《磁生电的探索》教案

鲁科版高中物理选修3-2
第一章电磁感应
第一节磁生电的探索（教案）
教师：沈雄斌
福建省东山县第二中学
一、教材与学情分析
1、教材分析
本节课是高中物理选修3-2的开篇，在电磁学的学习过程起着承上启下的作用，在电磁感应现象认知中具有极其重要的地位。

本节的主要内容可以总结为两大部分：
1、磁生电的探索历程：本部分的目的在于通地过简述若干科学家在磁生电探索过程中的贡献，让学生感受科学发现过程的态度与精神，并从中得到启发。

2、探究感应电流产生的条件：实验探究是学生发现和验证物理规律，理解物理知识极为重要的途径，本部分教材上安排三个实验要求老师引导学生进行自主探究，要充分体现学生的合作意识和交流能力。

2、学情分析
（1）学生已经清楚电能够生磁，并能判断通电导线周围的磁场分布；了解什么是磁通量；
（2）知道电路中要有电流，电路必须是闭合回路；
（3）在初中，学生对闭合电路的部分导线切割磁感线能产生电流已有一定的认识，但在空间想象、问题本质的分析等方面还较为薄弱。

（4）能较熟练的使用互联网搜索引擎，有通过互联网查找相关知识的经验。

二、教学目标与重难点分析
（一）三维教学目标
1、知识与技能
（1）了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。

（2）知道电磁感应、感应电流的定义。

（3）通过实验与探究知道产生感应电流的条件；
2、过程与方法：
（1）利用互联网搜索，收集科学家在磁生电探索中的成与败，感悟科学发现的过程，并与同学分亨交流；
（2）通过科学探究，认识科学发现的一般过程（提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结）；并能通过交流得到感应电流的产生条件。

3、情感、态度与价值观
（1）领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。

（2）学会通过实验探究、分析现象、团结协作、讨论交流的途
径来解决问题。

（二）重点与难点
重点：感应电流产生的条件；
难点：总结出感应电流产生的条件。

三、教学设计
以新课程理论为指导思想，以充分发挥学生在教学过程中的主体地位为依托，尊重学生的认知规律，发挥老师的引导作用，以互联网为教学辅助工具，科学实验探究为认知手段，互动交流讨论为学习方式来设计本节课的教学过程。

1、分组（课前准备）：将全班学生大体分为9个小组，每组5-6人，每小组有一台可接入互联网的电脑以及可以做实验与交流的平台发及实验相关仪器；
2、展示美图：让学生感受电世界之壮观以及体会电对人类生活的重要性从而引入法拉第；
3、安排任务（12分钟）：利用互联网搜索引擎，如：百度（）,让学生收集在磁生电探索过程中相关的科学家，每小组再选定自己兴趣的角色了解其所做的研究及成败。

先小组内部自行讨论交流，再由教师组织与其它小组交流分享。

这个过程通过对科学家探索过程的了解应可以让学生对于磁生电的条件有了一定的认识。

4、实验探究（18分钟）：同学生一起分析探究磁生电过程大体会用到的器材，再分组实验探究。

将三个探究实验分成个不同实验小组，由学生自主设计实验，做好现象记录，处理相关信息，分析现象本质。

做好与其他小组交流的准备。

5、交流分亨（10分钟）：各小组选代表发表自己小组的研究过程和得到的结论，并对比思考分析其他小组实验现象与结论。

6、总结（5分钟）：总结感应电流产生的条件。

四、教学用具、教学方法和课时
1、教学用具：多媒体电脑与投影机（教学演示用）、互联网电脑、磁铁（U型磁铁，条形磁铁）、线圈、导线、灵敏电流表、学生电源、开关、滑动变阻器
2、教学方法：实验探究、讨论交流
3、课时：1课时
五、教学过程
（一）引入新课
师：（展示美图）壮丽的都市美景，是电气时代的产物，如今人类已离不开电，谁如此伟大为人类开创了这样的一个时代？
生：法拉第
师：法拉第是怎样发现了磁能生电呢？其实，在奥斯特发现了电流的磁效应后，有很多科学家受到了启发，既然电能产生磁，那么磁能不能产生电？并且做了相关的研究。

但为什么这个科学史上最伟大的发现之一的桂冠却只落在了法拉第的头上？
师：大家利用身边的互联网电脑，通过百度搜索引擎，来了解有哪些科学家对磁生电的条件做过探索。

并选择法拉第以及另一位你兴趣的科学家，了解其对磁生电的研究过程。

分析这两位科学在磁生电研究过程的成与败的原因。

师：了解之后各小组内部先进行讨论交流了解之后的认识，还有两位科学家的科学发现历程给了你什么样的人生感悟。

小组还要选一位代表起来总结发言与其它小组做交流。

（学生通互联网完成相关任务并小组内部交流。

这些内容在百度里可以很快搜到，而且教材里也列出了相关的一些科学家，百度百科里又有相应科学家的介绍，因此收集信息的过程相对会比较顺利。

）师：我们请各小组代表来回答刚才老师所提的问题。

生：……。

（几个小组基本上能将几个科学家的探索历程说清楚，老师用PPT课件辅肋演示说明几个科学家的研究与失败原因）师：探索磁生电的历程中，众多科学家的成与败。

你能从中领悟到什么？
生：（小组代表发言交流）
师：同学们说得很好，这个过程我们可以总结为：了解科学发现历程，感悟品味精彩人生。

对于科学家们磁生电的探索过程，电磁学理论的集大成者麦克斯韦也这样说过：“科学家其实也有许多粗糙的想法和不成功的经验。

他们是伟大的，但并不是高不可攀的。

”
师：从刚才的了解过程中，大家是否清楚了什么条件下磁才会生电呢？
师：在3-1的学习中我们已经了解，电路中要有电流，这个电路必须是一个什么样的电路？
生：闭合回路。

师：那我们要怎样才能知道电路中有电流？
生：接个灵敏电流计。

师：既然是探讨磁能不能生电，那我们需要什么样的器材？
生：磁铁。

师：如果没有永久磁铁可以用什么代替？
生：电磁铁。

师：很好。

在大家的桌上有为大家提供了一些器材，这些器材是用来探究磁生电的条件用的。

大家能不能利用这些器材研究出，在什么条件下，磁会生电？
师：实验器材组合有三种，每一种都有3组，等下每一种实验由一组代表回答，其他两组做补充。

实验时要注意记录你们的方法以及实验的现象，并讨论分析现象产生的原因。

如果经小组讨论仍无法进行实验，可以利用互联网搜索确认下实验的实物连接和操作过程。

（学生进行探究实验，过程中老师在黑板上画好三组实验用到的实物。

）
师：请小组派代表到黑板上连接好电路图。

（学生连接电路图）
第一组：（器材：电流计，U形磁铁，导体棒，导线）
生：先将导体棒与电流计组成闭合回路，连接好电路后我们做了这些探究：
（1）、让导体棒停在磁场中不动，现象：指针无偏转，说明没有电流产生。

（2）、沿平行磁感线方向移动导体棒，现象：指针无偏转，说明没有电流产生。

（3）、沿垂直磁感线方向移动导体棒，现象：指什偏转了，说明闭合回路有电流产生。

（4）、让导体棒做切割磁感线运动不管哪个方向都发现电流计指针发生偏转。

（5）、后来我们不用导体棒而直接用连接电路的导线去切割磁感线都成功的发现指针偏转了。

我们小组的结论：只要闭合回路中的一部份导体做切割磁感线运动，闭合回路中就会产生电流。

第二组：（器材：电流计，条形磁铁，螺线管，导线）
生：先将线圈与电流计组成闭合回路，连接好电路后我们做了这些探究：
（1）、让条形磁铁放入线圈中不动，现象：指针无偏转，说明没有电流产生。

（2）、抽出条形磁铁，现象：指针有偏转，说明有电流产生。

（3）、插入条形磁铁，现象：指什偏转了，说明有电流产生。

（4）、让条形磁铁不动，将线圈靠近或移离开条形磁铁，电流计指针都偏转了，说明也有电流产生。

我们小组的结论：只要线圈与条形磁铁有相对运动，闭合回路中就会产生电流。

第三组：（器材：电流计，学生电源，带铁芯小螺线管A，螺线管B，导线）
生：我们用带铁芯小螺线管A带代替磁铁，先将电源、带铁芯螺线管、开关，还有滑动变阻串联，再将螺线管B和电流计组成闭合回路。

连接好电路后我们做了这些探究：
（1）、将螺线管A放在螺线管B中，发现闭合开关或是断开开关的瞬间指针都发生了偏转，但一下就没了，说明在闭合开关和断开开关的过程中有电流产生；
（2）、闭合开关，将螺线管A从B中拔出或是插入的过程中都了现电流计指针偏转了，这说明这个过程有电流产生了。

（3）我们还改变了滑动变阻器的阻值，发现在滑动变阻器的阻值变化过程中电流计也发生了偏转，说明也产生了电流。

我们小组的结论是：当线圈所处的磁场发生变化时，闭合回路有感应电流产生。

师：大家做得很好，从这个方面讲我们超过了好多著名的科学家了。

从刚才这些同学的描述中我们发现了磁能够生电，而且根据大家的探究，磁生电的条件还真多。

那么大家是不是再分析探讨下这些条
件有没有什么共同点？
（进一步引导，并通过flash动画演示分析）
师：第一组实验，切割磁感线运动，动的是导体棒，那导体棒的移动引起了什么变化？
生：闭合回路的面积
师：第二组实验和第三组实验比较相似，磁体与螺线管相对运动，有什么量发生变化？
生：螺线管所在位置的磁场强度发生了变化。

师：对，就像第三组探究中开关闭合与打开的瞬间，滑动变阻器阻值变化的过程都是引起了穿过螺线管的磁感应强度发生了变化。

师：上面的几个探究实验，磁感应强度不变但面积变可以产生电流，或者磁感应强度变但面积不变也可以产生感应电流。

能不能用一个物理量来说明呢？
生：磁通量。

师：根据刚才大家的探究结论，我们可以总结为：只要是穿过闭合回路的磁通量发生变化，那么闭合回路就能产生感应电流。

这个结论，法拉第可是用了10年的时间。

师：我们把这种磁生电的现象称为：电磁感应现象；产生的电流也称为感应电流。

（PPT显示本节主知识内容，并安排一题简单的应用分析练习）课后探究：能不能利用地磁场发电？
作业练习：P8，3、4、5
教学反思：
本节课的设计以新课程理念的自主学习为支撑点，抓住了探究式学习的本质和核心，充分调动了学生学习的积极性和主动性，又不忽视教师在课堂教学过程中不可或缺的引导作用，觉得有些可取之处，主要体现在：
1、发挥互联网在学生学习与拓展知识中不可或缺的工具作用，让学生体验信息时代的发展给学习方式带来的变化，进而实现从能知道互联网到利用互联网进行自主学习的转变；
2、切合物理知识的认知特点，以及学生求知过程的理论形成规律，通过设计探究性实验，从提出问题，设计解决问题方案，到自主尝试解决问题的这样一个过程让学生激发学习热情，引导学习兴趣，从成功的探究中体验学习的乐趣，进而享受学习。

3、分小组进行实验，避免了实验过程相同情境的重复而引起的厌烦，再通过交流共亨，将三个探究的目的组合起来，让学生培养既有团结协作精神，又保留竞争意识，最终共同发展的良好学习理念。

4、通过教师的启发、引导，贯穿整个教学过程，虽以学生自主学习自主探究为主体，但教师的引导让学生能围绕整个教学目标有序进行，不会理题千里，保障了教学任务与能力培养的双重目标。

5、最后的课后探究又可以让学生自行动手设计实验，也可以通过互联网了解太空发电的情境，是对本节课教学方法的延续，体现了科学研究的一般历程：设想→实验探究→理论→再实验验证→应用。

让学生在经历中感悟科学研究的一般方法，提高学生的科学素质。

6、本节课还利用了PPT、flash软件以及多媒体设备进行辅肋教学，也没有抛开粉笔、黑板一方讲台的传统教学工具，可说是多种教学辅肋设备同台演出，但有序的教学设计使得这些设备有序的发挥着自己的功用。

当然，这样的设计并不是没有不足：
1、多种器材的同台演出，让课前准备花了更多的时间与精力，一线教师时间毕竟都很有限；
2、分组教学模式，课堂秩序比传统的教学方式难以控制，时间安排上存在不确定因素，控制不好，会影响教学任务的有效完成；
3、学生知识与能力的参差不齐，领悟能力高低，以及课堂纪律的遵守程度，上网搜索时是否自觉按照教师安排的任务进行开展，这些因素也影响着这种自主学习方式的有效开展。

总之，任何一种教学方式的实施与开展都是要不段的从实践与现实中进行修正与因制宜，也就是说实事求是，不盲从，不盲拒。

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