高中物理人教版 (新课标)选修32 探究电磁感应的产生条件教案

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修32 探究电磁感应的产生条件教案，共5页。教案主要包含了教材分析，教学目标，教学重点难点，学情分析，教学方法，课前准备，课时安排，教学过程等内容，欢迎下载使用。

第2节《探究电磁感应的产生条件》


一、教材分析


探究电磁感应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。


二、教学目标


1．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。


（4）能说出电磁感应现象中的能量转化特点。


2．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。


3．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）通过对物理学中简洁美的介绍赏析，培养学生欣赏物理学中美的情怀。


三、教学重点难点


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。


难点：①教师对学生探究式学习的操控。②学生对实验现象的分析总结──磁通量的变化。


四、学情分析


我们的学生属于平行分班，没有实验班，学生已有的知识和实验水平有差距。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。


五、教学方法


1．归纳法：教师引导学生认真观察、积极思维，然后进行分析论证，归纳总结出产生感应电流的条件


2. 实验法：教师演示实验 学生实验


3．学案导学：见后面的学案。


4．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习


六、课前准备


1．学生的学习准备：导学案、学生实验器材


2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。3．教学环境的设计和布置：分小组合作学习，分6个学习小组。


七、课时安排：1课时


八、教学过程


(一)预习检查、总结疑惑


检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。


情景导入、展示目标。


提出问题1．在初中，我们就初步学习和认识了电磁感应。


请问：什么叫电磁感应现象？


你知道电磁感应现象在生产和生活中有哪些应用？


PPT展示：我们在初中对电磁感应的认知


闭合电路中的一部分导体在磁场中运动时产生电流的现象称为电磁感应现象。电磁感应中产生的电流称为感应电流。


导体在磁场中产生电流的条件是：闭合电路的部分导体在磁场中做“切割磁感线”运动。3．发电机、话筒、电话机等，都是利用电磁感应原理工作的。


4．英国科学家法拉第经过10年的不懈努力，于1831年发现了电磁感应现象


（三）合作探究、精讲点拨。


探究一：闭合电路的部分导体切割磁感线


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。

















学生：观察实验，记录现象。


探究二：还有哪些情况可以产生感应电流




















学生实验：


下面要求同学们尽可能像真正的科研人员一样进行实验探索。以6人一小组为单位参与竞赛，看哪组速度快、方法多，5分钟为限。


（1）学生进行实验探索比赛，教师作裁判巡视。


学生可能会有下列实验操作：


条形磁铁插入或拔出大的螺线管


按课本实验三连接电路，电键闭合或断开电键闭合后，改变变阻器阻值


电键闭合后，小螺线管插入或拔出大螺线管


（2）各小组汇报情况，宣布获胜小组，给予表扬，并对学生的实验探索小结，强调团结协作对提高研究效率的重要意义。


（3）给学生提供正确的实验现象答案。（参考课本上二个实验利用电磁感应实验演示和直流电动机演示学生可能还没发现的方案并注意观察实验现象填在课本上主要是观察灵敏电流计指针是否发生偏转和并归纳出每个实验中可以得出的结论）。


表2


表3


探究三、分析归纳论证、得出结论。


教师：通过上节课的学习我们就已经知道，“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。试以上面三个演示实验为例，对以上结论进行分析论证。


学生：分组讨论，学生代表发言。


学生甲：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。


学生乙：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。


学生丙：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。


教师点评：通过大家的论证，我们得出结论：“磁生电”的确是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。


思考：以上实验中能产生感应电流的电路有什么特点？学生思考后很快能得出。


产生感应电流条件之一：闭合的电路。


教师演示：在教师演示2把磁铁插入有一小缝铝环中，铝环不转动。


提出新的问题：产生感应电流的除了电路要闭合外，我们从以上的几个实验中可以得到，像实验1闭全电路的一部分导体与磁体发生相对运动可以产生电流；实验3导体与磁体不发生相对运动，也可以产生感应电流，可见我们对产生感应电流的条件需要进一步的概括，


问：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？


引导学生从磁通量变化分析：


实验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；实验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；实验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。


归纳结论：


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发生变化。


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。


思考：是不是只要闭合电路所在位置的磁场发生变化，闭合电路中就能产生电磁感应现象呢？


学生讨论后再演示：


（1）让插有软铁芯的螺线管A的轴线与线圈C的平面共面，闭合电键。


（2）让插有软铁芯的螺线管A的轴线与线圈C的平面垂直，闭合电键。


现象及结论：


在操作（1）中，螺线管A中磁场发生变化，而电流表指针不偏转，说明线圈C中没有感应电流；在操作（2）中，螺线管A中磁场发生变化，而电流表指针偏转，说明线圈C中有感应电流.其中，操作（1）（2）的不同点在于螺线管A通电前后穿过闭合线圈C的磁通量（或磁感线条数）是否发生变化。


讨论：在电磁感应现象中有感应电流产生，大家能否从能量守恒观点出发解释电能是如何产生的？


学生讨论后教师总结：在实验一和实验二中是外力移动磁铁和导体做了功，消耗了机械能，转化为电能，


能的总量是守恒的。即符合能量守恒定律。发电机就是根据这个原理制造成的。在实验三中，电能通过变化的磁场由一个螺线管转移到另一个螺线管。变压器就是根据这个原理制造的。总之，在电磁感应现象中，能量无论是转化还是转移，总量保持不变，是确定无疑的。


（四）反思总结，当堂检测。


本节课的重点是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。难点是①教师对学生探究式学习的操控。②学生对实验现象的分析总结──磁通量的变化。


（五）发导学案、布置预习。


在下一节课我们一起来学习楞次定律。这节课后大家可以先预习这一部分，着重分析科学家是如何设计实验，如何得出恰当的结论的。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。


设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。


九、板书设计


一、闭合电路的部分导体切割磁感线


二、还有哪些情况可以产生感应电流


三、磁通量的变化


四、电磁感应的产生条件


十、教学反思


教学策略及创造性教学设计：这节课的关键是设计并做好演示实验，要在学生观察、实验的基础上，提出明确的问题，让学生积极思考、讨论，并对实验现象加以归纳、概括，培养学生从实验事实中归纳、概括出物理概念和规律的能力。一般概念新授课，启发式综合教学（实验讨论为主），体现“学生为主体，教师为主导，实验为基础”的教学思想。同时这节课为了引起学生的学习兴趣和使学生更好地理解电磁感应应现象，介绍了法拉第发现电磁感应现象的历史，使学生了解发现这一现象的历史背景和思路，进行科学思想的教育。法拉第发现电磁感应现象的指导思想和坚忍不拔的意志对学生有很大的启示的和教育意义。


在后面的教学过程中会继续研究本节课，争取设计的更科学，更有利于学生的学习，也希望大家提出宝贵意见，共同完善，共同进步!


十一、学案设计(见下页)











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
向右平动
向左
向后平动
不摆动
向左平动
向右
向上平动
不摆动
向前平动
不摆动
向下平动
不摆动
结论：只有左右平动时，导体棒切割磁感线，有电流产生，前后平动、上下平动，导体棒都不切割磁感线，没有电流产生。
磁铁的运动
表针的摆动方向
磁铁的运动
表针的摆动方向
N极插入线圈
向右
S极插入线圈
向左
N极停在线圈中
不摆动
S极停在线圈中
不摆动
N极从线圈中抽出
向左
S极从线圈中抽出
向右
结论：只有磁铁相对线圈运动时，有电流产生。磁铁相对线圈静止时，没有电流产生。
操作
现象
开关闭合瞬间
有电流产生
开关断开瞬间
有电流产生
开关闭合时，滑动变阻器不动
无电流产生
开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片
有电流产生
结论：只有当线圈A中电流变化时，线圈B中才有电流产生。