19.1探究：产生感应电流的条件教学设计 沪科版物理九年级

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《19.1探究：产生感应电流的条件》教学设计
课题 1.探究：产生感应电流的条件 单元 19 学科 物理 年级 九
教材分析 本节课选自沪科版九年级物理第十九章《电能从哪里来》的第一节，是电磁学知识体系中的关键起始环节。教材以“发电机如何发电”这一真实问题为切入点，引导学生通过实验探究导体在磁场中运动是否能够产生电流，从而引出电磁感应现象的基本概念。本节内容承接了前一章“电与磁”的知识，特别是奥斯特实验（电生磁）的基础，进一步探索“磁能否生电”的科学命题，体现了物理学中对称性思维的深刻魅力。教材通过设计“探究产生感应电流的条件”实验，要求学生观察、记录、分析实验现象，归纳得出闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时才能产生感应电流，并初步了解感应电流方向的影响因素。这不仅为后续学习发电机的工作原理打下坚实基础，也培养了学生的科学探究能力和实证意识。同时，教材还介绍了法拉第发现电磁感应的历史背景及其在生活中的广泛应用，如动圈式话筒、无线充电等，增强了知识的现实意义和人文厚度。21世纪教育独家资源
2022新课标要求 结合初中物理新课标，探究产生感应电流的核心是掌握其必备条件，同时需关联科学探究能力培养，以下是简单解读：1.感应电流的产生条件：需同时满足两个关键条件，缺一不可2.新课标核心要求：新课标注重实验探究，要求学生通过搭建含灵敏电流计、导体棒和磁体的装置，用控制变量法验证条件，且明确其能量转化是机械能转化为电能。
学习目标与核心素养 1.物理观念：（1）知道导体在磁场中运动时产生感应电流的条件；（2）知道电磁感应现象和感应电流，了解电磁感应在生产生活中的应用。2.科学思维：（1）能够运用控制变量法设计实验，探究感应电流产生的条件及方向的影响因素，发展逻辑推理能力。（2） 能根据实验现象进行归纳概括，形成关于电磁感应的科学结论，并尝试用右手定则判断感应电流方向，发展空间想象与模型建构能力。21世纪教育独家资源3.科学探究：经历完整的科学探究过程，包括提出问题、设计实验方案、进行实验操作、收集与分析数据、得出结论与交流评估。4.科学态度与责任：（1）能感受电生磁与磁生电的对称之美，能体会科学家在探索自然规律中的执着追求。（2）认识到电磁感应技术对现代社会发展的巨大推动作用（如发电、无线充电），增强节约能源、保护环境的社会责任感。
学情分析 九年级学生已经具备了一定的物理基础知识和实验操作能力，此前已系统学习了电流、电压、电阻、欧姆定律以及磁场的基本性质，特别是掌握了奥斯特实验揭示的“电能生磁”规律，形成了初步的电磁联系观念。然而，“磁能否生电”是一个逆向思维的问题，学生可能存在认知上的盲区或误区，例如误认为只要导体在磁场中运动就一定能产生电流，而忽略了“闭合电路”和“切割磁感线”这两个关键条件。此外，学生对于抽象的“磁感线”概念理解尚浅，难以直观判断导体是否真正“切割”了磁感线。在实验探究方面，学生虽有一定动手经验，但在控制变量、准确记录数据、分析归纳结论等方面仍需教师有效引导。但九年级学生好奇心强，求知欲旺盛，尤其对与生活密切相关的科技现象（如风力发电、无线充电）充满兴趣，这为本节课创设真实情境、激发探究动机提供了良好契机。因此，教学应充分调动学生已有经验，利用直观演示和分组实验突破难点，帮助学生构建正确的物理图景。
重点 通过实验探究，明确产生感应电流的两个必要条件：一是电路必须闭合；二是闭合电路的一部分导体必须在磁场中做切割磁感线的运动。21世纪教育独家资源
难点 准确理解“切割磁感线运动”的物理含义，能够判断导体的运动方向与磁感线方向之间的关系是否构成“切割”。
材料准备 U 形磁体、导体棒、导线、开关、灵敏电流计和铁架台。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 情境导入丹麦物理学家奥斯特发现电流的周围存在着磁场，即：电流能产生磁；那么，磁是否也能生电呢？到底什么情况下磁场才能产生感应电流？这节课，我们就通过动手实验，一步步找出产生感应电流的条件。 回忆电流的磁效应，并思考问题 电流能产生磁，而引出磁是否也能生电的问题。
讲授新课 一、实验：探究产生感应电流的条件1.实验：观察发电机模型如何发电如图所示是发电机的模型，它有一个可以产生磁场的磁体，一个可以在磁场中旋转的线圈。摇动把手，使线圈快速转动，小灯泡就亮了。21世纪教育独家资源发电机模型实验视频：发电机模型发电实验表明：发电机的线圈只有在磁场中转动时小灯泡才发光，即：磁能产生电。猜想：发电机发电可能与线圈在磁场中的运动有关。2.实验探究：探究产生感应电流的条件（1）实验目的 ①探究导体在磁场中运动时产生电流的条件。 ②探究导体在磁场中运动时产生电流的方向与哪些因素有关。（2）实验器材U 形磁体、导体棒、导线、开关、灵敏电流计和铁架台。（3）实验设计将导体棒的两端用细导线悬挂起来，并与灵敏电流计、开关串联组成闭合电路。让导体在 U形磁体的磁场中运动，探究产生感应电流的条件和影响电流方向的因素。21世纪教育独家资源实验装置示意图（4）实验步骤①按图所示安装实验装置，连接电路。闭合开关，让导体在 U 形磁体的磁场中运动。②断开开关，让导体在磁场中静止、左右、前后、上下、左右斜向运动，观察灵敏电流计指针偏转情况；③闭合开关让导体分别做静止、左右、前后、上下、左右斜向观察灵敏电流计指针偏转情况；④保持导体运动方向不变，交换磁极位置，观察灵敏电流计指针偏转情况。视频：探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件（5）实验记录开关情况磁极方向导体棒的运动电流计是否偏转断开上S下N静止、左右、前后、上下、左右斜向运动不偏转闭合上S下N静止、前后、上下运动不偏转左右、左右斜向运动偏转上N下S左右、左右斜向运动21世纪教育独家资源偏转方向不同（6）实验结论分析实验记录，可以得出实验结论：①产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。②影响感应电流方向的因素：磁场的方向、导体运动的方向。（7）反思交流①如果导体的运动方向与磁感线方向不垂直，导体中能产生电流吗？为什么？答案：能只要是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，导体中就能产生感应电流，导体的运动方向与磁感线方向不一定垂直。②如果导体不动，移动 U 形磁体，导体中能产生电流吗？为什么？答案：能导体不动，移动蹄形磁体，导体同样能做切割磁感线运动，所以导体中也能产生感应电流。③在上述实验过程中，能量是如何转化的？答案：机械能转化为电能。知识拓展右手定则21世纪教育独家资源伸开右手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。用右手判断感应电流的方向二、电磁感应及其应用1.电磁感应（1）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象是一种电磁感应。21世纪教育独家资源（2）电磁感应现象中产生的电流称为感应电流。2.大量实验证明：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流；感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向皆有关。3.产生感应条件的理解（1）必须是部分导体做切割磁感线运动，如果闭合电路的全部在同一磁场中做切割磁感线运动，导体中就不会产生感应电流。（2）电路必须是闭合的，如果电路不闭合，即使是一部分导体做切割磁感线运动，也不会产生感应电流。（3）感应电流的产生条件：需同时满足两个关键条件，缺一不可。一是电路必须闭合，若电路断开，即便导体做后续运动，也只会产生感应电压而非电流；二是闭合电路中的一部分导体，要在磁场中做切割磁感线运动（导体运动方向与磁感线不平行，垂直或斜切均可）。4.电磁感应现象的应用（1）发电机就是利用电磁感应制成的，它为人类走进电气时代作出了卓越贡献。（2）生活中常用的一种动圈式话筒、变压器、手机无线充电器、电磁炉都是应用电磁感应原理制成的。动圈式话筒 变压器手机无线充电 电磁炉视频：一代科学巨星：法拉第 观看视频发电机模型发电，知道发电机的线圈只有在磁场中转动时小灯泡才发光观察实验装置，认识各器材的作用。实验设计理念以及实验步骤，并观看教师演示，理解“切割磁感线”的含记录实验现象归纳总结实验结论学生思考交流讨论这三个问题学生阅读理解右手定则了解电磁感应现象和感应电流，总结理解产生感应电流的条件以及影响感应电流的方向了解电磁感应现象的应用，观看视频：一代科学巨星：法拉第 引出磁能产生电，从而猜想发电机发电可能与线圈在磁场中的运动有关。教师的示范旨在揭示学生容易忽略的关键细节，帮助学生排除干扰因素，聚焦核心变量21世纪教育独家资源锻炼学生的观察能力锻炼学生的归纳总结能力以及逻辑思维能力透彻理解实验现象，锻炼学生的逻辑思维能力了解怎样判断感应电流的方向对本节的核心知识理解更透彻实现知识的迁移与应用，让学生体会到所学知识的价值，满足其成就感。通过介绍前沿科技应用，拓宽视野，激发创新意识。通过讲述科学家的真实故事，培养学生尊重科学、崇尚真理的情感态度与价值观。
课堂练习 1.如图所示实验装置中，和动圈式话筒的工作原理相同的是 （ ）A． B．C． D．【答案】C【详解】当人对着动圈式话筒说话时，它会产生随人的声音变化而变化的电流，即：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时能够产生感应电流，其工作原理是电磁感应现象。A．图中有电源，通电后，磁场中的线圈会受力运动，说明通电导线在磁场中受力的作用，故A不符合题意；21世纪教育独家资源B．图中是奥斯特实验，说明了通电导线周围存在着磁场，故B不符合题意；C．图中没有电源，当ab做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，其工作原理是电磁感应现象，故C符合题意；D．图中是验电器，验电器的原理是同种电荷相互排斥，故D不符合题意。故选C。2.如图所示，当导体棒ab （选填“上下”或“左右”）移动时，灵敏电流计的指针会发生偏转，这是因为闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动，导体中就会产生电流。【答案】左右 切割磁感线【详解】[1] [2]根据电磁感应现象可知，当闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流，因此磁铁不动、闭合开关，导体棒沿左右方向运动时，导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，电流表指针会发生偏转。3. 如图所示，质量和形状完全相同的金属线框A和塑料线框B，从同一高度同时自由落下，途中经过某一磁场区域（“×”表示磁场方向垂直纸面向里）。不计空气阻力，由于 现象，线框 （选填“A”或“B”）中会有电流产生，使该线框的一部分重力势能转化为 能。【答案】电磁感应 A 电【详解】[1][2][3]金属线框A是导体，在下落过程中经过磁场区域时，会做切割磁感线运动，由于电磁感应现象，线框A中会有电流产生。在这个过程中，线框A的一部分重力势能通过电磁感应转化为电能。而塑料线框B是绝缘体，不会发生电磁感应现象，也就不会产生电流。 学生练习 巩固本节的知识
课堂小结 1.闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流；感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向皆有关。2.电磁感应：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象。3.感应电流：电磁感应中产生的电流4.电磁感应现象的应用发电机、动圈式话筒、变压器、手机无线充电器、电磁炉 学生总结教师补充 让学生对本节知识有个系统理解
板书 探究：产生感应电流的条件一、实验：探究产生感应电流的条件1.产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。2.影响感应电流方向的因素：磁场的方向、导体运动的方向。二、电磁感应及其应用1.电磁感应现象和感应电流2.电磁感应现象的应用 对照板书回顾 夯实本节基础
课外拓展/课外阅读内容 《电磁感应的“前世今生”》：聚焦法拉第发现电磁感应的关键实验，用通俗语言解释“磁生电”的最初探索，明确感应电流产生的直观场景——导体在磁场中运动或磁场发生变化，帮助建立基础认知。
特色资源分析和技术手段说明 初中物理视频《感应电流的产生》以及实物图的展示
教学反思 通过课外阅读关联生活实例，结合简易实验和动画资源，能降低“感应电流条件”的抽象性，让学生从“直观感受”到“理性认知”逐步过渡，符合初中生的认知规律。学生是知识的主动建构者，学生对所探究问题的热情程度及在探究过程中所表现出来的精神状态和情绪，直接影响教学的效果。利用实验巧妙设置悬念，引出问题，从心理学的角度吸引了学生的注意，使学生产生问题意识，并极力渴望知道其中的缘由，从而使学生产生了强烈的求知欲和对探究的热情，为以下的探究教学做好铺垫，提高了课堂教学的效率。在探究问题的生成，探究方案的设计，探究行动的开展，探究结果的构建上，围绕学生知识的自主建构这一核心来展开，体现了探究式学习的本质。学生是知识的主动建构者，学生对所探究问题的热情程度及在探究过程中所表现出来的精神状态和情绪，直接影响教学的效果。利用实验巧妙设置悬念，引出问题，从心理学的角度吸引了学生的注意，使学生产生问题意识，并极力渴望知道其中的缘由，从而使学生产生了强烈的求知欲和对探究的热情，为以下的探究教学做好铺垫，提高了课堂教学的效率。
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