【教案】電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用（教學(xué)設(shè)計(jì)）（人教版2019必修第三冊(cè)）

第3節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)備課人學(xué)科物理課題電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)內(nèi)容包括電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的歷史概述、探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件和電磁感應(yīng)的應(yīng)用三部分。教科書以電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的歷史線索的分析為切入點(diǎn)，以面向?qū)W生的實(shí)驗(yàn)探究和電磁感應(yīng)規(guī)律的廣泛應(yīng)用現(xiàn)實(shí)為基礎(chǔ)展開(kāi)討論。目的是先讓學(xué)生有豐富的感性認(rèn)識(shí)，再通過(guò)分析整合，從而形成理性的定性認(rèn)識(shí)。這三部分內(nèi)容是前后相互聯(lián)系而且是協(xié)調(diào)一致的。在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)活動(dòng)和思考來(lái)主動(dòng)地獲得知識(shí)。教科書所呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)既為本節(jié)研究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件提供了實(shí)驗(yàn)情景，又成為后續(xù)楞次定律教學(xué)的基礎(chǔ)。學(xué)情分析學(xué)生在初中階段的物理課學(xué)習(xí)中，已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)關(guān)于電磁感應(yīng)的初步知識(shí)，了解了通過(guò)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的方式，但只限于定性的分析。在現(xiàn)階段，電磁感應(yīng)的主體部分在高中物理選修部分，而本節(jié)課為電磁感應(yīng)現(xiàn)象的基礎(chǔ)知識(shí)，需要學(xué)生對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生原因的本質(zhì)進(jìn)行分析，且尚不要求定量計(jì)算。因此，本節(jié)課對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)、進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，和一句實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納結(jié)論的能力有一定的要求，也對(duì)學(xué)生對(duì)比不同現(xiàn)象，運(yùn)用以往所學(xué)知識(shí)進(jìn)行類比、歸納的能力有一定要求。教學(xué)目標(biāo)1、了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象曲折的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，學(xué)習(xí)法拉第堅(jiān)持理想信念、不畏艱辛、勇于探索的科學(xué)精神。2、經(jīng)歷感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的探究活動(dòng)，提高分析論證能力。3、通過(guò)模仿法拉第的實(shí)驗(yàn)，歸納得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。學(xué)會(huì)通過(guò)現(xiàn)象分析歸納事物本質(zhì)特征的科學(xué)思維方法，認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)觀察能力與邏輯思維能力在科學(xué)探究過(guò)程中的重要作用。4、了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的重大歷史意義和電磁感應(yīng)現(xiàn)象的廣泛應(yīng)用，體會(huì)科學(xué)、技術(shù)對(duì)人類文明的推動(dòng)作用。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：歸納總結(jié)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，學(xué)習(xí)法拉第等科學(xué)家堅(jiān)持理想信念、勇于探索和創(chuàng)新的科學(xué)精神。教學(xué)難點(diǎn)：通過(guò)設(shè)計(jì)、模仿法拉第的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)觀察和分析，將原來(lái)淺顯已知的產(chǎn)生感應(yīng)電流的非充要條件（閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)），提升為產(chǎn)生感應(yīng)電流的充要條件——穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化。教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖新課導(dǎo)入【提問(wèn)】在初中物理中，大家學(xué)習(xí)過(guò)的，導(dǎo)體在什么情況下產(chǎn)生感應(yīng)電流？【提問(wèn)】切割磁感線是產(chǎn)生感應(yīng)電流的唯一方法嗎？還有其他方法嗎?這些方法有什么內(nèi)在聯(lián)系？【播放視頻】奧斯特實(shí)驗(yàn)?；貞洸⒆鞔穑洪]合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。思考。觀看視頻。復(fù)習(xí)初中知識(shí)，引出新的問(wèn)題。環(huán)節(jié)一劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)【講述】奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流的磁效應(yīng)，震動(dòng)了整個(gè)科學(xué)界，人們從電流磁效應(yīng)的對(duì)稱性角度，開(kāi)始思考如下的問(wèn)題：既然電流能夠引起磁針的運(yùn)動(dòng)，那么，為什么不能用磁體使導(dǎo)線中產(chǎn)生電流呢？【講述】安培的嘗試失?。簩⒋盆F放在閉合回路旁邊、將通電直導(dǎo)線放在閉合回路旁邊。法拉第的嘗試失?。阂欢瓮娭睂?dǎo)線放在另一段直導(dǎo)線旁邊，未通電直導(dǎo)線放在另一段通電線圈內(nèi)部【講述】在倫敦的一家科學(xué)檔案館里，陳列著英國(guó)物理學(xué)家法拉第寫了十年的一本日記。這本日記非常奇特：第一頁(yè)上寫著：“對(duì)!必須轉(zhuǎn)磁為電?！币院?，每一天的日記除了寫上日期之外，都是寫著同樣一個(gè)詞“NO?！睆?822年直到1831年，整整十年，每篇日記都是如此。只是在這本日記的最后一頁(yè)，才改寫上了一個(gè)新詞：“Yes?！薄ɡ诘谝粋€(gè)成功實(shí)驗(yàn)：法拉第線圈→將條形磁鐵插入空心線圈→電磁感應(yīng)不是穩(wěn)態(tài)效應(yīng)，而是動(dòng)態(tài)效應(yīng)?！鷦?dòng)態(tài)過(guò)程：變化的電流、變化的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)的磁鐵、在磁鐵中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體?！纱诺玫诫姷默F(xiàn)象叫電磁感應(yīng)?！姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。→“磁生電”現(xiàn)象的本質(zhì)特征是：變化、運(yùn)動(dòng)【提問(wèn)】哪些情況可以產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象？【講述】法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)使人們對(duì)電和磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識(shí)更加完善，宣告了電磁學(xué)作為一門統(tǒng)一學(xué)科的誕生，為電磁學(xué)的發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn)。同時(shí)也推動(dòng)了電氣化時(shí)代的到來(lái)。從此，人類的夜晚有了更多光明?！局v述】與電磁感應(yīng)擦肩而過(guò)的幾位科學(xué)家：安培、科拉頓、亨利。【播放視頻】科拉頓實(shí)驗(yàn)?！鷻C(jī)遇垂青于有準(zhǔn)備頭腦的人?！茖W(xué)史上許多重要發(fā)現(xiàn)和發(fā)明，常被人們有意無(wú)意地罩上神秘的光環(huán)，似乎科學(xué)家都是呼風(fēng)喚雨的魔術(shù)師。但是我們?cè)谶@里看到，具有閃光思維的奧斯特和法拉第，在做出偉大發(fā)現(xiàn)的過(guò)程中也受著歷史局限性的束縛，也有過(guò)“可笑”的疏忽與失誤。他們是偉大的，但也是可以學(xué)習(xí)的真實(shí)的人。思考。思考安培、法拉第失敗的原因。了解相關(guān)物理學(xué)史。了解法拉第成功實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置，思考其原理。思考電磁感應(yīng)的出現(xiàn)條件。根據(jù)以上分析，思考并作答：變化的電流變化的磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的恒定電流運(yùn)動(dòng)的磁鐵在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體了解法拉第的發(fā)現(xiàn)的意義。了解相關(guān)物理學(xué)史，思考幾位科學(xué)家成功或失敗的原因。從電生磁的物理史入手，引出能否由磁生電的思考，并介紹人類在探索過(guò)程中的歷程。舉探索過(guò)程中的失敗案例，一方面讓學(xué)生了解相關(guān)物理學(xué)史，另一方面也能與后續(xù)的成果做法形成對(duì)比，有利于學(xué)生更好地理解發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件。介紹法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的簡(jiǎn)略過(guò)程，激發(fā)學(xué)生探索科學(xué)知識(shí)的積極性。引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)裝置，思考為何此裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)嶒?yàn)由磁生電，進(jìn)而提出產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件的問(wèn)題。歸納各種產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況，為歸納產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件做準(zhǔn)備。引導(dǎo)學(xué)生從歷代科學(xué)家探索過(guò)程中的得失中獲取感悟。環(huán)節(jié)二產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件【提問(wèn)】你知道產(chǎn)生感應(yīng)電流需要什么條件嗎？【提問(wèn)】下列實(shí)驗(yàn)中，哪一個(gè)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流？AB靜止AB沿磁感線運(yùn)動(dòng)AB切割磁感線【提問(wèn)】當(dāng)產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)與磁場(chǎng)相關(guān)的哪個(gè)物理量發(fā)生了變化呢？【提問(wèn)】AB切割磁感線時(shí)，磁場(chǎng)沒(méi)有變化，變化的只有電路ABCD的面積。也就是說(shuō)，穿過(guò)電路ABCD的磁通量發(fā)生了變化。感應(yīng)電流的產(chǎn)生是否與磁通量的變化有關(guān)呢？【實(shí)驗(yàn)】探究導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況?！緦?shí)驗(yàn)】探究條形磁體插入螺線管時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況?！咎釂?wèn)】如果將條形磁體替換為小通電螺線管，還能有上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象嗎？【實(shí)驗(yàn)】探究改變小通電螺線管中的電流時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況?！咎釂?wèn)】產(chǎn)生感應(yīng)電流的情形可以歸納為哪些種類？【提問(wèn)】這兩種方式有哪些共同點(diǎn)？結(jié)論：只要穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流?！咎釂?wèn)】產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？思考。觀察、思考并作答：無(wú)電流。無(wú)電流。有電流。思考。思考、猜測(cè)。觀察實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并分析。觀察實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并分析。思考并回答：會(huì)有相似的現(xiàn)象。因通電螺線管的磁場(chǎng)分布與條形磁體相似。觀察實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并分析。思考實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并歸納：切割類、變化類結(jié)合上述分析思考并回答：切割類：B不變，S變變化類：S不變，B變→Φ＝BS變思考并回答：①閉合回路②磁通量變化：正對(duì)面積改變磁場(chǎng)的大小改變磁場(chǎng)的方向改變?cè)谇懊娣治龅幕A(chǔ)上提出問(wèn)題，從對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的歸納總結(jié)提升到對(duì)現(xiàn)象本質(zhì)的分析。承接上一節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)的磁通量概念，對(duì)現(xiàn)在的現(xiàn)象進(jìn)行分析，得出結(jié)論。對(duì)導(dǎo)體與磁體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況進(jìn)行探究分析。對(duì)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱發(fā)生變化的情況進(jìn)行探究分析。歸納以上現(xiàn)象，總結(jié)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件。環(huán)節(jié)三電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用【提問(wèn)】你能舉一些電磁感應(yīng)在生活中應(yīng)用的實(shí)例嗎？【講述】電磁感應(yīng)的應(yīng)用實(shí)例：發(fā)電機(jī)人類第一臺(tái)發(fā)電機(jī)【播放視頻】世界第一臺(tái)發(fā)電機(jī)：法拉第盤→三峽電站的一臺(tái)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子：【播放視頻】手搖發(fā)電機(jī)發(fā)電?！静シ乓曨l】甩動(dòng)銅線給小燈泡供電。【講述】電磁感應(yīng)的應(yīng)用實(shí)例：電磁爐、變壓器、無(wú)線充電。【隨堂練習(xí)】思考。觀看視頻，了解發(fā)電機(jī)的工作過(guò)程。觀看視頻，進(jìn)一步了解電動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程。了解電磁感應(yīng)的其他應(yīng)用。練習(xí)鞏固本節(jié)知識(shí)點(diǎn)。列舉電磁感應(yīng)在生產(chǎn)生活中的重要應(yīng)用，帶領(lǐng)學(xué)生共同感受這一規(guī)律對(duì)人類文明發(fā)展進(jìn)步的巨大作用。課堂總結(jié)一、法拉第的發(fā)現(xiàn)二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：①閉合回路，②磁通量變化：正對(duì)面積改變磁場(chǎng)的大小改變磁場(chǎng)的方向改變?nèi)?、電磁感?yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用：發(fā)電機(jī)、電磁爐、變壓器、無(wú)線充電板書設(shè)計(jì)§13