4.2 探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件.doc

4.2 探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件一、設(shè)計思想積極響應(yīng)新課標的教學(xué)要求，讓學(xué)生帶著疑問走進課堂，在課堂中解決問題的同時，又產(chǎn)生新的疑問，驅(qū)使學(xué)生作進一步的學(xué)習(xí)和探究，最后又讓學(xué)生帶著新的疑問走出課堂，以利于學(xué)生的課后學(xué)習(xí)。在課堂教學(xué)中積極發(fā)揮學(xué)生的主體地位，注重學(xué)生的探究過程和知識的建構(gòu)過程，讓學(xué)生體驗科學(xué)探究的一般過程，領(lǐng)悟科學(xué)研究的方法。在整個教學(xué)中力求做到以知識為載體，滲透對學(xué)生物理思想、物理方法和科學(xué)精神的培育，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時，領(lǐng)悟研究問題的一般思維過程和方法，進而來提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。 二、教材分析探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件是高中物理新課程（選修3-2）第四章第二節(jié)的內(nèi)容，是電磁學(xué)的核心內(nèi)容之一，在整個高中物理中占有相當重要的地位。本節(jié)內(nèi)容揭示了磁和電的內(nèi)在聯(lián)系，通過探究實驗的方法歸納出了“磁生電”的規(guī)律，在教材中起到了承前啟后的作用，是學(xué)生今后學(xué)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律和交變電流產(chǎn)生的基礎(chǔ)。在教材的編排上本節(jié)從初中知識點閉合電路的部分導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生電流入手，再設(shè)計學(xué)生探究實驗，對現(xiàn)象進行分析歸納，最后總結(jié)出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，這樣的編排符合學(xué)生的認知規(guī)律。教材中對法拉第堅信磁能生電，并歷經(jīng)十年的不懈努力，最后終于發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)規(guī)律的物理學(xué)史料的介紹，是一個很好的德育切入點，同時也體現(xiàn)了教材對學(xué)生人文思想和科學(xué)精神的熏陶。三、學(xué)情分析學(xué)生對閉合電路的部分導(dǎo)線切割磁感線能產(chǎn)生電流，在初中已有一定的認識，但在空間想象、問題本質(zhì)的分析等方面還較為薄弱。因此，在教學(xué)中從學(xué)生的已有知識出發(fā)，通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究實驗、產(chǎn)生問題、協(xié)作交流等學(xué)習(xí)方法，從而解決問題得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的結(jié)論。四、教學(xué)目標根據(jù)教學(xué)大綱對本節(jié)的具體要求，針對所教學(xué)生的心理特點和認識水平，結(jié)合教材，本著使學(xué)生全面主動發(fā)展的原則，本課的教學(xué)目標定位如下：（一）知識和技能1.知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象；2.能根據(jù)實驗事實歸納產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件；3.會運用產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件判斷具體實例中有無感應(yīng)電流。（二）過程和方法1.體會科學(xué)探索的過程特征，領(lǐng)悟科學(xué)思維方法；2.通過實驗探究，歸納概括出利用磁場產(chǎn)生電流的條件，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、操作、探究、概括能力。（三）情感、態(tài)度和價值觀1.通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，培養(yǎng)他們嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度；2.介紹法拉第不怕困難，頑強奮戰(zhàn)十年，終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，感受法拉第勇于探索科學(xué)真理的科學(xué)精神；3.通過對物理學(xué)中對稱美、簡潔美的介紹賞析，培養(yǎng)學(xué)生欣賞物理學(xué)中美的情懷。五、重點難點（一）教學(xué)重點1.學(xué)生實驗探究的過程；2.對產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的歸納總結(jié)。（二）教學(xué)難點1.教師對學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的指導(dǎo)；2.學(xué)生對實驗現(xiàn)象的分析總結(jié)磁通量的變化。六、教學(xué)策略與手段本課以探究式教學(xué)模式為主，結(jié)合問題法、演示法、啟發(fā)法、歸納法、多媒體輔助法等教學(xué)方法。1.本節(jié)課流程設(shè)計：實驗引入（產(chǎn)生疑問）設(shè)計實驗學(xué)生探究分析歸納得出結(jié)論（解決問題）拓展應(yīng)用（產(chǎn)生新疑問）。2.對探究實驗設(shè)計好實驗的內(nèi)容、步驟和表格，便于學(xué)生的探究。3.教學(xué)中通過多媒體課件動畫演示創(chuàng)設(shè)物理情景，把復(fù)雜抽象的問題形象化，以便于學(xué)生的思考分析。七、課前準備靈敏電流計，蹄形磁鐵，線框，條形磁鐵，大小螺線管各一個，電源，滑動變阻器，導(dǎo)線，多媒體課件，學(xué)生分組實驗器材。八、教學(xué)過程（一）設(shè)疑提問，引入新課老師：1.電能生磁 磁也能生電，你在生活中見到過電磁感應(yīng)現(xiàn)象嗎？（大部分發(fā)電機及變壓器的工作原理都是電磁感應(yīng)）2.是不是只要有磁場就會產(chǎn)生電流？感應(yīng)電流的產(chǎn)生有條件嗎？（回顧歷史，學(xué)習(xí)法拉第的科學(xué)精神。）（二）新課教學(xué)，問題引路探究實驗一：導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流（如圖4.2-1所示）實驗方案，記錄現(xiàn)象，討論思考規(guī)律 圖4.2-1 導(dǎo)體棒的運動表針的擺動方向?qū)w棒的運動表針的擺動方向向左平動向右平動向上平動向下平動向前平動向后平動 結(jié)論：只有部分導(dǎo)體左右切割磁感線時，有電流產(chǎn)生，當導(dǎo)體前后，上下平動時無感應(yīng)電流思考：為什么導(dǎo)體棒只有左右切割磁感線時才有電流產(chǎn)生？探究實驗二：（如圖4.2-2所示）： 器材介紹 靈敏電流計，線框，條形磁鐵，螺線管 方案設(shè)計 圖4.2-2磁鐵的動作表針擺動方向磁鐵的動作表針擺動方向N極插入線圈 S極插入線圈 N極停在線圈中 S極停在線圈中 N極從線圈中抽出 S極從線圈中抽出 學(xué)生探究。小組討論、歸納。結(jié)論：感應(yīng)電流產(chǎn)生條件是導(dǎo)體與磁場相對運動思考：是不是只有當導(dǎo)體與磁場相對運動時才有感應(yīng)電流？探究實驗三： 模仿法拉第的實驗（如圖4.2-3所示）器材介紹： 靈敏電流計，大小螺線管各一個，電源，滑動變阻器，導(dǎo)線，多媒體課件，學(xué)生分組實驗器材。 方案設(shè)計 （學(xué)生操做實驗，記錄觀察結(jié)果） 圖4.2-3 實驗操作表針偏轉(zhuǎn)開關(guān)閉合瞬間 開關(guān)斷開瞬間 開關(guān)閉合時，滑動變阻器不動 開關(guān)閉合時，迅速移動滑動變阻器的滑片 學(xué)生探究。 小組討論、歸納。結(jié)論：當小線圈內(nèi)電流變化時大線圈內(nèi)會出現(xiàn)感應(yīng)電流。思考：與前兩個實驗結(jié)論有什么聯(lián)系？（三）師生共同比較分析三個實驗，從不同中找到共性，從現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)本質(zhì)。在4.2-1所示的實驗可以簡化為圖4.2-4的示意圖。從中可以看出，當導(dǎo)體棒在金屬導(dǎo)軌上左右運動時，雖然磁場的強弱沒有變化， 但是導(dǎo)體切割磁感線的運動使閉合回路包圍的面積在變化。這種情 況下會有感應(yīng)電流。 圖4.2-4 在4.2-2所示的實驗中，磁鐵插入線圈時，線圈中的磁場由弱變強；磁鐵從線圈中抽出時，線圈中的磁場由強變?nèi)酢＿@兩種情況下會有感應(yīng)電流。在4.2-3所示的實驗中，由于迅速移動滑動變阻器（或由于開關(guān)的閉合、 斷開），小線圈中的電流迅速變化，產(chǎn)生的磁場的強弱也在迅速變化，又由于兩個線圈套在一起，所 圖4.2-5 以通過大線圈的磁場強弱也在迅速變化。這種情況下大線圈中也有感應(yīng)電流。 磁場的強弱也在迅速變化，又由于兩個線圈套在一起，所以通過大線圈的磁場強弱也在迅速變化。這種情況下大線圈中也有感應(yīng)電流。從上面幾個事例可以看出，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件與磁場的 圖4.2-6 變化有關(guān)，也就是說與磁感應(yīng)強度的變化有關(guān)系；另外，與閉合電路包圍的面積有關(guān)系。由于閉合電路包圍的面積與垂直穿過它的磁感應(yīng)強度的乘積叫做磁通量，所以我們也可以用磁通量來描述感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。以上實驗及其他事實表明：只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。（四）課堂練習(xí)：問題與練習(xí)1、2。思考題：在一根鐵棒P上套兩個線圈A、B，如果給線圈