物理选修3-2第一章第二节《产生感应电流的条件 》课程教学设计

《研究产生感应电流的条件》教学设计

一、教学分析

1、教材分析

《探究感应电流的产生条件》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。

教材中对法拉第坚信磁能生电，并历经十年的不懈努力，最后终于发现电磁感应规律的物理学史料的介绍，是一个很好的德育切入点，同时也体现了教材对学生人文思想和科学精神的熏陶。

2、学情分析

高中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。

二、教学目标

1、物理观念

能够从分析归纳感应电流产生条件的过程中，加深对磁通量的概念及其变化的理解，形成“磁生电”的认识。

2、科学思维

从有序设计的系列递进实验，用归纳思想得出产生感应电流的一般性条件，并会判断分析具体实例。

3、科学探究

了解探究感应电流产生条件的实验方法；经历探究过程，综合信息得出感应电流产生的条件。

4、科学态度和责任

了解人类探究电磁感应现象的过程，体会并培养探究自然规律的科学态度和科学精神文库。

三、教学重难点

1、教学重点：学生实验探究的过程；对产生感应电流条件的归纳总结。

2、教学难点：组织学生完成实验及总结产生感应电流的条件；感应电流的方向判定。

四、教学过程

（一）设疑提问，引入新课

老师：1.电能生磁磁也能生电，你在生活中见到过电磁感应现象吗？（手摇式手电筒、大部分发电机及变压器的工作原理都是电磁感应）

原始问题，是指自然界及社会生活中客观存在，能够反映科学概念、规律本质且未被加工的典型科学现象和事实。原始物理问题仅是对现象的描述，给学生创设了一个真实开放的情境，激发其积极思维。

“手压式手电筒”问题是一个典型的原始问题：手压式手电筒只需用手连续按压发电手柄，就能为LED 灯提供源源不断的电能。手压式手电筒的构造极其简单：线圈、磁铁（产生磁场）、发条等，那么它是如何发电的呢？手压带齿摇柄，摇柄带动齿轮结构，将摇柄的反复摆动转化成齿轮的单向间歇转动，齿轮带动永磁体在线圈当中转动，产生电流，点亮LED。产生电流的原因是什么？

2.是不是只要有磁场就会产生电流？感应电流的产生有条件吗？（回顾历史，学习法拉第的科学精神。）

（二）新课教学，问题引路

探究实验一：导体切割磁感线产生感应电流（如图4.2-1所示）

实验方案，记录现象，讨论思考规律

图4.2-1

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

向左平动向右平动

向上平动向下平动

向前平动向后平动

结论：只有部分导体左右切割磁感线时，有电流产生，当导体前后，上下平动时无感应电流

思考：为什么导体棒只有左右切割磁感线时才有电流产生？

探究实验二：（如图4.2-2所示）：

①器材介绍灵敏电流计，线框，条形磁铁，螺线管

图4.2-2

②方案设计

磁铁的动作表针摆动方向磁铁的动作表针摆动方向

N极插入线圈S极插入线圈

N极停在线圈中S极停在线圈中

N极从线圈中抽出S极从线圈中抽出

③学生探究。

④小组讨论、归纳。

结论：感应电流产生条件是导体与磁场相对运动

思考：是不是只有当导体与磁场相对运动时才有感应电流？

探究实验三：模仿法拉第的实验（如图4.2-3所示）

①器材介绍：灵敏电流计，大小螺线管各一个，电源，滑动变阻器，导线，多媒体课件，学生分组实验器材。

图4.2-3

②方案设计（学生操做实验，记录观察结果）

实验操作表针偏转

开关闭合瞬间

开关断开瞬间

开关闭合时，滑动变阻器不动

开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片

③学生探究。

④小组讨论、归纳。

结论：当小线圈内电流变化时大线圈内会出现感应电流。

思考：与前两个实验结论有什么联系？

（三）师生共同比较分析三个实验，从不同中找到共性，从现象发现本质。

在4.2-1所示的实验可以简化为图4.2-4的示意图。从中可以看出，当导体棒在金属导轨上左右运动时，虽然磁场的强弱没有变化，但是导体切割磁感线的运动使闭合回路包围的面积在变化。这种情况下会有感应电流。

图4.2-4

在4.2-2所示的实验中，磁铁插入线圈时，线圈中的磁场由弱变强；磁铁从线圈中抽出时，线圈中的磁场由强变弱。这两种情况下会有感应电流。

图4.2-5

在4.2-3所示的实验中，由于迅速移动滑动变阻器（或由于开关的闭合、断开），小线圈中的电流迅

速变化，产生的磁场的强弱也在迅速变化，又由于两个线圈套在一起，所以通过大线圈的磁场强弱也在迅速变化。这种情况下大线圈中也有感应电流。

图4.2-6

磁场的强弱也在迅速变化，又由于两个线圈套在一起，所以通过大线圈的磁场强弱也在迅速变化。这种情况下大线圈中也有感应电流。

从上面几个事例可以看出，产生感应电流的条件与磁场的变化有关，也就是说与磁感应强度的变化有关系；另外，与闭合电路包围的面积有关系。由于闭合电路包围的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫做磁通量，所以我们也可以用磁通量来描述感应电流的产生条件。

教师设问：那么在其它情况下是否也因为磁通量变化而产生感应电流呢？ 概括结论：

以上实验及其他事实表明：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

产生。

（四）课堂练习：

思考题：这是一个变压器的简单模型，在一根铁棒P 上套两个线圈A 、B ，如果给线圈A 通以如图所示的

甲、乙、丙、丁4种电流，在t 1到t 2这段时间内，哪种情况可以在线圈B 中产生感应电流？为什么？

五、课堂小结

1.产生感应电流的条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会有感应电流产生。

()的含义注意变化。变化，可能引起变化，、变化。变化，引起不变，、变化。变化，引起不变，、S S B B S S B ⎪⎩

⎪

⎨⎧ΦΦΦ321