11.3《磁通量 电磁感应现象》课时教案--2025--2026年沪科版高中物理必修第三册（表格式）

11.3《磁通量 电磁感应现象》课时教案
学科 物理 年级册别 高二上册 共1课时
教材 沪科版高中物理必修第三册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节内容位于沪科版高中物理必修第三册第十一章第三节，是电磁学的核心基础之一。教材通过实验引入磁通量的概念，建立其数学表达式Φ = B·S·cosθ，并结合图示说明其物理意义。随后以法拉第电磁感应实验为载体，揭示闭合电路中产生感应电流的条件——穿过闭合回路的磁通量发生变化。这一节承前启后，既是对磁场知识的深化应用，又为后续学习法拉第电磁感应定律、楞次定律及交流电等内容奠定理论和实验基础。
学情分析
高二学生已掌握磁场的基本性质、磁感线分布特点以及闭合电路欧姆定律等知识，具备一定的抽象思维能力和实验观察能力。但“磁通量”作为一个标量却具有方向性关联（由角度决定），概念较为抽象，学生易将其与磁感应强度混淆。此外，“变化的磁通量产生感应电流”这一因果关系的理解存在困难，常误认为只要有磁场或导体切割就会产生电流。学生正处于逻辑推理向辩证思维过渡阶段，对科学探究过程充满好奇，可通过情境创设激发探究欲望，借助实验观察突破认知障碍。
课时教学目标
物理观念
1. 理解磁通量的定义，掌握其计算公式Φ = BScosθ，能解释其表示穿过某一面积的磁感线条数的物理意义。
2. 能说出电磁感应现象的本质是“因磁通量变化而产生感应电动势”，并能判断在不同情况下闭合电路中是否会产生感应电流。
科学思维
1. 通过类比电场强度与电通量的关系，建构磁通量的概念模型，提升类比迁移与抽象建模能力。
2. 分析多种实验情境中磁通量变化的方式（B变、S变、θ变），归纳总结产生感应电流的共同条件，发展归纳推理与逻辑分析能力。
科学探究
1. 经历观察条形磁铁插入/拔出线圈、开关通断原线圈等实验过程，收集证据验证磁通量变化是产生感应电流的根本原因。
2. 设计简单实验方案探究影响感应电流有无的因素，体验完整的科学探究流程。
科学态度与责任
1. 在实验操作中养成严谨求实的态度，尊重实验数据，敢于质疑非科学结论。
2. 认识电磁感应技术在发电机、变压器等现代电力系统中的广泛应用，体会物理知识推动社会进步的价值。
教学重点、难点
重点
1. 磁通量的概念及其计算方法。
2. 电磁感应现象产生的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。
难点
1. 理解磁通量作为“穿入”与“穿出”代数和的净磁感线条数的物理图像。
2. 准确判断各种实际情境中磁通量是否发生变化，尤其是涉及角度变化或面积变化的情况。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、实验演示法、讲授法、合作讨论法
教具准备
条形磁铁、线圈、灵敏电流计、原副线圈装置、滑动变阻器、电源、开关、导线若干、多媒体课件
教学环节 教师活动 学生活动
情景导入
【5分钟】 一、问题驱动，引发认知冲突。 （一）、播放视频：风力发电机叶片旋转发电场景。
教师引导语：“同学们，请看这段视频——巨大的风车缓缓转动，就能点亮千家万户的灯火。这背后隐藏着怎样的物理奥秘？机械能是如何转化为电能的？早在1831年，英国科学家迈克尔·法拉第就揭开了这个谜底。今天，我们就沿着他的足迹，开启一场‘从磁生电’的探索之旅。”
（二）、提出核心问题，设置悬念。
教师设问：“我们知道通电导线周围会产生磁场，那么反过来，磁场能不能产生电流呢？如果可以，需要什么条件？”
组织学生进行小组短暂讨论，并鼓励大胆猜想。
预设学生回答可能包括：“只要把导线放在磁场里就行”、“必须让导体运动才行”、“磁铁要动起来”等。
教师不急于评判正误，而是说：“大家的想法都很有价值，究竟哪种说法正确？让我们用实验来寻找答案。”
同时在黑板上书写课题：《磁通量 电磁感应现象》，并强调“变化”二字的重要性。 1. 观看视频，感受科技魅力。
2. 参与讨论，提出初步猜想。
3. 明确学习主题，产生探究兴趣。
4. 带着疑问进入新课学习。
评价任务 猜想合理：☆☆☆
参与积极：☆☆☆
问题意识：☆☆☆
设计意图 以真实工程应用切入，激发学生好奇心和求知欲；通过反向提问打破“电生磁”的单向思维定势，制造认知冲突；鼓励猜想营造开放探究氛围，为后续实验验证埋下伏笔。
新知建构
【15分钟】 一、构建磁通量概念，建立物理图像。 （一）、类比引入，构建通量思想。
教师展示PPT动画：一组平行均匀的水流垂直冲击一个矩形平面，单位时间内穿过该平面的水量称为“水流量”。类比指出，在电场中我们曾定义“电通量”为E·S·cosθ，表示穿过某面积的电场线条数。现在我们将类似的概念迁移到磁场中——引入“磁通量”。
正式给出定义：磁通量Φ是用来描述穿过某一面积S的磁感线多少的物理量。当匀强磁场B的方向与面积S垂直时，Φ = B·S；若磁场方向与面积法线方向成θ角，则Φ = B·S·cosθ，其中cosθ体现了有效投影面积的思想。
教师强调：“磁通量是标量，但它有正负之分，代表磁感线‘穿入’与‘穿出’的不同方向。通常规定某一方向为正，则反方向为负，总磁通量为代数和。”
举例说明：如一个立方体置于匀强磁场中，相对两个面的磁通量大小相等、符号相反，整个封闭曲面的总磁通量为零，体现磁场的无源性。
（二）、动态演示，强化空间理解。
使用三维动画软件动态展示一个矩形线框在匀强磁场中发生三种变化：
1. 磁感应强度B逐渐增强，保持S和θ不变 → Φ增大；
2. 线框面积S被压缩变小，保持B和θ不变 → Φ减小；
3. 线框绕轴旋转，导致θ角改变，如从0°转到90° → cosθ从1变为0，Φ从最大变为0。
每种情况都配以磁感线条数增减的视觉化表现，帮助学生建立直观印象。
随后出示练习题：“边长为0.2m的正方形线圈，处于B=0.5T的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向夹角为60°，求穿过线圈的磁通量。”引导学生代入公式计算，巩固理解。 1. 观察类比模型，理解通量本质。
2. 听讲记录，掌握磁通量公式。
3. 观看三维动画，想象空间变化。
4. 完成课堂计算，检验掌握程度。
评价任务 概念理解：☆☆☆
公式应用：☆☆☆
空间想象：☆☆☆
设计意图 通过类比迁移降低新概念的认知难度；利用三维动画突破空间想象瓶颈；结合典型例题即时反馈，确保学生真正掌握磁通量的计算及其物理意义，为判断“变化”打下坚实基础。
实验探究
【15分钟】 一、重现法拉第实验，发现感应条件。 （一）、演示实验1：磁铁与线圈的相对运动。
教师组装器材：将一个匝数较多的线圈连接至灵敏电流计，形成闭合回路。手持条形磁铁缓慢插入线圈，观察电流计指针偏转方向与幅度；再将磁铁缓慢拔出，再次观察。
提问：“插入和拔出过程中，指针是否偏转？说明了什么？”
学生答：“会偏转，说明产生了电流。”
追问：“什么时候产生？什么时候不产生？”
引导得出：只有在磁铁运动过程中（即磁场分布变化）才有电流，静止时无电流。
进一步提问：“是什么在变化？是B？ S？还是θ？”
师生共同分析：磁铁靠近，B增大 → Φ增大；远离，B减小 → Φ减小。因此是Φ在变化。
（二）、演示实验2：通断电互感现象。
教师展示原副线圈装置：原线圈接直流电源+开关+滑动变阻器，副线圈连接电流计。
闭合开关瞬间，观察副线圈电流计是否偏转；稳定后，指针归零；断开开关瞬间，再次观察。
现象明显：仅在通断瞬间有电流，稳态时无。
引导思考：“这里没有磁铁运动，也没有导体切割，为什么也会产生电流？”
启发学生分析：通电瞬间，原线圈产生磁场并在副线圈区域建立B场，Φ从0增至某一值；断开时Φ从有到无。同样是Φ发生了变化！
（三）、归纳总结，提炼核心规律。
教师组织学生分组讨论上述两个实验的共性：
1. 都有闭合电路；
2. 都有磁场参与；
3. 关键在于——磁通量必须“变化”！
最终师生共同总结：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。这种现象叫做电磁感应现象，产生的电动势叫感应电动势。
板书强调：“变化”是关键词，静态磁场不会产生感应电流。 1. 观察实验现象，记录指针变化。
2. 分析原因，找出变量因素。
3. 小组讨论，归纳共同特征。
4. 总结规律，理解“变化”本质。
评价任务 现象观察：☆☆☆
因果分析：☆☆☆
规律归纳：☆☆☆
设计意图 通过经典实验再现科学发现历程，让学生亲身经历“观察—分析—归纳”的科学探究过程；对比两种不同情境下的电磁感应现象，突出“磁通量变化”这一本质特征，破除“必须切割”“必须运动”的片面认识；培养学生的证据意识和归纳能力。
深化辨析
【7分钟】 一、辨析误区，精准判断条件。 （一）、设置辨析题，检测理解深度。
教师出示三道判断题，要求学生独立思考后举手回答：
1. “导体在磁场中运动，一定产生感应电流。” — 错！若整体平动且磁通量不变（如矩形线框整体进入匀强磁场），则无感应电流。
2. “只要闭合电路处于磁场中，就有感应电流。” — 错！必须是变化的磁通量，恒定磁场不行。
3. “磁通量大，感应电流就大。” — 错！感应电流取决于磁通量的变化率，而非大小本身。
结合图示逐一讲解，澄清常见误解。
（二）、拓展思考，联系实际应用。
提问：“发电机是怎么工作的？”
引导学生思考：线圈在磁场中持续旋转 → θ不断变化 → cosθ周期性变化 → Φ周期性变化 → 持续产生交变感应电流。
简要介绍水电站、火电站、核电站的核心都是通过各种方式驱动涡轮机带动线圈转动实现发电，呼应开头视频。 1. 独立判断，辨析错误观点。
2. 听讲反思，纠正思维偏差。
3. 联系实例，理解实际应用。
4. 形成正确认知结构。
评价任务 概念辨析：☆☆☆
纠错能力：☆☆☆
迁移应用：☆☆☆
设计意图 针对学生易错点设计辨析题，及时纠偏，深化对“变化”内涵的理解；将抽象规律与生活科技紧密联系，体现物理服务于社会的价值，增强学习意义感。
课堂总结
【3分钟】 一、升华收尾，激励未来探索。 （一）、结构化回顾知识点。
教师带领学生齐声复述：“今天我们学习了两个核心概念：一是磁通量Φ = BScosθ，它衡量的是穿过某个面的磁感线数目；二是电磁感应现象发生的条件——穿过闭合电路的磁通量必须发生变化！”
强调：“不是只要有磁场，也不是只要导体运动，关键是‘变’字。这个‘变’可以是B变、S变、θ变，或是它们的组合。”
（二）、情感升华，展望科学精神。
教师深情总结：“1831年，法拉第经过十年不懈实验，终于捕捉到了那微弱的电流信号，打开了电气时代的大门。他曾说：‘一旦科学插上幻想的翅膀，它就能赢得胜利。’今天的我们站在巨人的肩膀上，不仅要知道‘是什么’，更要追问‘为什么’。希望你们保持这份好奇与执着，像法拉第一样，用敏锐的眼睛去发现自然的秘密，用严谨的实验去验证心中的猜想。也许未来的某一天，改变世界的下一个‘从磁生电’的奇迹，就诞生于你们的实验室中！” 1. 回顾要点，梳理知识脉络。
2. 齐声复述，强化记忆重点。
3. 感受科学精神，激发探索热情。
4. 树立远大志向，立志科学报国。
评价任务 知识梳理：☆☆☆
情感共鸣：☆☆☆
价值认同：☆☆☆
设计意图 通过结构化回顾帮助学生形成清晰的知识框架；引用法拉第名言进行情感升华，将知识学习上升到科学精神培育的高度，激励学生传承探索精神，体现“立德树人”的根本任务。
作业设计
一、基础巩固
1. 下列情况中，哪些能在线圈中产生感应电流？请说明理由。
（A）将条形磁铁静止放置在线圈内部。
（B）将条形磁铁快速插入线圈。
（C）将通电螺线管靠近闭合铝环。
（D）闭合金属圆环在匀强磁场中匀速直线运动。
2. 一个面积为0.1 m 的矩形线圈，垂直放入B = 0.4 T的匀强磁场中，求此时穿过线圈的磁通量。若线圈平面转过30°，磁通量又是多少？
二、能力提升
3. 一个U形磁铁上方有一闭合金属框abcd，当金属框从左侧水平移入磁场区域的过程中，请分析穿过金属框的磁通量如何变化？是否有感应电流产生？方向如何？（可用右手定则初步判断）
4. 查阅资料，简述发电机的基本工作原理，并画出简易示意图。
三、拓展阅读
5. 阅读课本“科学漫步”栏目《法拉第：从装订工到科学巨人》，写一段100字左右的读后感，谈谈你受到的启发。
【答案解析】
一、基础巩固
1. （A）否，磁通量未变；（B）是，B变化导致Φ变化；（C）是，原线圈电流变化引起磁场变化，使铝环内Φ变化；（D）否，匀速直线运动且磁场均匀，Φ不变。
2. 垂直时Φ = B×S = 0.4×0.1 = 0.04 Wb；转30°时Φ = B×S×cos30° ≈ 0.4×0.1×0.866 = 0.0346 Wb。
二、能力提升
3. 金属框进入过程中，穿过的磁感线数量逐渐增多，Φ增大，产生感应电流。根据楞次定律，感应电流方向应阻碍磁通增加，故可判断为逆时针方向（俯视）。
4. 发电机利用线圈在磁场中旋转，使穿过线圈的磁通量周期性变化，从而产生交变感应电动势和电流。示意图略。
板书设计
§11.3 磁通量 电磁感应现象
【左侧板块】
一、磁通量 Φ
定义：表示穿过某一面积的磁感线条数
公式：Φ = B·S·cosθ
单位：韦伯（Wb）
特点：标量，有正负（穿入为正，穿出为负）
【中间板块】
→ 动态箭头 ←
变化！
↑↓←→
B变、S变、θ变
【右侧板块】
二、电磁感应现象
条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化
结果：产生感应电动势（若电路闭合则产生感应电流）
发现者：法拉第（1831年）
★ 关键词：变化 ≠ 存在 ≠ 运动
教学反思
成功之处
1. 以风力发电视频导入，贴近生活实际，有效激发了学生的学习兴趣和探究动机。
2. 采用类比法引入磁通量概念，辅以三维动画演示，显著降低了学生的空间想象难度，提升了概念理解效果。
3. 通过两个经典实验对比分析，引导学生自主归纳出“磁通量变化”这一本质条件，突出了科学探究的过程与方法。
不足之处
1. 实验环节时间稍显紧张，部分学生未能充分表达自己的观察结果和思考过程，小组讨论的广度有待拓展。
2. 对于磁通量正负性的解释还可更深入，部分学生仍存在方向判断困惑。
3. 作业第3题涉及楞次定律，超前于当前进度，应在后续课程中补充说明后再布置。