本站QQ客服在線 |
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-浙江
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-浙江師范大學附屬中學
“探究感應電流的產生條件”合作探究教學設計
教學目的:
培養實驗方法探索的能力；通過實驗歸納出磁場產生電流的條件；運用感應電流產生的條件解決簡單問題；培養合作競爭的精神；提高學生的物理核心素養。
實驗器材:原副線圈、鐵芯、電池、電流表、條形磁鐵、蹄形磁鐵、開關、滑動變阻器、導線（實
驗器材每兩人一組）；喇叭口狀（模擬磁感線做成）的底座，上面放二塊磁鐵 (如圖5) ；兩塊平行強磁鐵及線圈(如圖7) 。
一、教學過程
(一)、開門見山，提問設疑
教師：1820年奧斯特發現電流能夠產生磁場，這說明電和磁之間存在著某種關系。既然電流能夠產生磁場，那么磁場能否產生電流呢？
請大家一起關注講臺上的電流表(電流表與門上的線圈相連)，當我開關門的時候，大家來看一下電流表會發生怎么樣的變化（老師做開門動作）。指針偏轉了，說明產生了電流，那么電流產生的原因是什么？
教師：探究感應電流的產生條件。（板書1）
電磁感應的發現，不得不提到一位偉大的物理學家法拉第，法拉第發現磁在一定的條件下可以產生電。今天這堂課我們的主要任務就是沿著當年法拉弟的足跡來探究這個條件。 教師：怎樣來研究這個問題？
學生：做實驗。（利用逆向思維向學生提出問題，激發學生解決問題的動機。） (二)、學生實驗，合作探索 1.學生實驗
教師：如何通過實驗使磁場產生電流？需要那些實驗儀器？ 學生：要導線 學生：需要磁場
教師：回答的很好，那怎么樣得到磁場？
學生：磁極周圍存在磁場。比如條形、蹄形磁鐵。 教師：一定要磁極才能產生磁場嗎？
學生：電流周圍存在磁場。比如通電螺線管。
教師：電流周圍存在磁場。比如通電螺線管：要通電，必須加電源；要控制電流，還要加一個電鍵；為了改變電流的大小，再加一個滑線變阻器。將四者串聯成閉合回路，通電螺線管周圍會產生磁場，為增加螺線管的磁性，可以插入一根鐵芯。 教師：還需要什么器材？
學生：需要電流表判斷導線或線圈里有沒有電流？
教師：實驗要求（1）根據器材，設計方案（2）觀察實驗，記錄現象（3）分析現象，歸納條件 （教師給予學生充分的思考時間，小組討論。盡可能讓學生發散性思維。然后引導學生兩人一組做實驗探索，教師巡回檢查，為有目的地抽查學生做準備。） 2.小組匯報
在學生實驗基本完成時，教師抽查一組，并請第一組學生代表匯報實驗的做法。
圖1
- 2 -
學生展示實驗1（見如圖1）：當導體AB在磁場中向左運動或向右切割磁感線時，就會觀察到電流表的指針發生偏轉。
（學生上臺講方法的同時，連接電路圖，教師同時用多媒體演示連線過程）
教師：這個實驗現象，我們在初中接觸過，大家回憶一下，這個實驗的結論是什么？ 學生：組成閉合回路的一段導體AB切割磁感線時，會產生感應電流。 板書2：1.閉合回路的部分導體切割磁感線產生感應電流
教師：對！剛才第一組同學成功地用了一種實驗方法使磁場產生電流，還有沒有其它方法？ （教師利用表揚手段強化學生學習的動機，并請第二組學生代表上臺演示匯報。） 學生展示實驗2（見如圖2）：將螺線管與電流表組成一個閉合回路，把條形磁鐵插入線圈中時，電流表指針向左（或右）偏轉；把條形磁鐵從線圈中拔出時，電流表指針向右（或左）偏轉。電流表指針偏轉說明有感應電流。
學生：這個實驗的結論是閉合回路中的磁場強弱變化產生感應電流 （學生上臺講方法的同時，連接電路圖，教師同時用多媒體演示連線過程）
板書3：2.閉合回路中的磁場強弱變化產生感應電流 教師：如果把條形磁鐵放在線圈中不動，情況又怎樣？ 學生：電流表指針不偏轉
教師：好！第二組也成功地用另一種方法使磁場產生了電流，還有其它方法嗎？ 學生展示實驗3（見如圖3）：小螺線管、滑動變阻器、開關、電源組成一個閉合回路，大螺線管與電流表組成另一閉和回路，將小螺線管插入(或拔出)大螺線管中，左右移動滑動變阻器滑動觸頭，開關斷開和閉合的瞬間，螺線管中插入(或拔出) 鐵芯時，線圈B中都產生電流。 學生：這個實驗的結論是閉合回路中的磁場強弱變化產生感應電流
（學生上臺講方法的同時，連接電路圖，教師同時用多媒體演示連線過程） 教師：剛才第二組和第三組雖然實驗的結論都是閉合回路中的磁場強弱變化，但第三組除了將小螺線管插入大螺線管中產生電流，滑動變阻器滑動，開關斷開和閉合的瞬間，插入(或拔出) 鐵芯時也都產生電流，比第二組實驗內容更加豐富。 3.實驗歸納概括產生感應電流的條件 教師：我們用了3種方法可以使磁場產生電流，如果用初中學過的導體切割磁感線的理論去解釋磁場產生電流的現象，只能解釋第一種情況，很難解釋第二、三種情況。能不能總結出一個理論來解釋所有三個實驗現象？
（教師把學生的思維引導到從三個實驗中歸納出產生感應電流的條件上來，并著意讓學生構建理論） 教師：實驗二中磁鐵從線圈插入、拔出過程中，線圈的面積沒有變化，而磁感應強度B發生變化，有感應電流產生。實驗三磁場由通電螺線管產生，也是線圈的面積沒有變化，而磁感應強度B發生變化，有感應電流產生。那么磁感應強度B發生變化是不是產生感應電流的唯一條件？ 我們再看實驗一中磁場是勻強磁場，磁感強度B并沒有變化也有感應電流產生。實驗一可以簡化為書本圖4.2-6的示意圖（見如圖4）。可以看出當導體捧AB在金屬導軌上向右運動時，雖然磁場的強弱沒有變化，但是導體捧切割磁感線的運動使閉合導體回路EFAB包圍的
圖3
圖2
圖4
- 3 -
面積在變化，說明磁感強度B的變化并不是產生感應電流的唯一條件，還可能有面積S變化。 教師：實驗二磁感應強度B發生變化，實驗一面積S變化，那么B和S都發生變化是不是產生感應電流的條件呢？
教師：我們再來看老師做的這個喇叭口狀（模擬磁感線做成）的底座，上面放二塊磁鐵 (如圖5)，喇叭口狀底座的表面有一個用銅絲做成的線圈，面積可變，連接一個電流計。上下這兩個位置雖然穿過的磁感線條數相同（見如圖6），但離磁鐵越遠磁場越弱，面積越大，迅速上拉線圈看看有沒有感應電流？ 學生：沒有
教師：是不是電路有問題？ 學生：沒有 教師：為什么？ 學生：因為離開了這兩個位置，電流表有顯示。
教師：說明B和S都發生變化也不是產生感應電流的條件。大家再仔細看一下上下這兩個位置什么物理
量是相同的？剛才說這個底座是模擬磁感線做成的，穿過的磁感線條數相同（見如圖6）。 學生：磁通量相同。 教師：由于閉合導體回路的面積與垂直穿過它的磁感應強度的乘積叫做磁通量。用Ф表示。定義式：Ф=B•S 單位：韋伯（Wb）
教師：磁通量是不是產生感應電流的條件呢？
（分析實驗二：磁鐵放入線圈中不動時，線圈中有磁通量但無感應電流） 學生：磁通量的有無也不是產生感應電流的條件。
（教師引導學生再分析上述實驗，比較有感應電流和無感應電流的情況，讓學生自行發現磁通量變化時有感應電流，磁通量不變時無感應電流。）
教師：那么大家猜想一下產生感應電流的條件應該是什么呢？ 學生：磁通量發生變化，只要穿過閉合導體回路的磁通量發生變化，閉合導體回路中就有感應電流。 教師：按照大家這個說法回頭判斷一下前面這三個實驗的情況。 教師：我們再來看一下講臺上這個儀器（見如圖7），兩塊平行強磁鐵中間部分可以近似看成勻強磁場。大家說說看什么情況有感應電流，什么情況沒有感應電流。
學生：讓線圈水平運動、上下切割沒有感應電流，轉動有感應電流。 學生：如果把線圈移到磁場外面的過程中有感應電流。
教師：好！大家基本了解了產生感應電流的條件。我們用什么研究方法得出了這個結論？ 學生：實驗和歸納法。
教師：下面請大家請大家用準確的語言說出產生感應電流的條件。 （在學生回答時，要抓住關鍵詞：閉合電路，磁通量變化，感應電流。） 板書結論：產生感應電流的條件：只要穿過閉合導體回路的磁通量發生變化，閉合導體回路中就有感應電流。 教師：我們今天研究的方法和法拉第當年的研究方法基本相同的。這說明我們每個人都可以成為像法拉第那樣的科學家。法拉第是經過10年堅持不懈的努力，經過無數次的失敗，才發現了產生感應電流的條件，我們要學習法拉弟這種精神。
圖6 圖7 圖5
- 4 -
(教師一方面給學生的探索以積極的反饋，另一方面指出科學探索的艱難，潛移默化地起到激勵學生學習法拉弟在科學探求中堅持不懈的意志和精神) (三)、練習小結，強化鞏固
教師：現在請大家解釋一下剛才開關門的情況？
學生：開關門的時候穿過閉合回路的磁通量發生變化產生感應電流。 教師：那磁場在哪里？ 學生：地磁場
教師：說的很對，同理也很容易回答書上搖繩能發電的問題。
教師：電磁感應現象的應用是很多的。舉例話筒等應用。最后看一下老師做的電吉他，其實就是一根金屬絲接了一個放大器，如果金屬絲旁邊不放磁鐵那只有機械振動的聲音，放上磁鐵切割磁感線產生感應電流，切割長度不一樣，電流不一樣，聲音不一樣。請一位同學幫忙演奏。 最后請學生閱讀課本，討論并小結本節課的結論，然后請一位學生代表總結。
作業：（1）仔細閱教材完成課本第7頁練習；（2）思考題：我們知道了產生感應電流的條件，但關于感應電流的方向和大小，又怎么去研究呢？（3）課外查閱資料：生活中電磁感應現象的應用。
二、教學反思：
物理核心素養導向的物理教學要求物理課程能夠為學生在今后工作和生活中，面向未知問題時提供解決問題的思路和方法，是體現物理課程價值的必由之路，本節物理課真實開放的探究環節聽課師生印象深刻，取得良好的教學效果，經過反思我們有以下幾個體會：
1、一般教師采用教師講解加實驗演示的教學方法，教師活動較多，學生主動性活動少，不利于學生創新精神和實踐能力培養，而作者在這節課中采用學生探究合作教學模式，學生的學習積極性和參與性較高，學生主體性活動大增，實踐表明，合作探究教學有利于培養學生的各種能力。培養學生的核心素養需要教師觀念轉變，身處教學一線的教師，應該跳出自己原有的教學視域，重視學生自身成長規律與教育教學規律的結合，從只關注學生知識掌握的情況轉向學生終身學習能力的培養。
2、本節課以實驗為基礎，以教學活動為依托，以學生核心素養為導向，整個教學活動中，學生一直處于動腦、動手的狀態，教師只是提出問題，提供信息，并作適當的啟發、點拔，學生自主探究，參與體驗，合作交流，學生不僅掌握了知識，分享科學探究成功的喜悅，提高了物理學習的興趣，形成科學的價值觀，使學生在學習物理過程中逐步形成良好的形為習慣與關鍵能力，體現了物理學科的教育價值。
3、作者在本節教學中，采用合作學習方法，具體的做法是每二個（或四人）為一組，每組學生可以就課堂的關鍵問題進行討論，各小組推薦代表匯報小組的探索結論，這樣做真正突出了以學生為本的思想，培養了學生合作競爭的素質。長期以來，相當多的師生認為教學活動就是為了更好地掌握知識，采用“滿堂罐”與“題海戰”，事實上，物理知識只是學習活動的載體，教學活動更重要的是幫助學生掌握方法，與人合作，培養學生終身發展所需的品格和能力。
三、板書：
探究感應電流的產生條件
1.閉合回路的部分導體切割磁感線產生感應電流 2.閉合回路中的磁場強弱變化產生感應電流
產生感應電流的條件：只要穿過閉合導體回路的磁通量發生變化，閉合導體回路中就有感應電流。
視頻來源：優質課網 www.jixiangsibao.com
