探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件---課例展示

1、探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 江西省臨川十中 陳景旺【教材分析】 “探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”是普通高中課程標準實驗教科書·物理（選修3-2）（人民教育出版社，2010年版）第四章第2節(jié)內(nèi)容。在上1節(jié)中，學(xué)生已經(jīng)了解了既然電能生磁，那么磁也能生電，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流，為本章的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。作為學(xué)生第一次接觸探究感應(yīng)電流的實驗，學(xué)好本節(jié)內(nèi)容，掌握其科學(xué)探究的方法，為學(xué)生進一步探究感應(yīng)電流的方向、感應(yīng)電流的大小，包括第五章的交變電流和變壓器作鋪墊。因此，這節(jié)課在教材中起到了承上啟下的重要作用。本節(jié)課的教學(xué)要求是“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”，這是課程目標中嘗試用科學(xué)探究的

2、方法研究物理問題的一個具體實施過程。在前面的學(xué)習(xí)中，學(xué)生對探究式教學(xué)已有一定的基礎(chǔ)，并了解科學(xué)探究的一般方法與探究程序。因此，在本節(jié)內(nèi)容實施教學(xué)的過程中，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下進行自主探究，鼓勵學(xué)生自己完成探究的每一個過程，如提出疑問、猜想與假設(shè)、實驗設(shè)計、實驗現(xiàn)象記錄、實驗結(jié)論的分析與評估。從而進一步培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力和創(chuàng)新精神?！緦W(xué)情分析】在學(xué)習(xí)這節(jié)內(nèi)容之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過了幾種常見的磁場以及磁通量的概念，并且對電磁感應(yīng)有了初步的認識，知道閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線能產(chǎn)生感應(yīng)電流，積累了一定的理論基礎(chǔ)。但是磁場過于抽象，學(xué)生通過對力學(xué)的學(xué)習(xí)，已經(jīng)習(xí)慣對看的見摸的著的宏觀物體進行狀態(tài)和過程

3、的分析，對于看不見摸不著的磁場，以及所引起的磁通量的變化，學(xué)生感性上可能認識不到位?！窘虒W(xué)目標】n 知識與技能1、 理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件；2、 進一步認識磁通量的概念，能結(jié)合實例對磁通量的變化進行定量的判斷。n 過程與方法1、通過實驗探究，體會探究過程；2、通過舉例說明電磁感應(yīng)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用，讓學(xué)生感受到所學(xué)知識有用，激發(fā)學(xué)生進一步探究的欲望。n 情感態(tài)度與價值觀1、讓學(xué)生獲得對科學(xué)的親近感和熱愛 ； 2、培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度與實事求是的科學(xué)精神?！窘虒W(xué)重點】 通過實驗，理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件?！窘虒W(xué)難點】 在實驗觀察、操作的基礎(chǔ)上，如何理出頭緒，啟發(fā)學(xué)生分析論證和歸納總結(jié)，最后得出

4、閉合導(dǎo)體回路中磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路產(chǎn)生感應(yīng)電流的結(jié)論?！窘虒W(xué)過程】一、導(dǎo)入新課教師活動（展示磁光管）師：上課之前，思考一個問題。一個紙管，纏繞了三個線圈，每個線圈接2個發(fā)光二極管，假如沒有電源，能否讓二極管發(fā)光？ 給你一個（磁鐵吸一下鐵夾），誰愿意上來嘗試？學(xué)生活動學(xué)生上前嘗試，將磁鐵放入圓管中，二極管發(fā)光。設(shè)計意圖引起學(xué)生注意，啟發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生探究欲望。教師活動(將現(xiàn)象再次展示給所有學(xué)生。)師：我想大家一定很想知道其中的奧秘。二極管發(fā)光了，說明線圈中產(chǎn)生了（電流）；由磁生電，通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流稱為（感應(yīng)電流）；怎么才能產(chǎn)生感應(yīng)電流？我們這節(jié)課就來一起探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。

5、二、探究實驗教師活動師：電磁感應(yīng)，并不陌生，初中學(xué)過。但剛剛的實驗跟我們初中的“切割”實驗好像有所不同，我們有必要進一步研究。設(shè)計意圖為初高中知識搭建橋梁，建立最鄰近發(fā)展區(qū)域。實驗一 “磁光管”實驗教師活動師：通過剛才的實驗，我們發(fā)現(xiàn)磁鐵和線圈兩者會“來電”。大家桌上也有磁鐵和線圈(拿學(xué)生桌上的磁鐵和線圈展示)，不妨試一下，怎樣可以使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流？ 實驗之前，思考：（1）要產(chǎn)生感應(yīng)電流有一個前提，線圈所在的導(dǎo)體回路必須要是怎么樣的回路？（2）你怎么確定回路中存在電流呢？大家桌上一個儀器，叫做靈敏電流計。它可以測出很小的電流。（3）實驗中產(chǎn)生的感應(yīng)電流非常小，為了便于觀察示數(shù)，應(yīng)選用大量程

6、還是小量程？我們選Go這個量程。（4）操作之前電流的方向你能確定嗎？ 所以靈敏電流計指針在中間，即使電流“負進正出”，也沒關(guān)系，指針向左偏轉(zhuǎn)。而我們這節(jié)課主要研究怎么產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以，你重點只要觀察指針是否偏轉(zhuǎn)。只要靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)，就說明有感應(yīng)電流。學(xué)生活動思考并回答老師所提問題。設(shè)計意圖在問題中知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的前提，了解靈敏電流計構(gòu)造和實驗所要觀察的現(xiàn)象。教師活動師：下面開始動手做實驗， 把你的操作，以及觀察到的現(xiàn)象填入空格中。學(xué)生活動學(xué)生動手實驗，簡述他們的操作步驟及觀察到的現(xiàn)象，并發(fā)現(xiàn)只有磁鐵運動，才能產(chǎn)生感應(yīng)電流。設(shè)計意圖給學(xué)生足夠的自主空間，并不拘泥于限定的操作步驟。教師活動

7、師：普通的鐵棒在線圈周圍運動，會不會有感應(yīng)電流？磁鐵和鐵棒的區(qū)別在哪？進一步思考：（1）條形磁鐵周圍的磁場有什么特征？（2）你能用磁感線大致畫出來嗎？（3）磁感線是均勻分布的嗎？（4）磁鐵插入線圈過程中，線圈中的磁感線是否發(fā)生變化？（5）你能否畫出來？(flash)（6）磁感線疏密程度表示什么？（7）磁體與線圈相對靜止，會產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎?為什么？NSNS磁鐵靠近學(xué)生活動思考并回答老師所提問題,畫出磁感線分布。設(shè)計意圖化抽象為形象，逐步引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想到是線圈中的磁場發(fā)生變化產(chǎn)生感應(yīng)電流。過渡師：那反過來，是不是一定要磁體與線圈相對運動才能產(chǎn)生感應(yīng)電流呢？ 實驗二 模仿法拉第的實驗 教師活動 師：線

8、圈A，與電源、開關(guān)、滑動變阻器，通過導(dǎo)線組成閉合回路（臺上展示給學(xué)生看）。當(dāng)接通開關(guān)時，小線圈A通過電流，相當(dāng)于是一個（條形磁鐵），中間的鐵芯是用來增加電磁鐵磁場的磁感應(yīng)強度的。大線圈B兩端連到靈敏電流計上（臺上展示給學(xué)生看，并用動畫讓學(xué)生看得清楚）?，F(xiàn)在把A放在B中，使它們始終保持靜止。你能否使大線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流？怎么操作？（提醒學(xué)生觀察靈敏電流計，不要錯過每一個瞬間）學(xué)生活動先個別回答，然后請代表上臺操作。設(shè)計意圖讓學(xué)生進行操作，增加了實驗的廣度，學(xué)生在操作中，發(fā)現(xiàn)問題，記錄現(xiàn)象，創(chuàng)設(shè)良好的探究情境。教師活動 師：思考這樣幾個問題：（1）產(chǎn)生的電流是否持續(xù)？（2）也就是說，產(chǎn)生感應(yīng)電流

9、必須要在合上開關(guān)、移動滑動變阻器、斷開開關(guān)這些過程中，那么這些過程中A線圈中什么發(fā)生了變化才使B線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流？（3）你能定性畫出線圈A電流變大過程中磁感線的變化嗎？（4）磁感線的疏密程度表示什么物理量的大小？AAA線圈電流變大A線圈電流變大BB學(xué)生活動思考并回答老師所提問題，畫出磁感線分布。設(shè)計意圖化抽象為形象，逐步引導(dǎo)學(xué)生思考產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因。教師活動師：（由兩個實驗歸納總結(jié)）那看來線圈中磁感應(yīng)強度B的變化會產(chǎn)生感應(yīng)電流。過渡師：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，真的一定是磁感應(yīng)強度B發(fā)生變化嗎？實驗三 “切割”實驗教師活動師：回憶初中的“切割”實驗。導(dǎo)體棒和靈敏電流表組成閉合回路，馬蹄形磁鐵，

10、中間空間的磁感線：N極到S極，可以認為是勻強磁場（將桌上儀器展示給學(xué)生看）。大家先猜想：導(dǎo)體棒在磁場中左右運動，會不會產(chǎn)生感應(yīng)電流？學(xué)生活動回憶切割磁感線的情境，做出猜想。 設(shè)計意圖讓學(xué)生先做出猜想，再驗證，體會探究過程。教師活動（導(dǎo)體棒左右運動切割磁感線）師：思考這樣幾個問題：（1）觀察到導(dǎo)體棒位置發(fā)生了變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流，這個觀點是否同意？（2）是不是導(dǎo)體棒位置發(fā)生了變化，一定就會產(chǎn)生感應(yīng)電流？能否舉出反例？（上下運動、前后運動，沒有切割磁感線，無感應(yīng)電流。）（3）位置的變化要引起什么變化才能產(chǎn)生感應(yīng)電流？（4）如果周圍空間不存在磁場，還會產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎？這個面積應(yīng)該具體指什么？學(xué)生活動

11、猜想、思考、并回答老師所提問題。設(shè)計意圖不斷產(chǎn)生認知沖突，啟發(fā)他們積極思考。加深對初中“切割”的理解，為總結(jié)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件做鋪墊。過渡師：那么在導(dǎo)體棒切割的過程中磁感應(yīng)強度B發(fā)生變化了嗎？三、歸納總結(jié)教師活動今天我們做了三個實驗，如果磁感應(yīng)強度B發(fā)生變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，那就不能解釋初中的“切割”實驗。如果閉合回路在磁場中的面積發(fā)生變化，是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，也不能解釋我們今天做的兩個實驗。那接下來大家就考慮，盡管產(chǎn)生感應(yīng)電流的方式是不同的，但是不是產(chǎn)生感應(yīng)電流應(yīng)該具有相同的條件？在物理學(xué)中，有一種簡潔、和諧之美，我們在高一的學(xué)習(xí)中知道，宏觀、低俗運動的物體，盡管他們的運動是紛繁復(fù)雜的

12、，但是都可以用一種形式上非常簡單的牛頓第二定律來解釋物體運動狀態(tài)的變化。所以是不是你們也應(yīng)該堅信，各種產(chǎn)生感應(yīng)電流的方式不同，但條件是一樣的！那么接下來的時間里，你們小組就開始討論，看一看是不是不同方式下產(chǎn)生的感應(yīng)電流的條件是相同的。我們的探究就局限于這三個實驗。好，現(xiàn)在就開始交流，過會我們班上集體交流。同學(xué)們現(xiàn)在要做的工作就是從不同里面找相同，從無序當(dāng)中找有序。大家就圍繞這個思路，看看這三個實驗產(chǎn)生感應(yīng)電流有沒有一個共同的地方？學(xué)生活動小組討論，尋找三個實驗的共同點，并發(fā)表觀點。設(shè)計意圖通過小組討論的方式，找出三個實驗的共同特征。教師活動師：同學(xué)們談到了一個共同點，這個共同點就是磁感線條數(shù)。

13、那么大家在前面的學(xué)習(xí)當(dāng)中，有沒有學(xué)過這樣一個物理量，如果磁感線的條數(shù)發(fā)生變化，這個物理量的大小就會發(fā)生變化！學(xué)生活動回憶磁通量的概念。教師活動師：那么也就是磁通量的變化產(chǎn)生感應(yīng)電流？你們的觀點一定正確嗎？那還需要驗證。其實今天這個結(jié)論，其實是在法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)之后通過長期的實踐檢驗得到的。所以我們說，閉合回路中磁通量發(fā)生變化，這就是我們今天要探究的條件。設(shè)計意圖完成課標中“通過實驗，理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”要求，通過實驗，自己歸納，加深對所學(xué)知識理解。三、練習(xí)鞏固設(shè)計意圖：加深對所學(xué)知識理解。例1、如圖，在磁場中有一個閉合彈簧線圈，先用手把線圈撐開，然后放手讓線圈收縮，線圈收縮時，其中是否產(chǎn)

14、生感應(yīng)電流？為什么？例2、如圖，勻強磁場中有一個閉合線圈垂直于磁感線，當(dāng)線圈上下運動時，是否會在線圈中引起感應(yīng)電流？當(dāng)線圈左右運動時，是否會在線圈中引起感應(yīng)電流？為什么？例3、電磁感應(yīng)說法中正確的是（ ）A、只要導(dǎo)線做切割磁感線運動，導(dǎo)線中就產(chǎn)生感應(yīng)電流.B、只要閉合金屬線圈在磁場中運動，線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電流.C、閉合金屬線圈放在磁場中，只要磁感應(yīng)強度發(fā)生變化，線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電流.D、閉合導(dǎo)體線圈放在磁場中，只要磁通量發(fā)生變化，線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電流.四、聯(lián)系生活教師活動師：法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)之后，極大地推動了人類社會的發(fā)展，今天，我們正在享受法拉第給我們帶來的恩惠。演示手搖式發(fā)電機和簡單變壓器（兩捆導(dǎo)線，一捆接交流電，另一捆接導(dǎo)線，兩者靠近，小燈泡發(fā)光）。如果沒有發(fā)電機，沒有交流電，也沒有變壓器，大家可以想象一下，今天我們的生活會是什么樣？我想，可能會回到法拉第年輕的時代。所以法拉第很了不起。正如愛因斯坦所說：法拉第是最偉大的物理學(xué)家之一