第三册 第五章第二节 电磁感应现象及其应用 教学设计

《电磁感应现象及其应用》教学设计
【教学分析】
1.教材分析
1.承前启后的作用
本节课内容是在学习了磁场及其描述的基础上学习的，学生对于磁场和磁感线的概念有了清晰的认识，对于常见的典型磁场（条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、通电圆环、通电螺线管和地磁场）的磁感线分布已经熟练掌握。在初中简单涉猎过于本节课相关的知识，经过与初中老师的交流，已经确认学生基本理解了感应电流的概念，感应电流产生的条件是：“部分导体棒切割磁感线”。所以，这节课的学习既是对前面所学知识的复习、运用和深化与完善，又是为后面选择性必修二的学习做好了铺垫。
2.学习目标
（1）知道磁通量的概念，掌握磁通量的计算方法。
（2）学会用实验探究感应电流产生的条件，掌握电磁感应现象。
（3）了解电磁感应现象在生活实际中的应用。
3.学习重点
（1）磁通量的计算方法
（2）感应电流产生的条件
4.学习难点
（1）磁通量概念的理解
（2）磁通量的变化量的计算
5.课时设置
本节课的内容设置为两课时。本视频课为第一课时，课型为新授课。另外一个课时为复习课。
2.学情分析
1.学生的生活经验
在2017年12月底，济南建成了全球第一条“超级公路”，未来电动汽车可以边跑边充电。这一则爆炸性的新闻在当年引起了很大的轰动，至今在学生的脑海当中仍然有清晰的印象。提起这件事情与本节课学习的内容有关，学生的学习兴趣一下子就被激发出来了。
在考试的时候，监考老师会拿着金属探测仪对考生进行全面扫面，每当遇到金属部件时就会发出明显的预警声；工人师傅可以拿着下图所示的工具就可以在不剪开导线的情况下就可以测出导线中的电流来.现实生活中，学生的身边有着很多很多与电磁感应有关的例子。为本节课的学习提供了很多素材。
这些生动的素材既可以激发学生的兴趣，让学生带着问题进行学习，大大提升学习效果，又可以帮助学生灵活运用学习的知识解释生活中的现象，解决生活中遇到的问题。
2.学生的知识储备
学生在初中已经简单了解了电磁感应现象，对感应电流的产生有了基本认识。经过与初中物理老师的交流，确认学生对感应电流产生条件的认识为：“部分导体棒切割磁感线”，所以本节课的设计也是以这个为出发点，基于学生的认真水平，层层设问。在上一节的学习过程中，学生已经对常见的典型磁场有了清晰的认识，对于突破磁通量的计算和判断磁通量是否变化奠定了扎实的理论基础。
3.学生的实验素养
本节课采用的实验仪器都是学生日常使用较多的仪器。使用这些仪器完成相关的实验任务对于学生来讲并不会存在较大问题。尽管如此，影响实验效果的因素有很多，还是要提醒学生在实验失败时注意反思存在的问题，检查电路连接是否正确，检查电路连接的位置接触是否良好。
【教学方法及手段】
1.复习法。通过复习前面所学的知识，帮助学生在预习的过程当中，解决电磁感应现象的基本概念。通过提问初中学过的感应电流的产生条件，让学生带着问题进行本节课的学习。
2.练习法。通过对点练清，及时地对所学习的知识进行复习和巩固，保证课堂学习的效果。
3.实验法。通过演示实验，发现初中学习的知识与实验结论的矛盾，激发起学生的学习兴趣。通过，学生根据提供的器材，自行设计实验方案，验证自己的猜想，进一步加深对感应电流产生条件的认识。
4.情境教学法。通过手机无线充电、超级高速公路生活实际例子，将本节课学所学的内容与现实生活当中的一些应用紧密联系起来。
5.启发式教学。通过设置逻辑性比较强的问题，激活学生已有的知识储备和生活经验，引领学生思考的路线和方向，帮助学生由浅入深，发现问题的本质。通过引导学生实验，让学生带着问题进行试验，进一步加深对物理规律的理解和运用。
6.展示法。通过手机软件投屏，拉近学生与演示实验仪器之间的距离，及时将学生的活动时刻展现在大屏上，起到好的课堂效果。
【教学媒体】
大小螺线管各一个，滑动变阻器，条形磁铁若干，灵敏电流计，学生电源，电池组，开关，导线，电脑多媒体，智能手机，自制导学案。
【教学流程图】
【教学过程设计】
一、课前自主学习
问题设计：
1.通电直导线、通电圆环、通电螺线管产生的磁场
2.什么是电流的磁效应？什么是电磁感应现象？
1.磁通量的定义？磁通量是标量还是矢量？磁通量的单位？
2.感应电流产生的条件是什么？
设计意图：
前两个问题——复习上一节课学习的知识，帮助学生熟练掌握本节课可能用到的典型磁场的磁感线分布特点。
后两个问题——全部是本节课的基本概念和浅层次的知识，学生只要是阅读教材就会学会。既能够锻炼学生的自学能力，又能够提高课堂效率。
二、创设情景，引入新课
教师：我们现在已经知道，磁场产生电流，这种现象叫做电磁感应现象。产生的电流我们叫做感应电流。在初中我们是不是也学过相关的知识。
学生：是的。
教师：大家在初中学过的感应电流产生的条件是什么？
学生：切割磁感线
教师：我帮大家回忆一下，规范表达是部分导体棒切割磁感线。
学生：哦，对。
教师：那么我们来看一个实验。
教师：手机投屏，进行演示实验的展示
演示实验： 如图所示，请同学观察在开关闭合和断开时灵敏电流计的示数变化。
学生：在开关闭合时，电流计有示数。开关保持闭合，稳定后，电流计没有示数。开关断开时，灵敏电流计有示数。
教师：我们分析一下，小螺线管通电后会产生磁场，这是我们上课前提问的问题。请大家思考，切割磁感线了吗？
学生：没有
教师：这个实验已经与我们初中学过的结论有了一些出入了，那么事实的真相究竟是什么样的呢？为了弄清楚这个问题，我们首先来学习一个概念。
三、磁通量
教师：根据大家课前的预习，结合大屏幕，请大家给出磁通量的定义。
问题设置，如图所示，磁通量的定义是什么？
学生：Φ=BS
教师：那么请看这两幅图，回答问题

思考：在面积相同的情况下，哪一个磁通量大？
学生：右侧磁通量大。
教师：磁通量的定义可以理解为穿过面的磁感线的条数的多少。
学生：是的
教师：求以下磁通量的大小

学生活动：学生进行讨论
教师：请同学们分享答案。
学生：展示答案
教师：重点点评后面两个图的求解方法。
教师：同学们，大家可以看到，磁通量的求解一般分为三种情况。请同学们根据学过的几种情形总结一下。
学生：垂直时最大，平行时为0，一般夹角时有两种方法处理，一种是分解B，另外一种是找投影面。
教师：很好。大家还要注意一个问题。那就是磁通量是标量，有正负。正负号表示磁感线从面的哪一侧穿过。
教师：磁通量的变化量等于什么？
学生：末状态磁通量减去初状态磁通量。
教师：其实就是求两次磁通量。大家在求磁通量的变化量时一定要注意磁通量的正负号。
教师：我们看一组练习。请大家看学案。
设计意图：帮助学生理解有效面积的意义
磁通量可以理解为穿过面的磁感线的条数，在磁场与面垂直的情况下，应该等于磁感应强度与有效面积的乘积。帮助学生理解并不是面积越大，磁通量就会越大。
设计意图：帮助学生掌握磁通量的变化量的求解方法，梳理在求解过程中出现的易错问题，帮助学生理解磁通量正负号的含义。
四、电磁感应现象
教师：通过前面的学习，我们看一下与我们刚上课时做的那个实验有什么联系吗？让我们再回忆一下，什么时候有电流。
学生：开关闭合有电流，开关断开有电流。开关保持闭合稳定后没有电流。
教师:大家能不能用磁通量的观点来解释一下。
学生：开关闭合，磁通量从0变成不是0；开关断开，磁通量从不是0变成0.开关保持闭合，电路稳定，磁通量不变。
教师：所以说，产生感应电流的条件是什么？
学生：闭合回路的磁通量发生变化。
教师：很好。大家请看大屏幕。给你提供一些实验器材，请利用这些器材来证明你的观点。
学生：讨论并设计实验方案。
教师：经过大家的讨论，请小组代表展示实验成果。
学生：到讲台上展示实验成果
教师：纠正学生存在的问题，点评学生的实验成果。帮助学生概括实验结论。
教师：经过前面的实验，大家对感应电流产生的条件有了清晰的认识。由此可见，我们在初中学过的结论是不完善的。
教师：请大家做一组练习。
学生：分享答案。
设计意图：巩固学习成果，纠正学生初中的不健全观点。
设计意图：从另外一个角度考查感应电流产生的条件。考查学生的思维能力。
五、归纳总结及应用
教师：以上就是我们这一节课学习的内容。我们一起来回顾一下。
教师：那么我们现实生活中哪些例子与电磁感应现象有关呢？
学生：举例。
教师：解释电磁炉、手机无线充电和超级高速公路的例子。请大家课下通过阅读书刊或者浏览网页等形式搜集更多与电磁感应现象相关的例子。
六、课后延伸学习
1.整理笔记——建议用时10分钟
2.完成A级和B级——13题保留算式，不要求计算精确结果——建议用时25分钟~30分钟