高中物理2 探究电磁感应的产生条件教学设计

4.2探究电磁感应的产生条件

【教学目标】

1.知识与技能

（1）理解什么是电磁感应现象。

（2）知道产生感应电流的条件。

（3）会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。

（4）理解磁通量的变化的含义。

2.过程与方法

学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法

3.情感、态度与价值观

（1）．渗透物理学方法的教育，通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。

（2）．通过观察演示实验，归纳出利用磁场产生电流的条件，培养学生的观察概况能力。

【教学重点】通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。

【教学难点】闭合电路磁通量的变化。

【教学方法】实验观察法、分析法、实验归纳法、讲授法

【教学媒体】条形磁铁（两个），导体棒，示教电流表，线圈（粗、细各一个），学生电源，开关，滑动变阻器，导线若干。

【教学过程】

（一）复习旧课

磁通量（φ）的概念：

什么叫磁通量？它是如何定义的？公式是怎样的？通常情况下如何表示？

（1）定义：面积为s，垂直匀强磁场b放置，则b与s乘积，叫做穿过这个面的磁通量，用φ表示。

（2）公式：φ=B·S

（3）单位：韦伯（wb）    1wb=1T·m2

磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数。

（二）引入新课

“科学技术是第一生产力。”在漫漫的人类历史长河中，随着科学技术的进步，一些重大发现和发明的问世，极大地解放了生产力，推动了人类社会的发展，特别是我们刚刚跨过的二十世纪，更是科学技术飞速发展的时期。经济建设离不开能源，人类发明也离不开能源，而最好的能源是电能，可以说人类离不开电。饮水思源，我们忘不了为发现和使用电能做出卓越贡献的科学家——法拉第。

1820年奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第由此受到启发，开始了“由磁生电”的探索，经过十年坚持不懈的努力，于1831年8月29日发现了电磁感应现象，开辟了人类的电气化时代。

本节课我们就来探究电磁感应的产生条件。

（三）进行新课

1、实验观察

（1）闭合电路的部分导体切割磁感线

在初中学过，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，如图4.2-1所示。

演示：导体左右平动，前后运动、上下运动。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表1中。如图所示。

观察实验，记录现象。

表1

还有哪些情况可以产生感应电流呢？

（2）向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出

演示：如图4.2-2所示。把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，从线圈中拔出，或静止地放在线圈中。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表2中。

观察实验，记录现象。

表2

（3）模拟法拉第的实验

演示：如图4.2-3所示。线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流表连接，把线圈A装在线圈B的里面。观察以下几种操作中线圈B中是否有电流产生。把观察到的现象记录在表3中。

观察实验，记录现象。

表3

2、分析论证

分组讨论，学生代表发言。

演示实验1中，部分导体切割磁感线，闭合电路所围面积发生变化（磁场不变化），有电流产生；当导体棒前后、上下平动时，闭合电路所围面积没有发生变化，无电流产生。

演示实验2中，磁体相对线圈运动，线圈内磁场发生变化，变强或者变弱（线圈面积不变），有电流产生；当磁体在线圈中静止时，线圈内磁场不变化，无电流产生。（如图4.2-4）

演示实验3中，通、断电瞬间，变阻器滑动片快速移动过程中，线圈A中电流变化，导致线圈B内磁场发生变化，变强或者变弱（线圈面积不变），有电流产生；当线圈A中电流恒定时，线圈内磁场不变化，无电流产生。（如图4.2-5）

3、归纳总结

请大家思考以上几个产生感应电流的实例，能否从本质上概括出产生感应电流的条件？

实例1中，部分导体切割磁感线，磁场不变，但电路面积变化，从而穿过电路的磁通量变化，从而产生感应电流；实例2中，导体插入、拔出线圈，线圈面积不变，但磁场变化，同样导致磁通量变化，从而产生感应电流；实例3中，通断电的瞬间，滑动变阻器的滑动片迅速滑动的瞬间，都引起线圈A中电流的变化，最终导致线圈B中磁通量变化，从而产生感应电流。从这三个实例看见，感应电流产生的条件，应是穿过闭合电路的磁通量变化。

引起感应电流的表面因素很多，但本质的原因是磁通量的变化。因此，电磁感应现象产生的条件可以概括为：

只要穿过闭合电路的磁通量变化，闭合电路中就有感应电流产生。

4、电磁感应中的能量转化

电有电场能，磁有磁场能，电磁感应与能量守恒与转化有无关系呢？

下面从能量角度分析电磁感应现象。

[分析] 实验一、消耗机械能---电能发电机 实验三、电能由a螺线管转移到b螺线管变压器

结论：电磁感应现象同样遵循能量转化与守恒定律。

【课堂小结】：本节课我们通过实验探究，总结出了磁生电的条件：即穿过闭合回路的磁通量发生变化，在闭合回路中就产生感应电流。其中我们对磁通量的变化应该加深理解，磁通量的变化包括B的大小方向变化，S的大小和方向的变化，还有磁场和平面间的夹角变化都可能引起回路的磁通量的变化，从而使回路产生感应电流。

【板书设计】：

                 第二节：探究电磁感应的产生条件

一、复习磁通量

1、定义：面积为S，垂直匀强磁场b放置，则b与s乘积，叫做穿过这个面的磁通量，用φ表示。磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数。

2、公式：φ=B·S

3、单位：韦伯（wb）    1wb=1T·m2

二、产生感应电流的条件

1、         闭合回路

2、         回路中的磁通量发生变化，B、S、θ变化。

三、电磁感应中的能量转化

电磁感应现象同样遵循能量转化与守恒定律。

【课后作业】：课本P7-P8“问题与练习”1、2、3、4、5题。

【教学反思】：让学生自己设计试验，然后自己验证，学生兴趣很浓，思维非常活跃，以后要放手让学生自己设计问题，解决问题。在教学中更应注重学生自身潜力的挖掘，让学生自己动手，自己探究，解决问题，得出结论，加深印象。