【核心素养】13.3 电磁感应现象及应用 教学设计 （表格式）

高中物理人教版必修第三册
《电磁感应与电磁波初步》
电磁感应现象及应用
第一课时
一、教学内容分析
《电磁感应现象及应用》是《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》必修课程必修3模块中“电磁场与电磁波初步”主题下的内容。课程标准要求为：通过实验，了解电磁感应现象，了解产生感应电流的条件。知道电磁感应现象的应用及其对现代社会的影响。收集资料，了解手机无线充电的原理。《普通高中物理课程标准(2017年版)解读》对课程标准的解读为：通过实验让学生知道磁场变化能在闭合回路中产生电流，知道这种现象叫电磁感应现象；在实验中让学生了解产生感应电流的条件是闭合电路中的磁通量发生变化。通过介绍科学家对“电生磁、磁生电”的研究，体验科学探索中思想方法的重要作用，体会物质世界的多样性和统一性。让学生通过调查、查阅资料等活动，知道电磁感应现象在生产生活中的广泛应用以及对现代社会的影响，体验科学知识在生活和科技中的应用，理解科学·技术·社会·环境的关系。
本节课进一步揭示了电和磁之间的联系，为电磁感应规律的研究奠定实验基础和理论体系，也是学习电磁波的基础。通过实验观察和实验探究，总结感应电流的产生条件是本节课的重点。感应电流产生条件的实验探究，理论分析，以及实验之间的逻辑关系是本节课的难点。
二、学情分析
学生在初中的学习中知道了闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时回路中会产生电流。学习本节内容之前，学生已经学习了磁通量的概念。知道了“电生磁”，具有了初步的电与磁相互作用、相互联系的观念，但是对产生电磁感应现象的根本原因还缺乏全面和理性的认识。高中生对未知的世界具有强烈的探究欲望，喜欢探求现象背后的本质原因，但是对于科学探究的理论分析能力和拓展推理能力还不成熟，需要在实践中不断提升。
三、教学目标与核心素养
物理观念：知道感应电流的产生条件及相应实验方法；知道用感应电流的产生条件去判断回路中是否产生感应电流。
科学思维：通过物理学史的学习，体会电磁相互转化的思想。
科学探究：通过学生实验，进行实验观察、归纳分类，达到能够判断回路中磁通量如何变化和因为什么而变化的目的。
科学态度与责任：领会科学家对自然现象、自然规律的探究，以科学不怕困难、勇于面对挫折的坚强意志激励自己。体会物理与生产生活的紧密联系。
四、教学重难点
教学重点：通过实验观察和试探探究，总结感应电流的产生条件。
教学难点：感应电流产生条件的实验探究、理论分析，以及几个实验之间的逻辑关系。
教学方法：实验探究法、启发式教学、多媒体辅助教学
教学用具：自制教具、矩形线圈、示教电流表、线圈、学生电源、开关、滑动变阻器、导线、手机无线充电、灵敏电流计、发光二极管
五、信息技术创新运用
本节充分发挥多媒体和实验的作用，通过自制实验进一步明确问题，根据实验现象，探究原因，创设情境，结合电脑动画，引导学生突破知识难点；充分发挥实验、手机投屏技术和多媒体在教学中的作用，加深学生对知识的理解，激发学生学习的兴趣，激活了学生学习枯燥的物理知识的思维，同时采用激励评价的方式，大大调动了学生参与探究的热情，课堂气氛活跃，学生通过自主、合作、探究方式进行新知识的学习。
六、教学安排
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
情 境 引 入 观看手机无线充电视频 身临其境感受新知 创设问题情景激起求知欲揭示课题
发现介绍电磁感应现象的史体会科学精神0. 划时代的发现电生磁---电流的磁效应--奥斯特磁生电--？法拉第：历经10年，“痴”心不改电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加深入，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。 阅读课本p114 体会坚持不懈的科学精神，了解法拉第坚持不懈的科学精神，体会磁生电的伟大意义。
进一步明确问题 回答学案问题：1、切割能不能有感应电流的产生？切割一定有感应电流产生吗？不切割一定没有感应电流产生吗？ 层层发问，进一步明确问题。引出下一步的实验探究
实验设计 学生合作探究，按学案上的电路图，连接实物图。认真观察实验现象，填写任务单。 培养学生物理思维、动手能力、观察能力
实验演示 认真观察实验演示思考：为什么没有感应电流产生？ 设置对比实验、进一步解决问题
分析归纳 讨论思考，总结出产生感应电流的条件 经历得出结论的过程，体会科学探究的方法
互动游戏 播放人机互动游戏，增强趣味性 学生上台PK 及时反馈，掌握产生电流的条件
课堂练习 解题，熟悉知识点 巩固新知
课堂小结 引导学生总结归纳本节课所学知识 回顾本节所学的主要内容 整体把握本节内容
作业布置 复习本节内容，预习电磁波的发现及应用完成课后练习 课后完成 巩固新知提前预习
七、板书设计
［板书设计］第十三章 第三节 电磁感应现象及应用
一、划时代的发现
1、电生磁---电流的磁效应--奥斯特
2、磁生电--电磁感应现象--法拉第
二、探究感应电流的产生条件
1、闭合回路
磁通量变化①正对面积s改变②磁感应强度B③两者的夹角
教学评价
本节课的设计，力求通过教师的引导和学生的探究，实现新课程“立德树人”的根本目标。一方面，使学生在学习过程中，不仅能通过实验探究得出感应电流产生的条件，体会到物理学习也是一个科学探索的过程，要在一系列的实验与讨论中领悟科学思维方法，逐步形成科学推理、质疑创新的科学思维。另一方面，帮助学生在“电生磁”的基础上认识到“磁生电”，从而初步提升“电磁相互作用”观念。通过电磁感应现象在实际中的应用实例的分析，认识到新技术、新产品的产生和发展其实源自科学进步，增强社会责任感，激发爱国热情，全面发展学生物理学科核心素养。
本节课从实验引入、提出问题到合作探究，归纳概括，再到分析验证、体验释疑，环环相扣，循序渐进，层层递进，学生在教师引导下，经历科学探究的重要环节，体会科学探究的一般思路，培养严谨有序的思维，体现了从感性认识上升到理性认识的认知规律。
本节课学生的探究活动并不完全是开放式的，教师还是不敢大胆放手，完全由学生自主探究。对于探究过程而言，教师的引导痕迹偏多，在学生自主建构的过程中参与偏多。
【预习任务】
预习电磁感应现象的发现及应用
【课后作业】（说明：30分钟题量） 前三题必做
§13-3电磁感应现象及应用
1 、在磁场中有一个闭合的弹簧线圈．先用手把线圈撑开（图甲），然后放开手，让线圈收缩 （图乙）．线圈收缩时，其中是否产生感应电流？为什么？[人教版课后习题 2]
2 、如图所示，垂直于纸面的匀强磁场局限在虚线框内，闭合线圈由位置 1 穿过虚线框运动到 位置 2 ，线圈在运动过程中什么时候有感应电流，什么时候没有感应电流？为什么？[人教版课后习题3]
3、如图所示，矩形线圈 abcd 位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的 ad、
bc 边与导线平行。下面的操作不能使线圈中产生感应电流的是
A．使线圈水平向左平移
B．使线圈水平向右平移
C．使线圈竖直向下平移
D．使线圈以 bc 边为轴转动
4、法拉第在 1831 年发现了“磁生电”现象．如图，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，线 圈 A 和电池连接，线圈 B 用导线连通，导线下面平行放置一个小磁针．实验中可能观察到的
现象是（ ）
A．用一节电池作电源小磁针不偏转，用十节电池作电源小磁针会偏转
B．线圈 B 匝数较少时小磁针不偏转，匝数足够多时小磁针会偏转
C．线圈 A 和电池连接瞬间，小磁针会偏转
D．线圈 A 和电池断开瞬间，小磁针不偏转
5、做一做：课外探究实验
如图所示，把一条约 10m 长电线两端连在一个灵敏电流计两个接线柱上，形成闭合回路，
两位同学迅速摇动这条电线。两位同学沿什么方向站立，灵敏电流计指针偏转更明显？试试
看！
6、看一看：
观看纪录片《宇宙时空之旅－电学大师》。
答案：
1、解析：有感应电流．因为线圈收缩时，穿过线圈这一闭合电路所围面积内的磁通量减少了。
2、解析：当线圈向右移动，进入磁场的过程中，穿过线圈的磁通量增大，故产生感应电流．当
完全进入时，穿过线圈的磁通量不变，则不产生感应电流．当离开磁场时，磁通量
减小，产生感应电流．
3、选：C。解析：线圈离通电直导线的距离不变，磁感应强度不变，穿过线圈的磁场量不变，
没有感应电流产生。
4、选：C 解析：A、电路稳定后，电池是直流电，大小和方向都不变，所以在 B 中没有电流
产生，则小磁针不会偏转，故 A 错误；
B、电路稳定后，在 B 中没有电流产生，无论线圈匝数多还是少都不能偏转，
故 B 错误；
C、线圈 A 和电池连接瞬间，A 中电流从无到有，电流发生变化，则在 B 线圈
中感应出感应电流，从而产生感应磁场，小磁针偏转，同理线圈 A 和电池断
开瞬间，小磁针也会偏转，故 C 正确，D 错误．
5、答：东西方向。解析：由于地球的周围存在磁场，且磁感线的方向是从地理的南极指向地
理的北极，所以当两个同学朝东西方向站立，并迅速摇动电线时，导线就会做切割磁感线运动，产生的感应电动势较大，灵敏电流表的读数明显．
5 、做一做：课外探究实验如图所示，把一条约 10m 长电线两端连在一个灵敏电流计两个接线柱上，形成闭合回路， 两位同学迅速摇动这条电线。两位同学沿什么方向站立，灵敏电流计指针偏转更明显？试试 看！6、看一看：观看纪录片《宇宙时空之旅－电学大师》。答案：1、解析：有感应电流．因为线圈收缩时，穿过线圈这一闭合电路所围面积内的磁通量减少了。 2、解析：当线圈向右移动，进入磁场的过程中，穿过线圈的磁通量增大，故产生感应电流．当完全进入时，穿过线圈的磁通量不变，则不产生感应电流．当离开磁场时，磁通量 减小，产生感应电流.
《电磁感应现象及应用》
教学设计
法拉第