福建省泉州市2020年青年教师说课比赛系列—高中物理：《磁生电的探索》教学设计

§1.1 磁生电的探索教学设计

三维目标

一、知识与技能

了解电磁感应现象发展的曲折历程

知道什么是电磁感应现象，理解感应电流产生的条件

二、过程与方法

学会通过实验观察、记录实验结果、分析论证得出结论的科学探究方法

三、情感态度与价值观

通过对电磁感应现象的发现历程的学习，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神

通过学习产生磁生电的条件，养成探究物理规律的良好习惯，提高自身的素养重点难点

重点：通过实验探究感应电流的产生条件

难点：组织学生完成电磁感应现象的实验，归纳总结出产生感应电流的条件。

教材分析

作为选修3-2第一章第一节，本节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。

教学过程

导入新课

利用我们生活中的一种手压式手电筒来引入课题，吸引学生的兴趣．提出问题：这种手电筒不需要电池，那么它的电从哪里来的？思考并带着这个问题来学习本节新课。

新课教学

一、电磁感应的探究历程

（1）菲涅耳（A.J.Fresnel，1788—1827，法国物理学家）的贡献：在奥斯特公布他的发现不久，菲涅耳就宣称他把磁铁放在螺旋线圈里，能够成功地由磁产生出电。但是当其他科学家按照这样做时，却没能产生出电，但是菲涅耳的这一发现却启发了安培于1821年着手于这一方面的探索。

（2）安培（A.M.Ampere,1775—1836），法国物理学家安培设计了这样一个实验：他将一个多匝线圈固定在竖直平面上，在这个线圈的内部的同一竖直平面悬挂一个可以转动的闭合线圈。他设想，当固定线圈中通以强电流时，悬挂的闭合线圈中也会产生某种电流而出现磁性；这时如果用一个强磁铁接近它，就会使中间的可动线圈转动起来。由于他只是在稳态情况下进行实验，所以未能探测到这种现象。

（3）科拉顿（D.Colladen，1802—1892）：瑞士物理学家科拉顿将一块磁铁在线圈中移动，试图在螺线管中产生出电流。为避免磁铁对电流计的指针产生影响，他用一根很长的导线把螺线管和电流计连接起来，并把电流计放在隔壁的房间里。实验时，他将磁铁分别插入和拔出螺线管，然后再跑到隔壁房间观察电流计的摆动情况。但不管他跑的多快，始终没有看到电流计的偏转。

（4）亨利（J.Henry , 1797—1878）美国科学家亨利于1830年暑期，在研究绕有不同长度导线的电磁铁所产生的磁力大小时，把一个线圈与电流计相连，当线圈放在蹄形电磁铁的两极之间，当他给电磁铁通电时，电流计指针出现了摆动，断开电源时，电流计指针向相反方向摆动。由于新学期开学，他不得不停止了这一研究，因而错过了发表这一成果的时机，被誉为离发现“磁生电”现象只有一步之遥的人。

（5）戴维在法拉第之前已经在实验中探究出了电磁感应现象，但是由于戴维没有及时总结，从而使这一成果与他失之交臂……。

（6）法拉第（M.Farad 1791—1867）英国物理学家法拉第自1821年就开始了磁生电的研究，他用强磁铁靠近闭合线圈，想在闭合线圈中产生出电流，均遭到失败，但他毫不气馁，仍然坚定地进行各种实验，经过无数次的试验，终于于1831年发现了磁生电的现象。

二、科学探究——感应电流产生的条件

过渡：现在让我们沿着先人们走过的路，来探究在什么样的条件下磁才能生电。

提供器材：灵敏电流计、螺线管（粗细各一个）、条形磁铁、蹄形磁铁、电源、开关、滑动变阻器、导体、铁架台、导线若干。

思考：如何利用这些器材让磁产生电？学生思考讨论，设计实验方案。

学生的设想可能有：

（一）如图（1），导体在磁场中运动，将导体放在磁场中运

动，观察是否有电流产生。注意引导学生导体在磁场中的运动是

多样性的，例如左右、上下、前后等。

现象：导体在磁场中前后或斜方向运动会有电流产生

图（1）

（二）：如图（2），将螺线管与电流计组成闭合的回路，把条形

磁铁插入、拔出螺线管，或静止在螺线管中，注意观察是否有电

流产生。

现象：当磁铁与螺线管相对运动时，闭合回路中有电流产生。

图（2）

（三）：如图（3），螺线管A、滑动变阻器、电源、开关

组成一个回路；螺线管A放在螺线管B内，螺线管B与电流

计组成一个闭合回路。引导学生考虑：磁场可以由电流产生，

而电流是可以方便调节的。归纳思路后，引导学生探究问题。

图（3）

图（4）

图（5）

方案三表格

还可能有下面几个方案：

（四）：如图(4),将小螺线管在大螺线管中迅速插入和拔出或相当静止时，观察是否有电流产生。

现象：当小螺线管与大螺线管相对运动时有电流产生；小螺线管静止在大螺线管时没有电流产生。

（五）：如图（5），小螺线管静止在大螺线管中，在开关断开或闭合的瞬间观察电流计指针是否会偏转。

现象：当开关闭合或断开的瞬间有电流产生。

思考：本实验中，当小螺线管静止在大螺线管中，开关闭合和断开的瞬间电流

A 中电流的变化情况

B 中磁通量的变化情况

B 中是否产生电流

闭合开关的瞬间 变大 变大 产生 闭合开关，A 中电流稳定后

不变

不变

不产生

闭合开关，A 中电流稳定后，再让变阻器电阻增大

变小 变小 产生

闭合开关，A 中电流稳定后，再让变阻器电阻减小

变大 变大 产生

断开开关瞬间 变小 变小 产生