資源簡(jiǎn)介

《電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)
課程基本信息
教材版本 人教版（2019）必修 3 學(xué)科 物理 年級(jí) 高一 授課時(shí)間
課題 電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用
教材分析
本節(jié)課把電與磁徹底的聯(lián)系在一起。從物理學(xué)的角度看，電磁感應(yīng)在電磁學(xué)中的地位，正是由于電磁感受現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，把人類(lèi)社會(huì)帶入了電氣化時(shí)代，體現(xiàn)了“劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)”。另外本課的實(shí)驗(yàn)部分在于引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)活動(dòng)和思考來(lái)主動(dòng)地獲得知識(shí)，教科書(shū)所呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn) 既為本節(jié)研究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件提供了實(shí)驗(yàn)情景，又為后續(xù)楞次定律的教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。
教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)
教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)： 物理觀念：知道感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件及相應(yīng)實(shí)驗(yàn)方法；知道用感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件去判斷回路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流。 科學(xué)思維：通過(guò)物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，體會(huì)電磁相互轉(zhuǎn)化的思想，學(xué)會(huì)通過(guò)現(xiàn)象分析歸納事物本質(zhì)特征的科學(xué)思維方法。 科學(xué)探究：經(jīng)歷感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的探究活動(dòng)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察、歸納分類(lèi)，達(dá)到能夠判斷回路中磁通量如何變化和因?yàn)槭裁炊兓哪康摹?科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象曲折的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，領(lǐng)會(huì)科學(xué)家對(duì)自然現(xiàn)象、自然規(guī)律的探究精神，以科學(xué)不怕困難、勇于面對(duì)挫折的堅(jiān)強(qiáng)意志激勵(lì)自己，體會(huì)物理與生產(chǎn)生活的緊密聯(lián)系。 教學(xué)重點(diǎn)： 實(shí)驗(yàn)：探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。 歸納總結(jié)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件教學(xué)難點(diǎn)： 如何通過(guò)設(shè)計(jì)、模仿法拉第的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)觀察和分析，將原來(lái)淺顯已知的條件提升為穿 過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化。
教學(xué)準(zhǔn)備
開(kāi)門(mén)發(fā)電大線圈、微電流傳感器、電源、大小兩個(gè)線圈、條形磁鐵、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線若干、 靈敏電流計(jì)、多媒體課件（動(dòng)畫(huà)、音頻、插圖）、希沃投屏設(shè)備、朗威數(shù)字化信息系統(tǒng)等。
教學(xué)過(guò)程
時(shí)間 教學(xué) 環(huán) 主要師生活動(dòng)
節(jié)
環(huán)節(jié)一 ：引入 環(huán)節(jié)二 ：展示目標(biāo) 環(huán)節(jié)三 ：電磁感應(yīng)現(xiàn)象學(xué)史介紹 環(huán)節(jié)一：課堂引入
趣味實(shí)驗(yàn)引入：開(kāi)關(guān)門(mén)發(fā)電實(shí)驗(yàn)引入電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
在該實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們看到了什么現(xiàn)象？物理原理是什么？
3 通過(guò)初中的學(xué)習(xí)我們就知道，閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感
分 線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。這個(gè)現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
鐘 開(kāi)門(mén)發(fā)電就是閉合電路的一部分導(dǎo)體切割地磁場(chǎng)的磁感線運(yùn)動(dòng)，發(fā)生了電
磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生了感應(yīng)電流。那么，切割磁感線是產(chǎn)生感應(yīng)電流的唯一方法
嗎 還有其他方法嗎 這些方法有什么內(nèi)在聯(lián)系
環(huán)節(jié)二：展示學(xué)習(xí)目標(biāo)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.認(rèn)識(shí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的歷程，體會(huì)電磁相互轉(zhuǎn)化的思想。
1.5 2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察、歸納分類(lèi)，總結(jié)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件；并會(huì)用感應(yīng)電流的
分 產(chǎn)生條件判斷回路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流。
鐘 3.領(lǐng)會(huì)科學(xué)家在對(duì)自然現(xiàn)象、自然規(guī)律的探究中所體現(xiàn)出的不怕困難、勇于
面對(duì)挫折的精神品質(zhì)；體會(huì)物理與生產(chǎn)生活的緊密聯(lián)系。
〖內(nèi)容一〗：劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)
環(huán)節(jié)三：介紹電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)學(xué)史并提出問(wèn)題
最初激發(fā)科學(xué)家們對(duì)“磁生電”的探索熱情的是奧斯特實(shí)驗(yàn)。也就是奧斯特發(fā)
現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)——電生磁
人們從電流磁效應(yīng)的對(duì)稱性角度，想到：既然電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)，為什么
不能用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流呢？——磁生電
很多科學(xué)家在此做了大量的研究和實(shí)驗(yàn)。其中法拉第——這位堅(jiān)信大自然
是和諧統(tǒng)一的物理學(xué)家、化學(xué)家，為此進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá) 10 年的探索。
他進(jìn)行了很多次嘗試，經(jīng)歷了一次次失敗，最終領(lǐng)悟到，“磁生電”
是一種在變化、運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。
各種深藏不露的各種"磁生電"的現(xiàn)象?？偨Y(jié)起來(lái)是這么五類(lèi)：
①變化的電流
9 ②變化的磁場(chǎng)
分 ③運(yùn)動(dòng)的恒定電流
鐘 ④運(yùn)動(dòng)的磁鐵
⑤在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體
4 分鐘 并提出問(wèn)題 環(huán)節(jié)四 ：進(jìn)一步明確問(wèn)題 關(guān)鍵詞就是變化或者運(yùn)動(dòng)，并且他把這些現(xiàn)象命名為電磁感應(yīng)，在這種情況下產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。 當(dāng)初，奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)時(shí)，法拉第曾贊揚(yáng)道：“它突然打開(kāi)了科學(xué)中一個(gè)黑暗領(lǐng)域的大門(mén)，使其充滿光明?！惫卣f(shuō)，法拉第與奧斯特應(yīng)該共享這樣的榮譽(yù)。電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)使人們對(duì)電與磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識(shí)更加深入，宣告了電磁學(xué)作為一門(mén)統(tǒng)一學(xué)科的誕生?？梢哉f(shuō)這是“劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)”。 雞湯：機(jī)遇總是垂青于堅(jiān)持不懈的人，你要堅(jiān)信苦心人天不負(fù)，堅(jiān)持不懈，終能成功。 〖內(nèi)容二〗：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 如果像法拉第所說(shuō)：“磁生電”是一種在變化、運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。那么，是與磁場(chǎng)相關(guān)的哪個(gè)物理量發(fā)生了變化，才能出現(xiàn)這種效應(yīng)呢？ 環(huán)節(jié)四：進(jìn)一步明確問(wèn)題 從初中已有實(shí)驗(yàn)入手，再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)（視頻）、分析結(jié)果，進(jìn)一步明確問(wèn)題。 思考與討論：為了便于分析產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，我們把"問(wèn)題"欄目中的實(shí) 驗(yàn)裝置圖畫(huà)成如圖所示的示意圖。 分析：AB 切割磁感線時(shí)，磁場(chǎng)的大小和方向沒(méi)有變化，變化的只有電路 ABCD 的面積。 那么，與磁場(chǎng)相關(guān)的哪個(gè)物理量發(fā)生了變化呢 我們學(xué)過(guò)磁通量的的表達(dá)式是Φ=BS，閉合電路 ABCD 的面積發(fā)生了變化，也就是說(shuō)，穿過(guò)電路 ABCD 的磁通量發(fā)生了變化。 進(jìn)一步提出問(wèn)題：感應(yīng)電流的產(chǎn)生是否與磁通量的變化有關(guān)呢？回顧磁通量的概念及使磁通量變化的方法。 剛才這個(gè)實(shí)驗(yàn)就是通過(guò)切割磁感線改變回路面積，使磁通量發(fā)生變化的。所以本節(jié)課的重點(diǎn)就是研究感應(yīng)電流的產(chǎn)生與磁感應(yīng)強(qiáng)度B 的變化之間的關(guān)系。接著帶動(dòng)學(xué)生思考如何使磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 發(fā)生變化？
環(huán)節(jié)五
：實(shí)驗(yàn)
12 探
分 究鐘
環(huán)節(jié)五：實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)一
裝置如圖所示。在實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)將條形磁鐵插入線圈或者拔出線圈時(shí)，可以觀察到感應(yīng)電流的產(chǎn)生，當(dāng)磁鐵插入線圈保持靜止時(shí)沒(méi)有感應(yīng)電流。這是因?yàn)闂l形磁鐵在插入或者拔出的過(guò)程中，線圈處的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 發(fā)生改變從而使磁通量變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流。
請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真觀察，并把實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄在學(xué)習(xí)任務(wù)單中。
因?yàn)橐陨蠈?shí)驗(yàn)研究問(wèn)題的角度比較單一，可以引導(dǎo)學(xué)生從更加多元化的角度思考問(wèn)題，轉(zhuǎn)化角度將條形磁鐵換成通電螺線管，再次觀察實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)二
裝置如圖所示。在實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)給 A 線圈通電或斷電的瞬間，或給 A 線圈通電后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片， A 線圈中的電流變化，線圈 B 中的磁通量就會(huì)發(fā)生變化。我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察線圈 B 中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，線圈 B 中是否有感應(yīng)電流的產(chǎn)生。
注意：在本實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)楦袘?yīng)電流很微弱，需要用到很靈敏的電流計(jì)，后排學(xué)生很難觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以采用信息技術(shù)的手段，利用希沃白板的投屏功能，將實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象直接在大屏幕展示，學(xué)生學(xué)習(xí)效果會(huì)非常好。
請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真觀察，并把實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄在學(xué)習(xí)任務(wù)單中。
開(kāi)關(guān)和變阻器的狀態(tài) 線圈 B中是否有電流
開(kāi)關(guān)閉合瞬間 是
開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間 是
開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器不動(dòng) 否
開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 是
1 分鐘 8 分鐘 環(huán)節(jié)六 ：回顧課前引入 環(huán)節(jié)七 ：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用 綜上發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件分為兩種類(lèi)型，一是在磁感應(yīng)強(qiáng)度不變時(shí)，導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)切割產(chǎn)生感應(yīng)電流，本質(zhì)是由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致回路面積變化從而使磁通量發(fā)生變化；二是回路面積不變時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化引起的磁通量變化。 大量實(shí)驗(yàn)和事實(shí)表明：當(dāng)穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流。這就是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。 一、閉合的回路 感應(yīng)電流 正對(duì)面積 S 改變 二、磁通量（φ=BS）變化 磁場(chǎng) B 的大小改變 磁場(chǎng) B 的方向改變 若磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 和面積 S 同時(shí)變化，則當(dāng)它們的乘積（磁通量）變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。 環(huán)節(jié)六：解釋課堂引入中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 門(mén)附近的磁場(chǎng)可近似為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)開(kāi)關(guān)門(mén)時(shí)，線圈平面與磁場(chǎng)的夾角變化導(dǎo)致正對(duì)面積發(fā)生變化，從而使穿過(guò)線圈的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流。 〖內(nèi)容三〗：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用 環(huán)節(jié)七：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用 播放視頻：法拉第的圓盤(pán)發(fā)電機(jī)。 法拉第當(dāng)眾表演了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。一個(gè)銅盤(pán)的軸和銅盤(pán)的邊緣分別連在"電流表"的兩端。法拉第搖動(dòng)手柄使銅盤(pán)在磁極之間旋轉(zhuǎn)，"電流表"的指針隨之?dāng)[動(dòng)。這是最早的發(fā)電機(jī)。 展示圖片：現(xiàn)代發(fā)電機(jī)。 簡(jiǎn)單對(duì)三峽電站一臺(tái)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子進(jìn)行解釋。
1.5 分鐘 環(huán)節(jié)八 ：課堂小結(jié) 展示動(dòng)畫(huà)：搖繩發(fā)電 展示圖片：生活中的應(yīng)用 環(huán)節(jié)八：課堂小結(jié) 這節(jié)課我們首先學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的研究歷程，發(fā)現(xiàn)磁生電現(xiàn)象分為五種，且都與運(yùn)動(dòng)和變化有關(guān)。接著重點(diǎn)學(xué)習(xí)了感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件，經(jīng)歷了提出問(wèn)題（與磁場(chǎng)相關(guān)的哪個(gè)物理量發(fā)成變化，才能出現(xiàn)磁生電的效應(yīng)）——（針對(duì)問(wèn)題設(shè)計(jì)多個(gè)實(shí)驗(yàn)展開(kāi)探究）實(shí)驗(yàn)探究——（對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果）分析歸納——最后得出結(jié)論，找到了產(chǎn)生感應(yīng)電流的普遍條件：閉合回路的磁通量發(fā)生變化。 最后通過(guò)具體的實(shí)際例子研究了電磁感應(yīng)現(xiàn)象早生活中的應(yīng)用。
板書(shū)設(shè)計(jì)
13.3 電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用 一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn) 奧斯特的電流的磁效應(yīng)：電生磁。法拉第的電磁感應(yīng)：磁生電。 二、感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 一、閉合回路 感應(yīng)電流 正對(duì)面積 S 改變 二、磁通量（φ=BS）變化 磁場(chǎng) B 的大小改變 磁場(chǎng) B 的方向改變 三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用 圓盤(pán)發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)、電磁爐、變壓器、無(wú)線充電等
信息技術(shù)手段
在本節(jié)課中，運(yùn)用了大量的信息技術(shù)手段，總結(jié)如下： 運(yùn)用朗威數(shù)字化信息系統(tǒng)設(shè)置開(kāi)門(mén)發(fā)電趣味小實(shí)驗(yàn)，將微電流傳感器測(cè)得的感應(yīng)電流在電腦屏幕實(shí)時(shí)顯示。 運(yùn)用希沃投屏軟件，借助手機(jī)終端和電腦 APP 將不容易觀察的學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)放大后投屏到電腦屏幕，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加直觀。 使用嵌入音頻的方式將大量的物理學(xué)史文字描述轉(zhuǎn)化為視頻，節(jié)約課件制作成本，增加文本閱讀的趣味性和可接受性。 利用 PPT 軟件和 flash 動(dòng)畫(huà)設(shè)置大量的可操作性動(dòng)畫(huà)，一些實(shí)驗(yàn)操作也通過(guò)在課件中 設(shè)置路徑等形式實(shí)現(xiàn)手動(dòng)拖動(dòng)播放等，節(jié)約授課時(shí)間，增強(qiáng)授課效果。
教學(xué)反思
1、本節(jié)課以科學(xué)史為背景可以讓學(xué)生感受法拉第、奧斯特的科學(xué)家探索精神，培養(yǎng)不怕失敗、勇敢面對(duì)挫折的堅(jiān)強(qiáng)意志。 2、學(xué)生初中時(shí)已經(jīng)接觸過(guò)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，早就知道導(dǎo)體切割磁感線可以產(chǎn)生感應(yīng)電流，容易產(chǎn)生輕視本節(jié)課的內(nèi)容，教學(xué)過(guò)程中一定主要正確引導(dǎo)學(xué)生，把思路引到磁通量上來(lái)。

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