4.2 探究感應電流產生的條件.doc

4.2 探究感應電流產生的條件一、設計思想積極響應新課標的教學要求，讓學生帶著疑問走進課堂，在課堂中解決問題的同時，又產生新的疑問，驅使學生作進一步的學習和探究，最后又讓學生帶著新的疑問走出課堂，以利于學生的課后學習。在課堂教學中積極發(fā)揮學生的主體地位，注重學生的探究過程和知識的建構過程，讓學生體驗科學探究的一般過程，領悟科學研究的方法。在整個教學中力求做到以知識為載體，滲透對學生物理思想、物理方法和科學精神的培育，使學生在學習知識的同時，領悟研究問題的一般思維過程和方法，進而來提升學生的科學素養(yǎng)。 二、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(jié)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(jié)內容揭示了磁和電的內在聯(lián)系，通過探究實驗的方法歸納出了“磁生電”的規(guī)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(jié)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，對現(xiàn)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(guī)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(fā)現(xiàn)電磁感應規(guī)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(xiàn)了教材對學生人文思想和科學精神的熏陶。三、學情分析學生對閉合電路的部分導線切割磁感線能產生電流，在初中已有一定的認識，但在空間想象、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(fā)，通過學生自主學習、探究實驗、產生問題、協(xié)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。四、教學目標根據教學大綱對本節(jié)的具體要求，針對所教學生的心理特點和認識水平，結合教材，本著使學生全面主動發(fā)展的原則，本課的教學目標定位如下：（一）知識和技能1.知道什么是電磁感應現(xiàn)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。（二）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(yǎng)學生的觀察、操作、探究、概括能力。（三）情感、態(tài)度和價值觀1.通過本節(jié)課的學習，激發(fā)學生的求知欲望，培養(yǎng)他們嚴謹?shù)目茖W態(tài)度；2.介紹法拉第不怕困難，頑強奮戰(zhàn)十年，終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，感受法拉第勇于探索科學真理的科學精神；3.通過對物理學中對稱美、簡潔美的介紹賞析，培養(yǎng)學生欣賞物理學中美的情懷。五、重點難點（一）教學重點1.學生實驗探究的過程；2.對產生感應電流條件的歸納總結。（二）教學難點1.教師對學生探究式學習的指導；2.學生對實驗現(xiàn)象的分析總結磁通量的變化。六、教學策略與手段本課以探究式教學模式為主，結合問題法、演示法、啟發(fā)法、歸納法、多媒體輔助法等教學方法。1.本節(jié)課流程設計：實驗引入（產生疑問）設計實驗學生探究分析歸納得出結論（解決問題）拓展應用（產生新疑問）。2.對探究實驗設計好實驗的內容、步驟和表格，便于學生的探究。3.教學中通過多媒體課件動畫演示創(chuàng)設物理情景，把復雜抽象的問題形象化，以便于學生的思考分析。七、課前準備靈敏電流計，蹄形磁鐵，線框，條形磁鐵，大小螺線管各一個，電源，滑動變阻器，導線，多媒體課件，學生分組實驗器材。八、教學過程（一）設疑提問，引入新課老師：1.電能生磁 磁也能生電，你在生活中見到過電磁感應現(xiàn)象嗎？（大部分發(fā)電機及變壓器的工作原理都是電磁感應）2.是不是只要有磁場就會產生電流？感應電流的產生有條件嗎？（回顧歷史，學習法拉第的科學精神。）（二）新課教學，問題引路探究實驗一：導體切割磁感線產生感應電流（如圖4.2-1所示）實驗方案，記錄現(xiàn)象，討論思考規(guī)律 圖4.2-1 導體棒的運動表針的擺動方向導體棒的運動表針的擺動方向向左平動向右平動向上平動向下平動向前平動向后平動 結論：只有部分導體左右切割磁感線時，有電流產生，當導體前后，上下平動時無感應電流思考：為什么導體棒只有左右切割磁感線時才有電流產生？探究實驗二：（如圖4.2-2所示）： 器材介紹 靈敏電流計，線框，條形磁鐵，螺線管 方案設計 圖4.2-2磁鐵的動作表針擺動方向磁鐵的動作表針擺動方向N極插入線圈 S極插入線圈 N極停在線圈中 S極停在線圈中 N極從線圈中抽出 S極從線圈中抽出 學生探究。小組討論、歸納。結論：感應電流產生條件是導體與磁場相對運動思考：是不是只有當導體與磁場相對運動時才有感應電流？探究實驗三： 模仿法拉第的實驗（如圖4.2-3所示）器材介紹： 靈敏電流計，大小螺線管各一個，電源，滑動變阻器，導線，多媒體課件，學生分組實驗器材。 方案設計 （學生操做實驗，記錄觀察結果） 圖4.2-3 實驗操作表針偏轉開關閉合瞬間 開關斷開瞬間 開關閉合時，滑動變阻器不動 開關閉合時，迅速移動滑動變阻器的滑片 學生探究。 小組討論、歸納。結論：當小線圈內電流變化時大線圈內會出現(xiàn)感應電流。思考：與前兩個實驗結論有什么聯(lián)系？（三）師生共同比較分析三個實驗，從不同中找到共性，從現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)本質。在4.2-1所示的實驗可以簡化為圖4.2-4的示意圖。從中可以看出，當導體棒在金屬導軌上左右運動時，雖然磁場的強弱沒有變化， 但是導體切割磁感線的運動使閉合回路包圍的面積在變化。這種情 況下會有感應電流。 圖4.2-4 在4.2-2所示的實驗中，磁鐵插入線圈時，線圈中的磁場由弱變強；磁鐵從線圈中抽出時，線圈中的磁場由強變弱。這兩種情況下會有感應電流。在4.2-3所示的實驗中，由于迅速移動滑動變阻器（或由于開關的閉合、 斷開），小線圈中的電流迅速變化，產生的磁場的強弱也在迅速變化，又由于兩個線圈套在一起，所 圖4.2-5 以通過大線圈的磁場強弱也在迅速變化。這種情況下大線圈中也有感應電流。 磁場的強弱也在迅速變化，又由于兩個線圈套在一起，所以通過大線圈的磁場強弱也在迅速變化。這種情況下大線圈中也有感應電流。從上面幾個事例可以看出，產生感應電流的條件與磁場的 圖4.2-6 變化有關，也就是說與磁感應強度的變化有關系；另外，與閉合電路包圍的面積有關系。由于閉合電路包圍的面積與垂直穿過它的磁感應強度的乘積叫做磁通量，所以我們也可以用磁通量來描述感應電流的產生條件。以上實驗及其他事實表明：只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應電流產生。（四）課堂練習：問題與練習1、2。思考題：在一根鐵棒P上套兩個線圈A、B，如果給線圈