【教案】 电磁感应现象及其应用 教学设计 -2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.docx

电磁感应现象及其应用 教学设计教学目标1.知道什么是电磁感应现象和感应电流。2.通过实验探究感应电流产生的条件。3.了解电磁感应规律对社会发展的意义。教学内容教学重点：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。教学难点：1. 领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。2. 教师对学生探究式学习的操控。3. 学生对实验现象的分析总结磁通量的变化。教学过程（一） 情景导入。在之前我们学习了有关电场和磁场的知识，对电现象和磁现象有了较为深刻的理解。我们已经知道电荷能够通过“感应”使附近的导体出现电荷，电流能够在其周围“感应”出磁场，那么磁场能否“感应”出电流呢？回答是肯定的，这就是电磁感应现象。从这节课开始，我们就来学习这方面的知识。首先我们来了解科学家们在“磁生电”探究历程上的艰辛。（二） 历史回顾曾经那个法拉第用了十年的时间才发现电磁感应。为了自己心中的理想，你能坚持几年？（三） 展开目标提出问题1从电磁感应的发现历史中可以体会到产生感应电流是非常困难的，就算是安培这样的科学大牛也没能成功发现电磁感应，而法拉第也是经过了十年之久才发现了电磁感应。那么如何才能产生感应电流？产生感应电流需要些什么条件呢？这就是我们接下来需要探究和讨论的问题。首先请回忆：初中在学习电磁感应时如何才能产生感应电流？答：闭合回路的一部分切割磁感线能产生感应电流。1 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。2 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（环保手电筒）等，都是利用电磁感应原理工作的。在学习了选修3-1，加深了电场和磁场认识之后，你现在认为如何才能产生感应电流？或者说，感应电流的产生可能与哪些物理量有关？答：与电流，磁感应强度，磁通量。现在我们就来动手做实验探究一下如何才能产生感应电流，我怕有的同学没有思路。所以这里有一个表格，你们可以按照表格上面的实验进行探究，通过记录现象，总结出你们小组的结论，等一下就找两个小组的同学起来讲一下，他们的实验现象和得到的结论。产生感应电流的条件是什么？（四） 合作探究大家可以暂停一下视频，同学们尽可能像真正的科研人员一样进行实验探索。看哪组速度快、猜想多、思路新颖、能否有自主创新的探究实验？1在进行表中前四个实验时看不到指针偏转。2进行通电螺线管实验的时候没有将滑动变阻器调至合适的电阻，使得电流过小，指针依旧不偏转，或者滑动变阻器阻值过小，烧坏电源。3不能得到结论（磁通量改变才能产生感应电流），或者经过不够严谨的逻辑就草草得到结论。编号猜想实验操作提示灵敏电流计指针偏转情况（详细说明哪些阶段产生了感应电流）1在直导线中通恒定电流能在（大）螺线管中感应出电流。无电流2在（大）螺线管中通恒定电流能在闭合直导线中感应出电流。无电流3闭合导线的一部分在磁极之间上下运动能产生感应电流。无电流4闭合导线的一部分在磁极之间左右运动能产生感应电流。无电流（电流太小，磁铁磁性太弱）或者有微弱电流5将条形磁铁插入、拔出（大）螺线管中能产生感应电流。在插入、拔出的时候有明显偏转，且偏转方向相反6将恒定电流的通电（小）螺线管插入、拔出（大）螺线管中能产生感应电流。在插入、拔出的时候有明显偏转，且偏转方向相反7静止放置在（大）螺线管中的通恒定电流的（小）螺线管能使（大）螺线管产生感应电流。在开关闭合、断开的时候有明显偏转，且偏转方向相反。但是（小）螺线管电流稳定之后便没有电流产生。8改变静止放置在（大）螺线管中的（小）螺线管的电流大小能使（大）螺线管产生感应电流。在增大、减小滑动变阻器电阻时有感应电流产生，且方向相反。滑动变阻器电阻变化越快感应电流越大。结论（感应电流产生的条件）穿过闭合回路的磁通量发生变化（五） 精讲点拨演示实验1、2、3、4中均未出现感应电流，在5、6、7、8中出现了较为明显的感应电流。结合之前所学习得到安培定则，猜测可能是由于通电导线产生的磁场太弱，就算产生了感应电流也不能通过灵敏电流计测量出来。而线圈就增强了通电导线产生的磁场。在5、6实验对比的情况下我们可以得出，当你的磁场和闭合回路发生相互运动的时候可以在闭合回路中产生感应电流。而6、7、8对比发现改变线圈即使没有相对运动也能产生感应电流，只需要改变闭合回路中的磁场。结合磁通量的定义，我们得到结论：当闭合回路的磁通量发生变化时，会有感应电流的产生。我们的结论是闭合回路部分导体切割磁感线可以产生感应电流。1、2、3、4实验中只有4有微弱电流。只有4切割了磁感线，而5、6有明显电流，是因为有很多个回路都切割了磁感线，都产生了电流，所以电流计示数明显。在7、8中，虽然磁场没动，但是由于电流的变化，使得磁场变化。在磁场变弱或者变强的时候，磁感线的数量也在变少或者变多，这样，线圈就切割磁感线，产生了电流。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。那么现在我们就来总结一下感应电流产生的条件。感应电流产生的条件，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。返回实验，解释现象在实验1、2、3、4中只有2、3没有磁通量的变化，但由于产生的感应电流太弱检测不到所以我们没能看到偏转。但在5、6、7、8实验中使用通电螺线管，对实验的现象放大，使得我们能够轻松的观测到感应电流。但是我们的实验还不够全面，有哪些地方不够全面呢？l 磁通量是磁感应强度乘以面积，没有验证面积改变也能产生感应电流。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。本节课的重点是学生实验探究的过程。对产生感应电流条件的归纳总结。难点是教师对学生探究式学习的操控。学生对实验现象的分析总结磁通量的变化。（五）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。备注：教学设计应至少含教学目标、教学内容、教学过程等三个部分，如有其它内容，可自行补充增加。学科网（北京）股份有限公司