選修3-2第四章 電磁感應第2節(jié)探究電磁感應的產(chǎn)生條件一、教材分析探究電磁感應的產(chǎn)生條件是高中物理新課程（選修3-2）第四章第二節(jié)的內(nèi)容，是電磁學的核心內(nèi)容之一，在整個高中物理中占有相當重要的地位。本節(jié)內(nèi)容揭示了磁和電的內(nèi)在聯(lián)系，通過探究實驗的方法歸納出了“磁生電”的規(guī)律，在教材中起到了承前啟后的作用，是學生今后學習法拉第電磁感應定律、楞次定律和交變電流產(chǎn)生的基礎。在教材的編排上本節(jié)從初中知識點閉合電路的部分導線切割磁感線產(chǎn)生電流入手，再設計學生探究實驗，對現(xiàn)象進行分析歸納，最后總結(jié)出產(chǎn)生感應電流的條件，這樣的編排符合學生的認知規(guī)律。二、教學目標1知識和技能（1）知道什么是電磁感應現(xiàn)象。（2）能根據(jù)實驗事實歸納產(chǎn)生感應電流的條件。（3）會運用產(chǎn)生感應電流的條件判斷具體實例中有無感應電流。（4）能說出電磁感應現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化特點。2過程和方法（1）體會科學探索的過程特征，領悟科學思維方法。（2）通過實驗探究，歸納概括出利用磁場產(chǎn)生電流的條件，培養(yǎng)學生的觀察、操作、探究、概括能力。3情感、態(tài)度和價值觀（1）通過本節(jié)課的學習，激發(fā)學生的求知欲望，培養(yǎng)他們嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。（2）介紹法拉第不怕困難，頑強奮戰(zhàn)十年，終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，感受法拉第勇于探索科學真理的科學精神。（3）通過對物理學中簡潔美的介紹賞析，培養(yǎng)學生欣賞物理學中美的情懷。三、教學重點難點重點：學生實驗探究的過程。對產(chǎn)生感應電流條件的歸納總結(jié)。難點：教師對學生探究式學習的操控。學生對實驗現(xiàn)象的分析總結(jié)磁通量的變化。四、學情分析我們的學生屬于平行分班，沒有實驗班，學生已有的知識和實驗水平有差距。學生對閉合電路的部分導線切割磁感線能產(chǎn)生電流，在初中已有一定的認識，但在空間想象、問題本質(zhì)的分析等方面還較為薄弱。因此，在教學中從學生的已有知識出發(fā)，通過學生自主學習、探究實驗、產(chǎn)生問題、協(xié)作交流等學習方法，從而解決問題得出產(chǎn)生感應電流的條件的結(jié)論。五、教學方法1歸納法：教師引導學生認真觀察、積極思維，然后進行分析論證，歸納總結(jié)出產(chǎn)生感應電流的條件2. 實驗法：教師演示實驗 學生實驗3學案導學：見后面的學案。4新授課教學基本環(huán)節(jié)：預習檢查、總結(jié)疑惑情境導入、展示目標合作探究、精講點撥反思總結(jié)、當堂檢測發(fā)導學案、布置預習六、課前準備1學生的學習準備：導學案、學生實驗器材2教師的教學準備：多媒體課件制作，課前預習學案，課內(nèi)探究學案，課后延伸拓展學案。3教學環(huán)境的設計和布置：分小組合作學習，分6個學習小組。七、課時安排：1課時八、教學過程(一)預習檢查、總結(jié)疑惑檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。（2） 情景導入、展示目標。提出問題1在初中，我們就初步學習和認識了電磁感應。請問：什么叫電磁感應現(xiàn)象？2 你知道電磁感應現(xiàn)象在生產(chǎn)和生活中有哪些應用？PPT展示：我們在初中對電磁感應的認知1 閉合電路中的一部分導體在磁場中運動時產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為電磁感應現(xiàn)象。電磁感應中產(chǎn)生的電流稱為感應電流。2 導體在磁場中產(chǎn)生電流的條件是：閉合電路的部分導體在磁場中做“切割磁感線”運動。3發(fā)電機、話筒、電話機等，都是利用電磁感應原理工作的。4英國科學家法拉第經(jīng)過10年的不懈努力，于1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象（三）合作探究、精講點撥。探究一：閉合電路的部分導體切割磁感線演示：導體左右平動，前后運動、上下運動。觀察電流表的指針，把觀察到的現(xiàn)象記錄在表1中。如圖所示。 導體棒的運動表針的擺動方向?qū)w棒的運動表針的擺動方向向右平動向左向后平動不擺動向左平動向右向上平動不擺動向前平動不擺動向下平動不擺動結(jié)論：只有左右平動時，導體棒切割磁感線，有電流產(chǎn)生，前后平動、上下平動，導體棒都不切割磁感線，沒有電流產(chǎn)生。學生：觀察實驗，記錄現(xiàn)象。探究二：還有哪些情況可以產(chǎn)生感應電流學生實驗：下面要求同學們盡可能像真正的科研人員一樣進行實驗探索。以6人一小組為單位參與競賽，看哪組速度快、方法多，5分鐘為限。（1）學生進行實驗探索比賽，教師作裁判巡視。學生可能會有下列實驗操作：1. 條形磁鐵插入或拔出大的螺線管2. 按課本實驗三連接電路，電鍵閉合或斷開電鍵閉合后，改變變阻器阻值 3. 電鍵閉合后，小螺線管插入或拔出大螺線管（2）各小組匯報情況，宣布獲勝小組，給予表揚，并對學生的實驗探索小結(jié)，強調(diào)團結(jié)協(xié)作對提高研究效率的重要意義。（3）給學生提供正確的實驗現(xiàn)象答案。（參考課本上二個實驗利用電磁感應實驗演示和直流電動機演示學生可能還沒發(fā)現(xiàn)的方案并注意觀察實驗現(xiàn)象填在課本上主要是觀察靈敏電流計指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)和并歸納出每個實驗中可以得出的結(jié)論）。表2磁鐵的運動表針的擺動方向磁鐵的運動表針的擺動方向N極插入線圈向右S極插入線圈向左N極停在線圈中不擺動S極停在線圈中不擺動N極從線圈中抽出向左S極從線圈中抽出向右結(jié)論：只有磁鐵相對線圈運動時，有電流產(chǎn)生。磁鐵相對線圈靜止時，沒有電流產(chǎn)生。表3操作現(xiàn)象開關(guān)閉合瞬間有電流產(chǎn)生開關(guān)斷開瞬間有電流產(chǎn)生開關(guān)閉合時，滑動變阻器不動無電流產(chǎn)生開關(guān)閉合時，迅速移動變阻器的滑片有電流產(chǎn)生結(jié)論：只有當線圈A中電流變化時，線圈B中才有電流產(chǎn)生。探究三、分析歸納論證、得出結(jié)論。教師：通過上節(jié)課的學習我們就已經(jīng)知道，“磁生電”是一種在變化、運動的過程中才能出現(xiàn)的效應。試以上面三個演示實驗為例，對以上結(jié)論進行分析論證。學生：分組討論，學生代表發(fā)言。學生甲：演示實驗1中，部分導體切割磁感線，閉合電路所圍面積發(fā)生變化（磁場不變化），有電流產(chǎn)生；當導體棒前后、上下平動時，閉合電路所圍面積沒有發(fā)生變化，無電流產(chǎn)生。學生乙：演示實驗2中，磁體相對線圈運動，線圈內(nèi)磁場發(fā)生變化，變強或者變?nèi)酰ň€圈面積不變），有電流產(chǎn)生；當磁體在線圈中靜止時，線圈內(nèi)磁場不變化，無電流產(chǎn)生。學生丙：演示實驗3中，通、斷電瞬間，變阻器滑動片快速移動過程中，線圈A中電流變化，導致線圈B內(nèi)磁場發(fā)生變化，變強或者變?nèi)酰ň€圈面積不變），有電流產(chǎn)生；當線圈A中電流恒定時，線圈內(nèi)磁場不變化，無電流產(chǎn)生。教師點評：通過大家的論證，我們得出結(jié)論：“磁生電”的確是一種在變化、運動的過程中才能出現(xiàn)的效應。思考：以上實驗中能產(chǎn)生感應電流的電路有什么特點？學生思考后很快能得出。產(chǎn)生感應電流條件之一：閉合的電路。教師演示：在教師演示2把磁鐵插入有一小縫鋁環(huán)中，鋁環(huán)不轉(zhuǎn)動。提出新的問題：產(chǎn)生感應電流的除了電路要閉合外，我們從以上的幾個實驗中可以得到，像實驗1閉全電路的一部分導體與磁體發(fā)生相對運動可以產(chǎn)生電流；實驗3導體與磁體不發(fā)生相對運動，也可以產(chǎn)生感應電流，可見我們對產(chǎn)生感應電流的條件需要進一步的概括，問：請大家思考以上幾個產(chǎn)生感應電流的實例，能否從本質(zhì)上概括出產(chǎn)生感應電流的條件？引導學生從磁通量變化分析：實驗1中，部分導體切割磁感線，磁場不變，但電路面積變化，從而穿過電路的磁通量變化，從而產(chǎn)生感應電流；實驗2中，導體插入、拔出線圈，線圈面積不變，但磁場變化，同樣導致磁通量變化，從而產(chǎn)生感應電流；實驗3中，通斷電的瞬間，滑動變阻器的滑動片迅速滑動的瞬間，都引起線圈A中電流的變化，最終導致線圈B中磁通量變化，從而產(chǎn)生感應電流。歸納結(jié)論：從這三個實例看見：感應電流產(chǎn)生的條件，應是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應電流。思考：是不是只要閉合電路所在位置的磁場發(fā)生變化，閉合電路中就能產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象呢？學生討論后再演示：（1）讓插有軟鐵芯的螺線管A的軸線與線圈C的平面共面，閉合電鍵。（2）讓插有軟鐵芯的螺線管A的軸線與線圈C的平面垂直，閉合電鍵?，F(xiàn)象及結(jié)論：在操作（1）中，螺線管A中磁場發(fā)生變化，而電流表指針不偏轉(zhuǎn)，說明線圈C中沒有感應電流；在操作（2）中，螺線管A中磁場發(fā)生變化，而電流表指針偏轉(zhuǎn)，說明線圈C中有感應電流.其中，操作（1）（2）的不同點在于螺線管A通電前后穿過閉合線圈C的磁通量（或磁感線條數(shù)）是否發(fā)生變化。討論：在電磁感應現(xiàn)象中有感應電流產(chǎn)生，大家能否從能量守恒觀點出發(fā)解釋電能是如何產(chǎn)生的？學生討論后教師總結(jié)：在實驗一和實驗二中是外力移動磁鐵和導體做了功，消耗了機械能，轉(zhuǎn)化為電能，能的總量是守恒的。即符合能量守恒定律。發(fā)電機就是根據(jù)這個原理制造成的。在實驗三中，電能通過變化的磁場由一個螺線管轉(zhuǎn)移到另一個螺線管。變壓器就是根據(jù)這個原理制造的?？傊?，在電磁感應現(xiàn)象中，能量無論是轉(zhuǎn)化還是轉(zhuǎn)移，總量保持不變，是確定無疑的。（四）反思總結(jié)，當堂檢測。本節(jié)課的重點是學生實驗探究的過程。對產(chǎn)生感應電流條件的歸納總結(jié)。難點是教師對學生探究式學習的操控。學生對實驗現(xiàn)象的分析總結(jié)磁通量的變化。（五）發(fā)導學案、布置預習。在下一節(jié)課我們一起來學習楞次定律。這節(jié)課后大家可以先預習這一部分，著重分析科學家是如何設計實驗，如何得出恰當?shù)慕Y(jié)論的。并完成本節(jié)的課后練習及課后延伸拓展作業(yè)。設計意圖：布置下節(jié)課的預習作業(yè)，并對本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時批閱本節(jié)的延伸拓展訓練。九、板書設計一、閉合電路的部分導體切割磁感線二、還有哪些情況可以產(chǎn)生感應電流三、磁通量的變化四、電磁感應的產(chǎn)生條件十、教學反思教學策略及創(chuàng)造性教學設計：這節(jié)課的關(guān)鍵是設計并做好演示實驗，要在學生觀察、實驗的基礎上，提出明確的問題，讓學生積極思考、討論，并對實驗現(xiàn)象加以歸納、概括，培養(yǎng)學生從實驗事實中歸納、概括出物理概念和規(guī)律的能力。一般概念新授課，啟發(fā)式綜合教學（實驗討論為主），體現(xiàn)“學生為主體，教師為主導，實驗為基礎”的教學思想。同時這節(jié)課為了引起學生的學習興趣和使學生更好地理解電磁感應應現(xiàn)象，介紹了法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的歷史，使學生了解發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象的歷史背景和思路，進行科學思想的教育。法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的指導思想和堅忍不拔的意志對學生有很大的啟示的和教育意義。在后面的教學過程中會繼續(xù)研究本節(jié)課，爭取設計的更科學，更有利于學生的學習，也希望大家提出寶貴意見，共同完善，共同進步!十一、學案設計(見下頁)