华师大版八年级下册科学 5.3电磁感应 教案

《电磁感应》教学设计
教学设计思路：《电磁感应》揭示了磁与电之间的内在联系，在正式上这节课内容之前，我先让学生了解法拉第发现电磁感应现象的艰辛历程、他与人交往忍耐谦逊的态度，以及他对科学不懈的追求。然后创设物理情境，设置问题，引领学生设计实验，随后进行自主探究、交流讨论，在知识、能力上得以提升。
教学目标
1、知识与技能：1）知道电磁感应现象的发现及其意义；
2）了解灵敏电流计，会从它的偏转判断感应电流的方向；
会描述电路中产生感应电流的条件；
4)知道感应电流的方向与哪些因素有关。
2、过程与方法：类比的推理方法；控制变量法
3、情感、态度与价值观：通过科学史的讲解，特别是法拉第的生平资料，以及他发现 电磁感应艰辛曲折的过程，促使学生形成正确的人生观、价值观。
教学重点与难点
1、教学重点：电磁感应产生条件的探究过程；对产生感应电流的条件理解：切割磁感线的含义；
2、教学难点：实验方案的设计；为何是一部分导体切割磁感线才能产生感应电流。?
教学准备
灵敏电流计、电键，导线，矩形线圈，碲形磁铁,铁架台
教学过程
过程一：复习旧知识，讲解电磁感应发现的曲折历史
内容：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。既然电能生磁，那么磁是否能生电呢？许多科学家人们纷纷重复奥斯特的实验，探索新实验。典型的代表有
安培，戴维、沃拉斯顿、科拉顿和法拉第等等，他们都对此发生了兴趣，并着手开始实验。沃拉斯顿是一个举足轻重的人物，他就根据作用力与反作用的原理，试图进一步实验，找出磁对电的影响。他想将一根直导线通入电流，然后靠近磁铁，导线就会绕自己的轴转动起来。1821年4月的一天，沃拉斯顿兴冲冲的来到了皇家实验室，想在戴维面前演示他的想法。然而，试验好几次都未能如愿地实现导线自转。更可惜，沃拉斯顿不过想想而已，一碰钉子就后退了，也就再不提此事。但机遇专给有心人。皇家学会两个权威失败了的实验，倒让一个小学徒记在了心里。法拉第那天就站在旁边，事后他独自一个人躲在实验室里又夜以继日地干了起来，他想那导线不能转动是拉得太紧，就干脆取来一个玻璃缸，里面倒了一缸水银，正中固定了一根磁棒，棒旁边漂一块软木，软木上插一根铜线，再接上伏打电池，果然电路一通，那软木轻轻地漂动起来，缓缓慢慢地居然绕着磁棒兜开了圈子。一根线通电转得慢，要是一个通过强电流的线圈呢，不就转得快了吗?啊，成功了。这就是世界上第一个最简单的马达。法拉第本想把自己的实验及其结果全部讲述给沃拉斯顿和戴维听，但是他们两人都出去了。同时法拉第的朋友们都劝他将自己的实验成果立刻公布与众，否则正在研究这个问题的安培等人一旦抢先公布了成果，就要在法拉第的前头。因此法拉第同意他的朋友将他的实验报告发表出来，出人意料的是，法拉第的成功不但没有得到赞赏，反而收到人们的指责，指责法拉第剽窃沃拉斯顿的研究成果，其实法拉第的实验是通电导线绕磁铁公转，但是沃拉斯顿原本的意图是通电线圈在磁铁周围自转。两个人的实验根本不同，当时沃拉斯顿到皇家学院实验室做电磁转动实验时，只有沃拉斯顿、戴维、法拉第三人在场，戴维作为知情人，这一点他是清楚的，又是科学界的权威，只要他说句公道话，这桩案子立刻真相大白，但是戴维选择了沉默，他看到学生超过自己，产生了嫉妒。法拉第的自尊心收到极大的挫伤，他的科研积极性受到极大的压抑。1829年，沃拉斯顿和戴维这两位电磁权威相继去世，法拉第重新进入电磁学领域。并于1831年，实现了变磁为电的理想，发现了具有划时代意义的电磁感应。戴维临终养病期间，朋友看他，问他一生中最伟大的发现是什么？他决口不提自己发现的众多化学元素中的任何一个，却说我最大的发现是一个人----法拉第！
形式：先让学生尝试讲述，教师声情并茂补充。
设计意图：通过法拉第发现电磁感应艰辛曲折的过程。只有靠意志和坚持才能实现理想。没人能随随便便成功，关键看你是否有把一件简单的事情坚持到底的智慧。促使学生形成正确的人生观、价值观。通过科学史的讲解更能提高学生的积极性，更能吸引学生的注意力，活跃学生的思维，为本节新课的学习埋下伏笔。
过程二：引入新内容
内容：那法拉第是怎样变磁为电的呢？假如你是法拉第，需要解决哪些问题？如何让磁场能产生电流？
1、如何获得稳定的磁场？磁铁
电流的载体是？闭合的导线做电路
如何知道产生了电流？电流表测量。那电流太小怎么办？今天我给你们带来一个新朋友，——灵敏电流计。
形式：教师设置情境做出假设
要求：教师在提出问题的同时要求学生设身处地、仔细思考
设计意图：设置情境，让学生自己去思考，去观察，尝试设计方案，解决问题。
探究活动一：观察灵敏电流计
观察表头字母？—G
观察0刻度线的位置？在中央，可以左偏也可以右偏。左偏和右边表示方向相反。
灵敏电流计的量程？很小，单位是毫安。
灵敏电流计的作用：A根据指针偏转方向，得知电流方向。B、检验电路中是否有微弱电流。C、指针偏转角度比较瞬时电流的大小。
要求：学生自己观察，自己总结两个表之间的区别。
设计意图：通过学生仔细观察，总结电流表与灵敏电流计的区别。顺便指出很多科学家失败的原因就是因为产生的感应电流太小，很多科学家在做实验时，现象微弱，感受不到。牛顿说过，他只所以伟大，是因为站在巨人的肩膀上。不仅牛顿，法拉第也是。
探究活动二：感应电流的产生，使灵敏电流计指针转动
要求：学生进行各种尝试，使灵敏电流计指针转动起来。
生1：方形线圈下边框静止
生2：方形线圈下边框向左运动
生3：……
师：有的同学的灵敏电流计已经转动，说明产生了感应电流，观察隔壁小组，你尝试采用与他不同的运动方式，看指针是否转动？
问题：怎样运动灵敏电流计可以偏转呢？
总结：下边框导线向左运动、向右运动，或者倾斜运动，灵敏电流计指针都偏转，说明有电流产生；向上、下，向前、后运动，指针都不偏转，没有电流产生。
提问：只要是导体在运动，就能产生电流了吗？
设计意图：让学生深层次思考，回想磁感线这个概念，逐渐引导学生了解切割磁感线这个晦涩难懂的概念。
小组讨论1：下边框导线左右运动与上下运动、前后运动有什么本质区别呢？
内容：磁体周围分布着磁感线，当导体左右运动时，为了描述磁场，引用了磁感线这个虚拟的概念，学生不好理解。磁感线在磁体外部从N级出发，回到S级。于是我化虚为实，用细线绕在蹄形磁铁周围，用锋利的刀子代替了导线，在磁场中先上、下运动；再前、后运动，最后左右运动，学生很容易看出区别：导体在磁场中上下运动、前后运动的时候，磁感线（细线）数量都没有变化；最后导体左右运动，导体切割（割断）磁感线（细线），这是才产生电流。
要求：老师提前带好细线排列绑在磁铁上，用细长的刀片模拟导线在磁场中上下、左右、前后运动，学生观察这些运动并思考导线运动方式不同，所带来的区别。
设计意图：把磁感线这个虚拟的曲线化虚为实，用运动的刀子代替运动的导线，蹄形磁铁上下放置，让学生感受到导体左右运动与上下运动的本质区别，左右运动可以切割（割断）磁感线（细线）。通过这个方式，攻克这一节课的难点。
结论一、电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应。
电磁感应现象中产生电流叫感应电流。
过程三：讨论产生电流的条件
内容：下边框导体左右运动，或者倾斜运动，能切割（割断）磁感线。但是导线上下运动，运动方向与磁感线方向平行，或者前后运动时，也没有切割磁感线，于是没有产生感应电流。
导体水平运动 导体上下运动
补充1：导体左右运动，一定就能产生电流？
总结：假如磁体以相同的速度的运动，就没有产生感应电流。
补充2：导体不运动，一定不能产生感应电流？
总结：下边框导体不运动，但是磁体运动，只要两者发生相对运动，就会产生感应电流。
设计意图：让学生明白，只要磁体和导线发现相对运动，并在切割磁感线，就能产生感应电流。
小组讨论2：为什么是一部分导体切割磁感线才产生感应电流？假如是全部导体在磁场中切割磁感线，会产生感应电流吗？
要求：教师提出问题，要求学生仔细思考；老师用浅显易懂的道理让学生明白。
设计意图：这是本节课的难点。因为初中没有学过磁通量，没有学过感应电动势，也没有学过右手定则，所以学生要把这个知识点弄清楚有难度，只能通过浅显易懂的方法让他们明白。 上图是个闭合的线圈完全在磁场中切割磁感线。整个线圈一起运动，所以边L1和边L2的运动方向一致，那么它们产生电流的方向也一致。假如边L1和边L2产生电流的方向都向上，这样就没法流动形成一个闭合的回路，因此整个电路就没有电流。所以只有一部分导体切割磁感线才产生感应电流。
补充：大家想一下，假如开关断开，能不能形成电流？
结论：只有闭合电路，才能形成电流。
结论二、磁生电的条件：
1、闭合电路
2、一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
承上启下：你们刚才观察到线圈在磁场中向左运动与向右运动时，灵敏电流计的偏转方向一样吗？
探究活动三：提出问题 电流是有方向的，感应电流的方向与哪些因素有关？
建立假设：1）可能与磁场有关
2）可能与导体的运动方向有关
设计实验：采用控制变量法（1）控制磁极不变，导体先向左运动，记录灵敏电流计运动方向；导体先向右运动，记录灵敏电流计运动方向；（2）控制导体运动方向不变（向左运动），磁极N上S下，记录灵敏电流计运动方向；磁极S上N下，记录灵敏电流计运动方向。
结论三：导体中的感应电流方向与磁场方向有关，与导体的运动方向有关。
过程四：总结科学史 倒霉的克拉顿
其实对磁与电的转化，感兴趣科学家很多，开头已经介绍了安培、沃拉斯顿、戴维以及法拉第。其实还有一个与电磁感应擦肩而过的克拉顿。1825年，瑞士物理学家科拉顿曾企图用磁铁在线圈中运动，获得电流。他把一个线圈与电流计连成一个闭合回路。为了使磁铁不至于影响灵敏电流计中的小磁针，特意将电流计放在隔壁的房间里，他用磁棒在线圈中插入或拔出，然后一次又一次地跑到另一房间里去观察灵敏电流计是否偏转。由于感应电流的产生与存在是瞬时的暂态效应，他当然观察不到指针的偏转，发现电磁感应的机会也失之交臂。法拉第之所以发现电磁感应，是他坚持不懈，努力10年的结果。
设计意图：通过史实的介绍，帮助学生了解科学的本质。任何一个伟大的发明或发现都不是偶然，科拉顿失败了，但是法拉第坚持不懈10年，最终发现电磁感应。榜样的力量是无穷的，培养学生锲而不舍的科学态度，这也是科学素养的一部分。
过程五： 课堂小结
内容：1.对本堂课进行正确的评价，及时表扬闪光点。
2.回顾本节课知识点。
要求：教师要求学回顾今天学习的内容，并且要求说一说今天学习了什么内容。
形式：学生回顾，教师补充。
设计意图：1.教师的表扬是对学生最大的鼓舞。
2.小结往往道出本节课的精华，为下堂课的学习奠定基础。当然，最重要的检测学生学到了什么。

板书设计：
5.3节 电磁感应
1、电磁感应现象：
闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫 电磁感应、感应电流：
2、电磁感应现象中，导体中产生的电流叫做感应电流。
3、感应电流的方向：
感应电流的方向与磁场方向、导体运动方向都有关。
4、产生感应电流的条件：
1）闭合回路
2）一部分导体做切割磁感线的运动