2016年春人教版物理选修3-2第4章 第2节 探究感应电流的产生条件 教案
文档属性
| 名称 | 2016年春人教版物理选修3-2第4章 第2节 探究感应电流的产生条件 教案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 126.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-03-24 01:31:28 | ||
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文档简介
探究感应电流的产生条件
枣庄二中 李家伟
一、教材分析与教学设计：
探究感应电流的产生条件是电磁感应中的重要 ( http: / / www.21cnjy.com )一节，教材的重点是研究“产生感应电流的条件”，难点是在初中“闭合电路的一部分切割磁感线”的基础上，通过进一步实验，如何引导学生归纳出“闭合回路的磁通量发生变化”。这就要求教师指导学生做好实验探究，帮助学生建立概念，掌握规律。
感应电流的产生条件是以法拉第为代表的一群科 ( http: / / www.21cnjy.com )学家通过许多年的探索才发现的，知识和规律的获得不是轻而易举的，教学的关键是如何从探究的有关现象出发推出感应电流产生的一般条件。在教学过程中要充分调动学生的积极性，通过学生自己的探究、总结、归纳得出感应电流的产生条件，让学生感知科学探究的过程和体验。
本节教学设计如下：
二、教学目标：
1．知识与能力
①知道闭合电路的部分导体切割磁感线运动，回路中产生感应电流
②知道条形磁铁和通电螺线管周围的磁场分布
③具有一定的观察、分析、比较和概括能力
④能根据电原理图连接实物电路图
2．过程与方法
①探究闭合电路部分导体切割磁感线运动产生感应电流的规律
②探究闭合回路中磁感应强度发生变化时产生感应电流的规律
③再现法拉第对电磁感应现象的探究活动
3．情感、态度与价值观
①科学探究要有合作精神
②进行科学探究要有坚韧不拔和持之以恒的精神
三、教学方法：
①探究式教学：采用网络探究式教学，利用动画模拟实验自主学习合作探究。
②启发式教学：步步设疑，环环相扣，启发学生的思维。
③交互式教学：积极开展双向交互活动，利用论坛实现学生之间以及学生和老师之间的交流讨论和互助。利用在线测试即做即分析，提高教学效率。
四、教学媒体：
多媒体设备，长软导线，灵敏电流计，电磁炉，导线环，小灯泡，线圈组，滑动变阻器，电键，学生电源，导线若干
五、教学进程：
教师：大家跳过绳吗？
学生：跳过
教师：今天我们来个“花样跳绳”，请看：一根 ( http: / / www.21cnjy.com )导线，两端接上灵敏电流计，构成闭合回路，没有电流。请三位同学来展示一下跳绳。大家观察灵敏电流计的指针是否偏转。
切换实物投影：用实物投影展示灵敏电流计。
学生：电流计指针发生了摆动。说明导线中产生了电流——感应电流。
教师：下面我来给大家表演个 ( http: / / www.21cnjy.com )魔术——电磁炉点灯，导线做成一个线圈，和小灯泡组成闭合回路，线圈放在电磁炉台板上，接通电源，用不锈钢茶杯烧水，大家看到什么现象？
学生：小灯泡亮了，说明小灯泡的回路中产生了感应电流。
教师：产生感应电流的条件是什么呢？我们这节课就来探究感应电流的产生条件。
板书课题，切换课件。
教师：请大家思考：初中时我们是怎样研究感应电流的产生的？
学生：闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时，产生感应电流。
教师：课件展示实验示意图(图2－1)，介绍器材。请一位同学上来演示一下。
切换实物投影
学生：边演示边讲解。结论：闭合电路的部分导体做切割磁感线运动，回路中产生感应电流。
教师：很好，大家掌声鼓励！切换课件。
图2－2所示为等效回路，当导体棒向右或 ( http: / / www.21cnjy.com )向左运动时，闭合回路在磁场中的面积发生了变化，产生了感应电流。因此我们可以将刚才的实验结论归纳为：闭合电路的面积发生变化，回路中产生感应电流。
教师：还有哪些情况会产生感应电流？请大家讨论，提出探究方案。
学生：把大线圈和灵敏电流计组成闭合回路，用条形磁铁插入线圈或从线圈中拔出，观察电流计指针是否摆动。完成探究卡一。
实验现象条件 电流计指针是否摆动
磁铁插入线圈的瞬间
磁铁拔出线圈的瞬间
磁铁放在线圈中保持静止
教师：请一位同学上来和大家交流一下你的探究成果（切换实物投影）。
学生：针对本组的探究成果进行说明： ( http: / / www.21cnjy.com )在磁铁插入线圈和拔出线圈的瞬间，电流计的指针都发生了摆动，说明有感应电流产生；磁铁放在线圈中保持静止时，指针不摆动，说明没有感应电流产生。
教师：能不能产生感应电流关键在于什么？
学生：关键在于磁铁运动与否。
教师：切换课件，投影实验现象，
我们将刚才的实验情景等效成右面的简 ( http: / / www.21cnjy.com )图，借用课件动画演示磁铁移动时，线圈所在处的磁感应强度的变化，经分析得到：磁铁插入线圈或从线圈中拔出瞬间，线圈所在处的磁场强弱发生了变化——即磁感应强度B发生了变化。
教师：磁铁运动，闭合回路中的磁感应强度B发生变化——回路中产生感应电流。
如果磁铁保持静止，回路中能产生感应电流吗？
学生：能，让线圈运动。
教师：可见，只要磁铁和线圈发生相对运动，线圈中的磁感应强度B发生变化，就会产生感应电流。
磁铁和线圈不发生相对运动，能不能产生感应电流呢？如何操作？
提示：除磁铁可以提供磁场，还可以用什么来提供磁场？
学生：分组讨论，设计探究思路，在探究卡上连接实物电路图（图5）。
教师：切换实物投影，展示学生连接的实物电路图 ( http: / / www.21cnjy.com )进行讲评。这是法拉第当年探究时用的线圈，线圈A、电源、电键构成闭合回路，线圈B和灵敏电流计连成闭合回路，两回路是独立的（图6）。
学生：分组探究。完成探究卡二。
教师：在教室中巡视并进行指导点拨。
实验现象操作 线圈B中是否有电流
闭合电键的瞬间
断开电键的瞬间
保持开关闭合滑动变阻器滑片不动
保持开关闭合迅速移动滑动变阻器的滑片
把小线圈插入大线圈中的瞬间
把小线圈从大线圈中拔出的瞬间
教师：切换实物投影，哪一组推荐一名同学和大家进行交流？
学生：根据探究结果可看出： ( http: / / www.21cnjy.com )在闭合、断开电键的瞬间和保持电键闭合并迅速移动滑动变阻器滑片时灵敏电流计中都电流产生，而在保持开关闭合、滑动变阻器滑片不动时没有感应电流产生，把小线圈插入或拔出大线圈瞬间，灵敏电流计中都有电流通过。上述结果表明：大线圈中的磁感应强度B发生变化，有感应电流产生。
教师：回顾我们刚才的探究 ( http: / / www.21cnjy.com )活动可以等效为如下两种情况：闭合回路在磁场中的面积S发生变化，或闭合回路中的磁感应强度B发生变化，回路中都会产生感应电流。
根据所学，哪一个物理量可以概括面积S和磁感应强度B两方面的因素？
学生：磁通量Φ。
教师：感应电流的产生条件可以概括为：穿过闭合电路的磁通量发生变化。
板书感应电流的产生条件，课件展示产生件。
当然我们是站在巨人的肩膀上才这么快就得 ( http: / / www.21cnjy.com )到了结论，历史上为了获得这个结论，以法拉第为代表的好多科学家经过好几年的不懈努力，反复研究才总结出来的。任何科学探究过程都不是轻而易举的，要有坚持不懈毅力和精神。
教师：如何确定磁通量的大小？什么情况下回路的磁通量会发生变化呢？
学生：思考后回答
教师：课件展示匀强磁场中闭合回路的磁通量大小的确定及磁通量变化的几种情况。
如图8所示
造成闭合回路中磁通量变化的原因可能是B ( http: / / www.21cnjy.com )、S和θ中的任意一个或几个发生了变化，了解好磁场的分布特点和电路的变化情况，就能分析好闭合电路中磁通量的变化，进一步判断感应电流的产生。
现在，我们来进行“魔术解密”，“花样跳绳”和“电磁炉点灯”到底是什么原理？
学生：地球的周围存在地磁场，摇绳时，导线和灵敏电流计构成的闭合回路中的磁通量发生了变化，回路中产生了感应电流。
电磁炉内有个大线圈（如图9），当电 ( http: / / www.21cnjy.com )磁炉工作时，线圈中交变电流产生的磁场也在不断变化，在台板上的导线环中的磁通量发生了变化，产生了感应电流，小灯泡就亮了。
( http: / / www.21cnjy.com )
同学们，物理就在我们身边，我们要善于从日常生活中发现物理问题，探究物理规律，进而的我们学习的物理知识应用于生产和生活中。
课堂小结：本节课通过一系列的探究和分析，得出了感应电流的产生条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。
巩固练习：
1、教材课后思考题第2题、第6题。
2、详细探究摇绳发电现象，写一篇科技小论文
六、板书设计：
七、教学反思：
1、本节课组织教学的关键是协调好 ( http: / / www.21cnjy.com )几个探究实验的过度，从产生感应电流的形式中概括、归纳出产生感应电流的本质，把面积的变化和磁感应强度的变化统一到磁通量的变化上，最终得出产生感应电流和条件。
2、教学过程中，应用多媒体展台时，应 ( http: / / www.21cnjy.com )尽可能少切换，课件要简捷，防止多媒体的使用分散了学生的注意力，冲淡了学生的探究活动，以致影响到课堂效果。
3、最后在进行“魔术解密”时，适时进行情感、态度与价值观教育，教育学生学习物理，要善于观察，勤于思考。学习的最高境界是“学以致用”。
摇绳发电现象 电磁炉的感应现象
导入课题
探究圆周运动实例引入课题
通过讨论确定探究思路
通过
感应电流的产生条件
电路闭合 磁通量Φ变化
面积S变化
磁能量Φ变化
闭合电路部分导体切割磁感线
磁铁在闭合线圈中插入拔出
磁感应强度B变化
再现法拉第探究
图1
图2－1
G
v
图2－2
探究卡一
图3
图4－1
图4－2
图5
B
A
图6
探究卡二
图7
面积S变化
磁感应强度B变化
φ= B S sinθ
θ
S sinθ
φ= B S
图8
图9
§4.2 探究感应电流的产生条件
一、闭合电路的部分导体切割磁感线——面积S变化
二、磁铁与线圈相对运动——磁感应强度B变化
三、结论：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电流
枣庄二中 李家伟
一、教材分析与教学设计：
探究感应电流的产生条件是电磁感应中的重要 ( http: / / www.21cnjy.com )一节，教材的重点是研究“产生感应电流的条件”，难点是在初中“闭合电路的一部分切割磁感线”的基础上，通过进一步实验，如何引导学生归纳出“闭合回路的磁通量发生变化”。这就要求教师指导学生做好实验探究，帮助学生建立概念，掌握规律。
感应电流的产生条件是以法拉第为代表的一群科 ( http: / / www.21cnjy.com )学家通过许多年的探索才发现的，知识和规律的获得不是轻而易举的，教学的关键是如何从探究的有关现象出发推出感应电流产生的一般条件。在教学过程中要充分调动学生的积极性，通过学生自己的探究、总结、归纳得出感应电流的产生条件，让学生感知科学探究的过程和体验。
本节教学设计如下：
二、教学目标：
1．知识与能力
①知道闭合电路的部分导体切割磁感线运动，回路中产生感应电流
②知道条形磁铁和通电螺线管周围的磁场分布
③具有一定的观察、分析、比较和概括能力
④能根据电原理图连接实物电路图
2．过程与方法
①探究闭合电路部分导体切割磁感线运动产生感应电流的规律
②探究闭合回路中磁感应强度发生变化时产生感应电流的规律
③再现法拉第对电磁感应现象的探究活动
3．情感、态度与价值观
①科学探究要有合作精神
②进行科学探究要有坚韧不拔和持之以恒的精神
三、教学方法：
①探究式教学：采用网络探究式教学，利用动画模拟实验自主学习合作探究。
②启发式教学：步步设疑，环环相扣，启发学生的思维。
③交互式教学：积极开展双向交互活动，利用论坛实现学生之间以及学生和老师之间的交流讨论和互助。利用在线测试即做即分析，提高教学效率。
四、教学媒体：
多媒体设备，长软导线，灵敏电流计，电磁炉，导线环，小灯泡，线圈组，滑动变阻器，电键，学生电源，导线若干
五、教学进程：
教师：大家跳过绳吗？
学生：跳过
教师：今天我们来个“花样跳绳”，请看：一根 ( http: / / www.21cnjy.com )导线，两端接上灵敏电流计，构成闭合回路，没有电流。请三位同学来展示一下跳绳。大家观察灵敏电流计的指针是否偏转。
切换实物投影：用实物投影展示灵敏电流计。
学生：电流计指针发生了摆动。说明导线中产生了电流——感应电流。
教师：下面我来给大家表演个 ( http: / / www.21cnjy.com )魔术——电磁炉点灯，导线做成一个线圈，和小灯泡组成闭合回路，线圈放在电磁炉台板上，接通电源，用不锈钢茶杯烧水，大家看到什么现象？
学生：小灯泡亮了，说明小灯泡的回路中产生了感应电流。
教师：产生感应电流的条件是什么呢？我们这节课就来探究感应电流的产生条件。
板书课题，切换课件。
教师：请大家思考：初中时我们是怎样研究感应电流的产生的？
学生：闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时，产生感应电流。
教师：课件展示实验示意图(图2－1)，介绍器材。请一位同学上来演示一下。
切换实物投影
学生：边演示边讲解。结论：闭合电路的部分导体做切割磁感线运动，回路中产生感应电流。
教师：很好，大家掌声鼓励！切换课件。
图2－2所示为等效回路，当导体棒向右或 ( http: / / www.21cnjy.com )向左运动时，闭合回路在磁场中的面积发生了变化，产生了感应电流。因此我们可以将刚才的实验结论归纳为：闭合电路的面积发生变化，回路中产生感应电流。
教师：还有哪些情况会产生感应电流？请大家讨论，提出探究方案。
学生：把大线圈和灵敏电流计组成闭合回路，用条形磁铁插入线圈或从线圈中拔出，观察电流计指针是否摆动。完成探究卡一。
实验现象条件 电流计指针是否摆动
磁铁插入线圈的瞬间
磁铁拔出线圈的瞬间
磁铁放在线圈中保持静止
教师：请一位同学上来和大家交流一下你的探究成果（切换实物投影）。
学生：针对本组的探究成果进行说明： ( http: / / www.21cnjy.com )在磁铁插入线圈和拔出线圈的瞬间，电流计的指针都发生了摆动，说明有感应电流产生；磁铁放在线圈中保持静止时，指针不摆动，说明没有感应电流产生。
教师：能不能产生感应电流关键在于什么？
学生：关键在于磁铁运动与否。
教师：切换课件，投影实验现象，
我们将刚才的实验情景等效成右面的简 ( http: / / www.21cnjy.com )图，借用课件动画演示磁铁移动时，线圈所在处的磁感应强度的变化，经分析得到：磁铁插入线圈或从线圈中拔出瞬间，线圈所在处的磁场强弱发生了变化——即磁感应强度B发生了变化。
教师：磁铁运动，闭合回路中的磁感应强度B发生变化——回路中产生感应电流。
如果磁铁保持静止，回路中能产生感应电流吗？
学生：能，让线圈运动。
教师：可见，只要磁铁和线圈发生相对运动，线圈中的磁感应强度B发生变化，就会产生感应电流。
磁铁和线圈不发生相对运动，能不能产生感应电流呢？如何操作？
提示：除磁铁可以提供磁场，还可以用什么来提供磁场？
学生：分组讨论，设计探究思路，在探究卡上连接实物电路图（图5）。
教师：切换实物投影，展示学生连接的实物电路图 ( http: / / www.21cnjy.com )进行讲评。这是法拉第当年探究时用的线圈，线圈A、电源、电键构成闭合回路，线圈B和灵敏电流计连成闭合回路，两回路是独立的（图6）。
学生：分组探究。完成探究卡二。
教师：在教室中巡视并进行指导点拨。
实验现象操作 线圈B中是否有电流
闭合电键的瞬间
断开电键的瞬间
保持开关闭合滑动变阻器滑片不动
保持开关闭合迅速移动滑动变阻器的滑片
把小线圈插入大线圈中的瞬间
把小线圈从大线圈中拔出的瞬间
教师：切换实物投影，哪一组推荐一名同学和大家进行交流？
学生：根据探究结果可看出： ( http: / / www.21cnjy.com )在闭合、断开电键的瞬间和保持电键闭合并迅速移动滑动变阻器滑片时灵敏电流计中都电流产生，而在保持开关闭合、滑动变阻器滑片不动时没有感应电流产生，把小线圈插入或拔出大线圈瞬间，灵敏电流计中都有电流通过。上述结果表明：大线圈中的磁感应强度B发生变化，有感应电流产生。
教师：回顾我们刚才的探究 ( http: / / www.21cnjy.com )活动可以等效为如下两种情况：闭合回路在磁场中的面积S发生变化，或闭合回路中的磁感应强度B发生变化，回路中都会产生感应电流。
根据所学，哪一个物理量可以概括面积S和磁感应强度B两方面的因素？
学生：磁通量Φ。
教师：感应电流的产生条件可以概括为：穿过闭合电路的磁通量发生变化。
板书感应电流的产生条件，课件展示产生件。
当然我们是站在巨人的肩膀上才这么快就得 ( http: / / www.21cnjy.com )到了结论，历史上为了获得这个结论，以法拉第为代表的好多科学家经过好几年的不懈努力，反复研究才总结出来的。任何科学探究过程都不是轻而易举的，要有坚持不懈毅力和精神。
教师：如何确定磁通量的大小？什么情况下回路的磁通量会发生变化呢？
学生：思考后回答
教师：课件展示匀强磁场中闭合回路的磁通量大小的确定及磁通量变化的几种情况。
如图8所示
造成闭合回路中磁通量变化的原因可能是B ( http: / / www.21cnjy.com )、S和θ中的任意一个或几个发生了变化，了解好磁场的分布特点和电路的变化情况，就能分析好闭合电路中磁通量的变化，进一步判断感应电流的产生。
现在，我们来进行“魔术解密”，“花样跳绳”和“电磁炉点灯”到底是什么原理？
学生：地球的周围存在地磁场，摇绳时，导线和灵敏电流计构成的闭合回路中的磁通量发生了变化，回路中产生了感应电流。
电磁炉内有个大线圈（如图9），当电 ( http: / / www.21cnjy.com )磁炉工作时，线圈中交变电流产生的磁场也在不断变化，在台板上的导线环中的磁通量发生了变化，产生了感应电流，小灯泡就亮了。
( http: / / www.21cnjy.com )
同学们，物理就在我们身边，我们要善于从日常生活中发现物理问题，探究物理规律，进而的我们学习的物理知识应用于生产和生活中。
课堂小结：本节课通过一系列的探究和分析，得出了感应电流的产生条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。
巩固练习：
1、教材课后思考题第2题、第6题。
2、详细探究摇绳发电现象，写一篇科技小论文
六、板书设计：
七、教学反思：
1、本节课组织教学的关键是协调好 ( http: / / www.21cnjy.com )几个探究实验的过度，从产生感应电流的形式中概括、归纳出产生感应电流的本质，把面积的变化和磁感应强度的变化统一到磁通量的变化上，最终得出产生感应电流和条件。
2、教学过程中，应用多媒体展台时，应 ( http: / / www.21cnjy.com )尽可能少切换，课件要简捷，防止多媒体的使用分散了学生的注意力，冲淡了学生的探究活动，以致影响到课堂效果。
3、最后在进行“魔术解密”时，适时进行情感、态度与价值观教育，教育学生学习物理，要善于观察，勤于思考。学习的最高境界是“学以致用”。
摇绳发电现象 电磁炉的感应现象
导入课题
探究圆周运动实例引入课题
通过讨论确定探究思路
通过
感应电流的产生条件
电路闭合 磁通量Φ变化
面积S变化
磁能量Φ变化
闭合电路部分导体切割磁感线
磁铁在闭合线圈中插入拔出
磁感应强度B变化
再现法拉第探究
图1
图2－1
G
v
图2－2
探究卡一
图3
图4－1
图4－2
图5
B
A
图6
探究卡二
图7
面积S变化
磁感应强度B变化
φ= B S sinθ
θ
S sinθ
φ= B S
图8
图9
§4.2 探究感应电流的产生条件
一、闭合电路的部分导体切割磁感线——面积S变化
二、磁铁与线圈相对运动——磁感应强度B变化
三、结论：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电流