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視頻標(biāo)簽：探究感應(yīng)電流,產(chǎn)生條件

所屬欄目：高中物理優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：高中物理人教版選修3-2第四章2探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件-浙江

教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂實(shí)錄及教案：高中物理人教版選修3-2第四章2探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件-浙江師范大學(xué)附屬中學(xué)

“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”合作探究教學(xué)設(shè)計(jì) 
教學(xué)目的: 
培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)方法探索的能力；通過實(shí)驗(yàn)歸納出磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件；運(yùn)用感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件解決簡(jiǎn)單問題；培養(yǎng)合作競(jìng)爭(zhēng)的精神；提高學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。 
實(shí)驗(yàn)器材:原副線圈、鐵芯、電池、電流表、條形磁鐵、蹄形磁鐵、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線（實(shí)
驗(yàn)器材每?jī)扇艘唤M）；喇叭口狀（模擬磁感線做成）的底座，上面放二塊磁鐵 (如圖5) ；兩塊平行強(qiáng)磁鐵及線圈(如圖7) 。 
一、教學(xué)過程 
(一)、開門見山，提問設(shè)疑 
教師：1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)，這說明電和磁之間存在著某種關(guān)系。既然電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)，那么磁場(chǎng)能否產(chǎn)生電流呢？ 
請(qǐng)大家一起關(guān)注講臺(tái)上的電流表(電流表與門上的線圈相連)，當(dāng)我開關(guān)門的時(shí)候，大家來看一下電流表會(huì)發(fā)生怎么樣的變化（老師做開門動(dòng)作）。指針偏轉(zhuǎn)了，說明產(chǎn)生了電流，那么電流產(chǎn)生的原因是什么？ 
教師：探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。（板書1） 
電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，不得不提到一位偉大的物理學(xué)家法拉第，法拉第發(fā)現(xiàn)磁在一定的條件下可以產(chǎn)生電。今天這堂課我們的主要任務(wù)就是沿著當(dāng)年法拉弟的足跡來探究這個(gè)條件。 教師：怎樣來研究這個(gè)問題？ 
學(xué)生：做實(shí)驗(yàn)。（利用逆向思維向?qū)W生提出問題，激發(fā)學(xué)生解決問題的動(dòng)機(jī)。） (二)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)，合作探索  1.學(xué)生實(shí)驗(yàn) 
教師：如何通過實(shí)驗(yàn)使磁場(chǎng)產(chǎn)生電流？需要那些實(shí)驗(yàn)儀器？ 學(xué)生：要導(dǎo)線 學(xué)生：需要磁場(chǎng) 
教師：回答的很好，那怎么樣得到磁場(chǎng)？ 
學(xué)生：磁極周圍存在磁場(chǎng)。比如條形、蹄形磁鐵。 教師：一定要磁極才能產(chǎn)生磁場(chǎng)嗎？ 
學(xué)生：電流周圍存在磁場(chǎng)。比如通電螺線管。 
教師：電流周圍存在磁場(chǎng)。比如通電螺線管：要通電，必須加電源；要控制電流，還要加一個(gè)電鍵；為了改變電流的大小，再加一個(gè)滑線變阻器。將四者串聯(lián)成閉合回路，通電螺線管周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，為增加螺線管的磁性，可以插入一根鐵芯。  教師：還需要什么器材？ 
學(xué)生：需要電流表判斷導(dǎo)線或線圈里有沒有電流？ 
教師：實(shí)驗(yàn)要求（1）根據(jù)器材，設(shè)計(jì)方案（2）觀察實(shí)驗(yàn)，記錄現(xiàn)象（3）分析現(xiàn)象，歸納條件 （教師給予學(xué)生充分的思考時(shí)間，小組討論。盡可能讓學(xué)生發(fā)散性思維。然后引導(dǎo)學(xué)生兩人一組做實(shí)驗(yàn)探索，教師巡回檢查，為有目的地抽查學(xué)生做準(zhǔn)備。） 2.小組匯報(bào) 
在學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本完成時(shí)，教師抽查一組，并請(qǐng)第一組學(xué)生代表匯報(bào)實(shí)驗(yàn)的做法。 
圖1 
 
                    
             
                    
                             
- 2 - 
 
學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)1（見如圖1）：當(dāng)導(dǎo)體AB在磁場(chǎng)中向左運(yùn)動(dòng)或向右切割磁感線時(shí)，就會(huì)觀察到電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 
（學(xué)生上臺(tái)講方法的同時(shí)，連接電路圖，教師同時(shí)用多媒體演示連線過程） 
教師：這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，我們?cè)诔踔薪佑|過，大家回憶一下，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？ 學(xué)生：組成閉合回路的一段導(dǎo)體AB切割磁感線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。 板書2：1.閉合回路的部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流 
教師：對(duì)！剛才第一組同學(xué)成功地用了一種實(shí)驗(yàn)方法使磁場(chǎng)產(chǎn)生電流，還有沒有其它方法？   （教師利用表揚(yáng)手段強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)，并請(qǐng)第二組學(xué)生代表上臺(tái)演示匯報(bào)。） 學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)2（見如圖2）：將螺線管與電流表組成一個(gè)閉合回路，把條形磁鐵插入線圈中時(shí)，電流表指針向左（或右）偏轉(zhuǎn)；把條形磁鐵從線圈中拔出時(shí)，電流表指針向右（或左）偏轉(zhuǎn)。電流表指針偏轉(zhuǎn)說明有感應(yīng)電流。 
學(xué)生：這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是閉合回路中的磁場(chǎng)強(qiáng)弱變化產(chǎn)生感應(yīng)電流 （學(xué)生上臺(tái)講方法的同時(shí)，連接電路圖，教師同時(shí)用多媒體演示連線過程） 
板書3：2.閉合回路中的磁場(chǎng)強(qiáng)弱變化產(chǎn)生感應(yīng)電流 教師：如果把條形磁鐵放在線圈中不動(dòng)，情況又怎樣？ 學(xué)生：電流表指針不偏轉(zhuǎn) 
教師：好！第二組也成功地用另一種方法使磁場(chǎng)產(chǎn)生了電流，還有其它方法嗎？ 學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)3（見如圖3）：小螺線管、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、電源組成一個(gè)閉合回路，大螺線管與電流表組成另一閉和回路，將小螺線管插入(或拔出)大螺線管中，左右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭，開關(guān)斷開和閉合的瞬間，螺線管中插入(或拔出) 鐵芯時(shí)，線圈B中都產(chǎn)生電流。 學(xué)生：這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是閉合回路中的磁場(chǎng)強(qiáng)弱變化產(chǎn)生感應(yīng)電流 
（學(xué)生上臺(tái)講方法的同時(shí)，連接電路圖，教師同時(shí)用多媒體演示連線過程） 教師：剛才第二組和第三組雖然實(shí)驗(yàn)的結(jié)論都是閉合回路中的磁場(chǎng)強(qiáng)弱變化，但第三組除了將小螺線管插入大螺線管中產(chǎn)生電流，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)，開關(guān)斷開和閉合的瞬間，插入(或拔出) 鐵芯時(shí)也都產(chǎn)生電流，比第二組實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加豐富。 3.實(shí)驗(yàn)歸納概括產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 教師：我們用了3種方法可以使磁場(chǎng)產(chǎn)生電流，如果用初中學(xué)過的導(dǎo)體切割磁感線的理論去解釋磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象，只能解釋第一種情況，很難解釋第二、三種情況。能不能總結(jié)出一個(gè)理論來解釋所有三個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？ 
（教師把學(xué)生的思維引導(dǎo)到從三個(gè)實(shí)驗(yàn)中歸納出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件上來，并著意讓學(xué)生構(gòu)建理論） 教師：實(shí)驗(yàn)二中磁鐵從線圈插入、拔出過程中，線圈的面積沒有變化，而磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)三磁場(chǎng)由通電螺線管產(chǎn)生，也是線圈的面積沒有變化，而磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生。那么磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化是不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的唯一條件？ 我們?cè)倏磳?shí)驗(yàn)一中磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度B并沒有變化也有感應(yīng)電流產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)一可以簡(jiǎn)化為書本圖4.2-6的示意圖（見如圖4）。可以看出當(dāng)導(dǎo)體捧AB在金屬導(dǎo)軌上向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，雖然磁場(chǎng)的強(qiáng)弱沒有變化，但是導(dǎo)體捧切割磁感線的運(yùn)動(dòng)使閉合導(dǎo)體回路EFAB包圍的
圖3 
圖2 
圖4 
 
                    
             
                    
                             
- 3 - 
 
面積在變化，說明磁感強(qiáng)度B的變化并不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的唯一條件，還可能有面積S變化。 教師：實(shí)驗(yàn)二磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化，實(shí)驗(yàn)一面積S變化，那么B和S都發(fā)生變化是不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件呢？ 
教師：我們?cè)賮砜蠢蠋熥龅倪@個(gè)喇叭口狀（模擬磁感線做成）的底座，上面放二塊磁鐵 (如圖5)，喇叭口狀底座的表面有一個(gè)用銅絲做成的線圈，面積可變，連接一個(gè)電流計(jì)。上下這兩個(gè)位置雖然穿過的磁感線條數(shù)相同（見如圖6），但離磁鐵越遠(yuǎn)磁場(chǎng)越弱，面積越大，迅速上拉線圈看看有沒有感應(yīng)電流？ 學(xué)生：沒有 
教師：是不是電路有問題？ 學(xué)生：沒有 教師：為什么？ 學(xué)生：因?yàn)殡x開了這兩個(gè)位置，電流表有顯示。 
教師：說明B和S都發(fā)生變化也不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。大家再仔細(xì)看一下上下這兩個(gè)位置什么物理
量是相同的？剛才說這個(gè)底座是模擬磁感線做成的，穿過的磁感線條數(shù)相同（見如圖6）。 學(xué)生：磁通量相同。 教師：由于閉合導(dǎo)體回路的面積與垂直穿過它的磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積叫做磁通量。用Ф表示。定義式：Ф=B•S     單位：韋伯（Wb） 
教師：磁通量是不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件呢？ 
（分析實(shí)驗(yàn)二：磁鐵放入線圈中不動(dòng)時(shí)，線圈中有磁通量但無感應(yīng)電流） 學(xué)生：磁通量的有無也不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。 
（教師引導(dǎo)學(xué)生再分析上述實(shí)驗(yàn)，比較有感應(yīng)電流和無感應(yīng)電流的情況，讓學(xué)生自行發(fā)現(xiàn)磁通量變化時(shí)有感應(yīng)電流，磁通量不變時(shí)無感應(yīng)電流。） 
教師：那么大家猜想一下產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件應(yīng)該是什么呢？ 學(xué)生：磁通量發(fā)生變化，只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流。 教師：按照大家這個(gè)說法回頭判斷一下前面這三個(gè)實(shí)驗(yàn)的情況。 教師：我們?cè)賮砜匆幌轮v臺(tái)上這個(gè)儀器（見如圖7），兩塊平行強(qiáng)磁鐵中間部分可以近似看成勻強(qiáng)磁場(chǎng)。大家說說看什么情況有感應(yīng)電流，什么情況沒有感應(yīng)電流。 
學(xué)生：讓線圈水平運(yùn)動(dòng)、上下切割沒有感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)動(dòng)有感應(yīng)電流。 學(xué)生：如果把線圈移到磁場(chǎng)外面的過程中有感應(yīng)電流。 
教師：好！大家基本了解了產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。我們用什么研究方法得出了這個(gè)結(jié)論？ 學(xué)生：實(shí)驗(yàn)和歸納法。 
教師：下面請(qǐng)大家請(qǐng)大家用準(zhǔn)確的語言說出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。 （在學(xué)生回答時(shí)，要抓住關(guān)鍵詞：閉合電路，磁通量變化，感應(yīng)電流。） 板書結(jié)論：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流。 教師：我們今天研究的方法和法拉第當(dāng)年的研究方法基本相同的。這說明我們每個(gè)人都可以成為像法拉第那樣的科學(xué)家。法拉第是經(jīng)過10年堅(jiān)持不懈的努力，經(jīng)過無數(shù)次的失敗，才發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，我們要學(xué)習(xí)法拉弟這種精神。 
圖6 圖7 圖5 
                    
             
                    
                             
- 4 - 
 
  (教師一方面給學(xué)生的探索以積極的反饋，另一方面指出科學(xué)探索的艱難，潛移默化地起到激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)法拉弟在科學(xué)探求中堅(jiān)持不懈的意志和精神) (三)、練習(xí)小結(jié)，強(qiáng)化鞏固 
教師：現(xiàn)在請(qǐng)大家解釋一下剛才開關(guān)門的情況？ 
學(xué)生：開關(guān)門的時(shí)候穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生感應(yīng)電流。 教師：那磁場(chǎng)在哪里？ 學(xué)生：地磁場(chǎng) 
教師：說的很對(duì)，同理也很容易回答書上搖繩能發(fā)電的問題。 
教師：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用是很多的。舉例話筒等應(yīng)用。最后看一下老師做的電吉他，其實(shí)就是一根金屬絲接了一個(gè)放大器，如果金屬絲旁邊不放磁鐵那只有機(jī)械振動(dòng)的聲音，放上磁鐵切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，切割長(zhǎng)度不一樣，電流不一樣，聲音不一樣。請(qǐng)一位同學(xué)幫忙演奏。 最后請(qǐng)學(xué)生閱讀課本，討論并小結(jié)本節(jié)課的結(jié)論，然后請(qǐng)一位學(xué)生代表總結(jié)。 
作業(yè)：（1）仔細(xì)閱教材完成課本第7頁練習(xí)；（2）思考題：我們知道了產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，但關(guān)于感應(yīng)電流的方向和大小，又怎么去研究呢？（3）課外查閱資料：生活中電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用。 
二、教學(xué)反思： 
物理核心素養(yǎng)導(dǎo)向的物理教學(xué)要求物理課程能夠?yàn)閷W(xué)生在今后工作和生活中，面向未知問題時(shí)提供解決問題的思路和方法，是體現(xiàn)物理課程價(jià)值的必由之路，本節(jié)物理課真實(shí)開放的探究環(huán)節(jié)聽課師生印象深刻，取得良好的教學(xué)效果，經(jīng)過反思我們有以下幾個(gè)體會(huì)： 
1、一般教師采用教師講解加實(shí)驗(yàn)演示的教學(xué)方法，教師活動(dòng)較多，學(xué)生主動(dòng)性活動(dòng)少，不利于學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力培養(yǎng)，而作者在這節(jié)課中采用學(xué)生探究合作教學(xué)模式，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與性較高，學(xué)生主體性活動(dòng)大增，實(shí)踐表明，合作探究教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生的各種能力。培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)需要教師觀念轉(zhuǎn)變，身處教學(xué)一線的教師，應(yīng)該跳出自己原有的教學(xué)視域，重視學(xué)生自身成長(zhǎng)規(guī)律與教育教學(xué)規(guī)律的結(jié)合，從只關(guān)注學(xué)生知識(shí)掌握的情況轉(zhuǎn)向?qū)W生終身學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。 
2、本節(jié)課以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以教學(xué)活動(dòng)為依托，以學(xué)生核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生一直處于動(dòng)腦、動(dòng)手的狀態(tài)，教師只是提出問題，提供信息，并作適當(dāng)?shù)膯�發(fā)、點(diǎn)拔，學(xué)生自主探究，參與體驗(yàn)，合作交流，學(xué)生不僅掌握了知識(shí)，分享科學(xué)探究成功的喜悅，提高了物理學(xué)習(xí)的興趣，形成科學(xué)的價(jià)值觀，使學(xué)生在學(xué)習(xí)物理過程中逐步形成良好的形為習(xí)慣與關(guān)鍵能力，體現(xiàn)了物理學(xué)科的教育價(jià)值。 
3、作者在本節(jié)教學(xué)中，采用合作學(xué)習(xí)方法，具體的做法是每二個(gè)（或四人）為一組，每組學(xué)生可以就課堂的關(guān)鍵問題進(jìn)行討論，各小組推薦代表匯報(bào)小組的探索結(jié)論，這樣做真正突出了以學(xué)生為本的思想，培養(yǎng)了學(xué)生合作競(jìng)爭(zhēng)的素質(zhì)。長(zhǎng)期以來，相當(dāng)多的師生認(rèn)為教學(xué)活動(dòng)就是為了更好地掌握知識(shí)，采用“滿堂罐”與“題海戰(zhàn)”，事實(shí)上，物理知識(shí)只是學(xué)習(xí)活動(dòng)的載體，教學(xué)活動(dòng)更重要的是幫助學(xué)生掌握方法，與人合作，培養(yǎng)學(xué)生終身發(fā)展所需的品格和能力。 
三、板書： 
探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 
1.閉合回路的部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流 2.閉合回路中的磁場(chǎng)強(qiáng)弱變化產(chǎn)生感應(yīng)電流 
產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流。

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