圈的两个边与导线平行。在这个平面内,线圈远离导线移动时, 线圈中有没有感应电流？ 布置作业：课后练习 附：探究感应电流的产生条件实验记录卡

一、观察与思考 实验一：闭合电路的一部分导体,在磁场中切割磁感线 初

中结论：

--

切割产生感应电流的本质： 二、实验探究

表一 磁铁相对螺线管运动

操作情况

电流表指针 是否偏转

感应电流有无 什么量

在变化

D

C 实验一

表二

大小螺线管实验

实验结论： 三、归纳总结： 感应电流的产生条件是 。

大螺线管不动

N 极插入 N 极插入不

动 N 极拔出 S 极插入 S 极插入不 S 极拔出

对小螺线管电路操作情况

大螺线管中有无感应电

流 什么量在变化

开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关闭合,滑片移

动

开关闭合,滑片不

动

实验二

实验三