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視頻標簽：探究感應電流,產生條件
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：高中物理人教版選修3-2第四章2探究感應電流的產生條件-南寧
教學設計、課堂實錄及教案：高中物理人教版選修3-2第四章2探究感應電流的產生條件-南寧市第三中學
《探究感應電流的產生條件》教學設計
教材分析
《探究感應電流的產生條件》是高中物理新課程（選修3-2）第四章第二節的內容，是電磁學的核心內容之一，在整個高中物理中占有相當重要的地位。本節內容揭示了磁和電的內在聯系，通過探究實驗的方法歸納出了“磁生電”的規律，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生的基礎。
在教材的編排上本節從初中知識點閉合電路的部分導線切割磁感線產生電流入手，再設計學生探究實驗、教師演示實驗，對現象進行分析歸納，最后總結出產生感應電流的條件，這樣的編排符合學生的認知規律。
教材中對法拉第堅信磁能生電，并歷經十年的不懈努力，最后終于發現電磁感應規律的物理學史料的介紹，是一個很好的德育切入點，同時也體現了教材對學生人文思想和科學精神的熏陶。
學情分析
在學習這節內容之前，學生已經學習過了幾種常見的磁場以及磁通量的概念，并且對電磁感應有了初步的認識，知道閉合電路的一部分導體切割磁感線能產生感應電流，積累了一定的理論基礎。但是磁場過于抽象，學生已經習慣對看的見摸的著的物體進行狀態和過程的分析，對于看不見摸不著的磁場，以及所引起的磁通量的變化，學生感性上可能認識不到位，在空間想象、問題本質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，通過學生自主學習、探究實驗、產生問題、協作交流等學習方法，從而解決問題得出產生感應電流的條件的結論。
教學目標：
1、知識和技能
（1）知道什么是電磁感應現象；
（2）能根據實驗事實歸納產生感應電流的條件；
（3）會運用產生感應電流的條件判斷具體實例中有無感應電流。 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生電流的條件，培養學生的觀察、操作、探究、概括能力。 （3）通過回顧科學家的探索過程，讓同學們明白知識來之不易。激發學生奉獻熱情，為建設社會主義現代化國家努力。 3、情感、態度和價值觀
（1）通過本節課的學習，激發學生的求知欲望，培養他們嚴謹的科學態度；
（2）科學探究要有合作精神，要有堅韌不拔和持之以恒的精神，體現了社會主義核心價值觀。
教學重點
（1）實驗探究方案的設計；
（2）實驗現象的分析總結──磁通量的變化。
教學難點
（1）實驗探究方案的設計；
（2）產生感應電流條件的歸納總結。
教法與學法
講授法、合作討論法、分析歸納法、實驗探究法
2
教學過程 教學環節
教學內容
魔術引入 懸念激趣
師：上課之前，請欣賞老師的魔術表演：這里有三只紙杯，一只寶貝。老師需要一位助手，為了證明助手不是托，老師將這只小熊拋下去，誰收到誰上來，好嗎？（學生上臺）
師：請你將寶貝藏在任意一個杯子下面，老師來尋找。（背向講臺，面向全體學生，學生藏好„„老師尋找）寶貝在哪里呢？讓我試試能不能感受到它„„我的小助手，我需要和你進行心靈感應，請你站起來，伸出雙手，閉上眼睛，請你在心里默念寶貝的位置。„„好的，我知道了。（打開藏有寶貝的杯子）
師：老師不用翻開杯子，就找到了寶貝，這是怎么一回事？大家想不想知道？ 生：想～ 師：（拿起寶貝，吸住鐵片）寶貝實為磁鐵，我把手套解開，（解開手套，展示藏在手套里面的線圈）這是一個線圈，當線圈遭遇到磁鐵時就產生了感應電流，這就是這個魔術的秘密。那么，利用磁場，如何才能產生感應電流呢？我們今天來學習第四章第二節，探究感應電流的產生條件。下面我們通過實驗來探究。 （板書：4-2探究感應電流的產生條件） 學生實驗
師：利用磁場，在回路中產生感應電流。請三組同學分別利用下面的實驗器材設計實
驗方案。（伸手向第一組同學示意）你們是第一組，器材有：蹄形磁鐵、靈敏電流表、一根導體棒以及兩根帶有鱷魚夾的導線。（伸手向第二組同學示意）你們是第二組，器材有：條形磁鐵、靈敏電流表、一個線圈和兩根帶有鱷魚夾的導線。（伸手向第三組同學示意）你們是第三組，器材有：電源、開關、滑動變阻器、靈敏電流表、一大一小的兩個線圈，以及若干根導線。請你們小組討論并設計實驗方案，思考如何連接產生電流的回路，請畫出電路圖。如何才做能產生感應電流？請你將裝置圖補充完整，并標示操作示意。好，現在請同學們開始討論和實驗。 （板書：（1）裝置圖（三組）
（貼裝置圖在黑板上，學生實驗，走下去指導） （請學生在黑板上畫實驗裝置圖和標示操作示意）
（學生實驗結束）師：我們來采訪一下，第一組的同學，你們怎樣操作能產生感應電流的？ 生：切割磁感線時產生感應電流
師：非常好。第二組的同學，你們是怎樣操作產生感應電流的？ 生：將磁鐵插入或者移出線圈時，產生感應電流。 師：好，請第三組同學說說你們是怎樣操作的？
生：閉合開關、斷開開關的瞬間，移動滑片的瞬間，以及將小線圈插入和拔出大線圈時產生了感應電流
師：很好，第三組的同學發現很多種方式。
討論異同
師：剛才，我們通過實驗找到了很多種能產生感應電流的方案，現在我們一起來討論這些方案的相同點和不同點，尋找產生感應電流的普遍原因，也就是產生感應電流的條件。我們從以下兩個方面進行討論，一個是磁場和回路。一個是有電流時或者沒有電流時操作的共同點。 （停頓5s）（板書：（2）討論——異與同
磁場 回路）
師：我們先來看看磁場。第一個實驗用的是誰的磁場？ 生：蹄形磁鐵
師：第二個實驗呢？ 生：條形磁鐵
師：第三個實驗還是磁鐵嗎？ 生：不是
師：那是誰產生的磁場？ 生：電流產生的磁場。
師：非常好，電流也能產生磁場。我們再來看操作過程。實驗一是如何操作的？ 生：切割磁感線
師：用導體棒切割磁感線，也就是回路發生了變化。（板書：變） 師：第二個實驗，如何操作？ 生：移動磁鐵。
師：移動磁鐵，也就是回路處的磁場發生了變化，對不對？ 生：對 （板書：變）
師：看第三個實驗，閉合斷開開關，移動滑片，這些操作我們并沒有改變磁場和回路的位置，也產生了感應電流。我們移動滑片，改變了什么呢？ 生：電流
師：改變電流也就改變了什么？ 生：磁場強弱
師：非常好，通過改變電流來改變回路處的磁感應強度。
師：我們再來分析。第一個實驗，導體棒不動，能產生感應電流嗎？ 生：不能
師：第二個實驗，如果將導體棒放在線圈中不動，有電流嗎？ 生：沒有
師：第三個實驗，開關閉合狀態下，不移動滑片，有感應電流嗎？ 生：沒有
師：可見，電流產生于“變”，磁場和回路，必須有一個變化，才能產生電流。那么磁場或者回路變了，就一定能夠產生感應電流嗎？請同學們看老師演示實驗。
4
演示實驗1 (切割磁感線不一定能產生電流)
師：切割磁感線一定能產生電流嗎？請同學們看老師演示一個實驗： 教師演示實驗
師：這個裝置兩板間的磁場可看成勻強磁場。請同學們觀察電流表指針，好，切割磁感線，有嗎？ 生：有
師：一定有嗎？現在嗎老師水平移動線圈，有嗎？ 生：沒有
師：這個過程切割了磁感線嗎？ 生：切割了
師：實驗表明，切割磁感線也不一定產生感應電流。老師將線圈捏扁，改變回路面積，有電流嗎？ 生：有
演示實驗2 (改變面積不一定能夠生
電) 師：一定有嗎？現在老師將磁場換成蹄形磁鐵的磁場，將線圈放在磁場中心處，好，將線圈捏扁，改變面積，有嗎？ 生：沒有
師：可見，改變面積也不一定能夠生電。
演示實驗3 (回路處的磁場變了不一定能夠生電)
師：磁鐵運動，使回路的磁場變化就一定能產生感應電流嗎？讓條形磁鐵穿過線圈，有電流嗎？ 生：有
師：一定有嗎？現在老師將條形磁鐵換成蹄形磁鐵，還是將線圈放在磁鐵中心，讓線圈
沿著軸線向下運動，有感應電流嗎？ 生：沒有
師：可見，磁鐵運動，使回路處的磁場變了也不一定有感應電流。
演示實驗4 (電流的磁場變了，也不一定能夠生電)
師：電流的磁場變化了，就一定有感應電流嗎？剛才第三組同學做實驗用的線圈，老師現場來繞制。第一種繞法，用一根線繞，好，先固定一端，一圈兩圈三圈，繞好了，接到電路中，請同學們注意觀察指針。閉合開關，有感應電流嗎？ 生：有
師：移動滑片，有嗎？ 生：有
師：斷開開關呢？ 生：有
師：這種線圈的繞法就是第三組同學用的線圈�，F在老師換一種繞法。兩條線一起繞，先將兩條線對折，兩條線同時繞，一圈兩圈三圈~好的 繞好了。老師重復剛才的實驗。閉合開關，怎么樣？ 生：沒有電流 師：移動滑片？ 生：沒有 師：斷開開關？ 生：也沒有
師：實驗發現用第一個線圈可以生電，第二個線圈不能生電，可見，電流的磁場變了，也不一定能夠生電。
進一步分析
學生畫磁感線1
師：那么我們剛才得出的結論，電流生于“變”，這里的變本質上指的是誰呢？
師：我們進一步來分析。由于無論哪種方案，都需要磁場。剛才我們演示的這三個實驗，磁場或者面積變了，并沒有產生電流。請大家在實驗報告紙上畫出以下幾種情況的磁感線分布，看看能否找出共同點。
（學生畫磁感線）
師：大家畫得差不多了，我們一起來分析。第一個圖蹄形磁鐵的磁感線，第二個圖是電流產生的磁場，同學們有發現這種雙線繞法和單線繞法的不同嗎？ 生：有反向的電流
師：相當于兩個電流流向相反的螺線管，所以產生的磁場有向上的也有向下的。好，第三個圖，是一個勻強磁場。第一個圖，我們將蹄形磁鐵向下移動，穿過線圈的磁感線有什么特點？ 生：„„
師：磁場變強了！但磁感線穿進又穿出，等效沒有穿過回路。第二個圖，當我們移動滑片，電流變了，磁場變了，但是，我們看到，穿過線圈的磁感線有何特點？ 生：抵消
師：由于電流方向相反，磁感線向上和向下的條數剛好相等，等效于沒有磁感線穿過線圈。第三個圖，水平移動線圈，穿過線圈的磁感線怎么樣？ 生：不變
師：所以，這三種操作有什么共同點啊？ 生：磁感線條數不變。
師：沒有產生感應電流，是因為磁感線的條數恒為0或不變。
進一步分析
學生畫磁感線2
我們再來看看，這三組能產生感應電流的實驗，請大家畫出磁感線，找出磁感線分布的變化。
（學生畫磁感線）
師：XXX，你來說說，當導體棒向右移動時，回路中磁感線有什么變化？
6
生：變少
師：將磁鐵向上移，磁感線條數怎么變？ 生：變少
師：將滑片右移，減小電流，請問回路處的磁感線條數？ 生：變少
師：我們發現，盡管方法不同，但穿過回路的磁感線的條數都減少了。所以我們得出結論，感應電流的產生是因為磁感線的條數發生了變化。磁感線的條數就是？ 生：磁通量
總結結論
師：我們總結出，無論采用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發生了變化，回路中就產生感應電流。到這里，我們就得出了感應電流產生的條件：只要穿過閉合電路的磁通量發生變化，閉合電路中就有感應電流。
科學家歷史
師：今天，我們站在巨人的肩膀上，花了不到一節課的時間就通過實驗探究得到了產生感應電流的條件。而這個結論的得來在歷史上經歷了非常漫長并且艱辛的過程，在這里我們有必要簡單回顧這段歷史。 1820年，丹麥物理學家奧斯特在一次偶然的實驗中發現了電能夠生磁。這一發現引起了科學界極大的重視。英國物理學家法拉第對這一發現非常感興趣，他認為既然電能夠產生磁，反過來，磁也應該能產生電。經過十年的不斷實驗，終于揭開了“磁生電”的秘密。
我想，我們應該學習法拉第這種善于思考、堅持不懈、兢兢業業的精神，為建設我們富強、民主、文明的社會主義現代化國家而努力。 這里老師還想提另外一個人，就是科拉頓。
他曾經試圖用磁鐵在線圈中獲得電流，但他為了使磁鐵不至于影響電流計中的小磁針，他特意將電流計放到隔壁的房間里。將磁鐵放入線圈后跑到另外的房間觀察電流表，但每次都沒有看到指針偏轉，沒有發現電磁感應現象，距離成功只有一步之遙，結果令人十分遺憾。
人們總是習慣在靜止中思考問題，所以同學們，有時候我們可以換一個角度思考問題， 也許就會有意想不到的收獲。 最后，老師想將另一位在電磁領域也作出卓越貢獻的科學家麥克斯韋說過的一段話送給大家——科學家其實也有許多粗糙的想法和不成功的經驗。他們是偉大的，但并不是高不可攀的。
也許你現在也有很多想法，只要你勇于嘗試，敢于創新，也許多年以后，你也是一位偉大的科學家。
好，這節課我們就上到這里，下課！
視頻來源：優質課網 www.jixiangsibao.com
