高中物理-探究感应电流产生的条件教学设计学情分析教材分析课后反思

第5页-高二物理选修3-2第四章第2节第二节探究感应电流的产生条件一、教材分析高中物理电磁学是由电场、电路、磁场、电磁感应和交流电五部分组成。其中电场、电路、磁场等相关知识是进一步认识电磁感应本质的基础，同时，电磁感应知识又是认识交变电流的起点，《电磁感应》是电磁学中承上启下的一章。本章教材从感应电动势产生的条件到进一步认识感应电动势大小、方向，最后是感应电动势在实际中的应用，全章以“磁通量的变化及变化率”为核心线索贯穿始终，结构非常严谨有序。学生通过上一章的学习，认识了磁体磁场、各种电流磁场磁感线的分布规律，理解了磁通量和磁通量变化的概念；在本章第一节《划时代的发现》的资料中，又了解了法拉第通过十年的艰苦努力，发现了电磁感应现象，自然会激发起同学们继续探究电磁感应产生的条件兴趣和热情，而且同学们目前已经有一定的电学实验操作基础。对本节课中设计“研究电磁感应产生条件”的相关实验经教师指导和小组合作，大部分学生应该能够顺利完成，教学的关键是要以“切割”为基石，以“磁通量”为跳板，找到“闭合电路内磁通量变化”这一电磁感应产生的根本条件。本节教学中要激励学生主动参与意识，引导学生通过实验探究寻找物理规律。在提出问题动手设计观察描述归纳总结实践应用等小组实验探究活动过程中，体验亲自动手设计获得实验成功的乐趣，感受小组合作的力量，激发学习物理的兴趣。培养细致观察、严密推理、科学描述的科研能力，提升科学研究的综合素养。二、教学目标1．知识与技能：1）理解电磁感应产生的条件2）会用电磁感应产生的条件解答有关问题3）通过实验的探索，培养学生的实验操作、收集、处理信息能力2．过程与方法：1）经历科学探究过程，尝试应用科学探究的方法研究物理问题。2）通过科学探究之后，使学生学会依照物理事实，运用逻辑判断来确立物理量之间的因果关系，树立把物理事实作为依据的观念，形成根据证据、逻辑和现有知识进行科学解释的思维方法，培养学生自主学习和合作探究的能力。3．情感态度与价值观：激发学生对科学实验的探究热情，使学生具有勇于创新和实事求是的科学态度。在粗略了解从电磁感应到发电机再到今天的电气化时代的发展过程中，认识科学对社会进步的价值。三、教学重点和难点重点：电磁感应产生的条件的得出难点：电磁感应产生的条件的理解四．实验器材：1．学生分组实验器材：条形磁体1个、大小螺线管、灵敏电流计、干电池2节、滑动变阻器、开关1个、导线若干等。2．教师演示实验器材：励磁电流线圈（原洛仑兹力演示器中的部分）、干电池（3伏直流）、灵敏电流计、特制的方线圈)、环保电筒、金属探测仪3．多媒体设备，PPT课件五、教学设计1.创设情景，确定探究课题因为在初中物理中，学生已经学习了闭合部分电路的部分导体做切割磁感线运动产生感应电流的知识，因此，这节课不把切割实验作为学生动手实验，先通过多媒体动画回忆有关切割的实验，该实验清楚直观，便于回忆初中物理中讲述的产生感应电流的原因。之后让学生猜想产生感应电流的其它方法，确定两个探究实验2．学生探究过程1）电路的选择：考虑到学生探究意识和经验可能不足，因此要求学生先按照实验桌子上已经连接好的电路进行，并要求学生先按照书本上的操作过程进行，但是同时鼓励学生使用其它方法进行探究；2）实验数据的记录、归纳、总结：指导学生分组实验探究，并要求学生对实验现象准确记录，实验结束后小组分析归纳得出结论（不统一），全班交流反馈矫正？，集体发现电磁感应产生的条件，最后在验证性实验和拓展性练习中深化提高，并激发探究新问题感应电流的方向怎样确定、电磁感应应用发电机。3.突出重点的方法让学生经历自主探究“电磁感应产生的条件”的完全过程。提出问题大胆猜想设计实验采集数据分析归纳交流反馈形成理论实践应用。教学中教师为主导学生为主体，学生在教师的指导下主动思考、主动探索、亲身体验。经历了“实验探究电磁感应产生的条件”的过程，学生才能对什么是科学、什么是科学实验有较为深刻的理解，才能在这样的过程中受到科学方法的训练、形成科学的态度、情感和价值观。4.突破难点的方法教学大纲对电磁感应产生的条件的知识要求是“B”级。其次电磁感应产生的条件，是一个物理规律的高度概括，学生在理解其语言表述时会有两方面困难：（1）“只要”二字含义深刻，学生头脑中可能会认为今天做过的实验能产生感应电流，其它实验不好确定，其实“只要”是指你无论采取什么方式，比方说，改变B、改变S、改变夹角θ，只要能使磁通量发生变化都可以；（2）“磁通量变化”是指B、S、sinθ三者的乘积变化，不是指磁场变化，如果三个量中，其中的两个发生变化，Ф不一定会变，就不一定产生感应电流。针对上述教学难点问题，教学中采取的方法：1）深入讨论这三个实验，注意哪个是要研究的回路？是什么变化引发感应电流产生的，是磁通量变化引起的吗?2)通过教师的演示来加深对条件的理解5.课堂教学模式及课型：实验探究式教学新授课1课时六、教学流程图创设情景，观察切割实验创设两个探究实验探究现象和结果交流反馈得出条件反思验证探究的升华七、教学过程（一）创设情景，观察探究1．简单回顾奥斯特的电生磁现象。展示“环保电筒”和“金属探测仪”试问它们的工作原理？大家一起走近法拉第，提出法拉第的对称思考。引出课题《-电磁感应的产生条件》复习磁通量公式Φ=BSsinθ播放动画：电磁感应现象之——部分导体在磁场中切割磁感线（教师边播放，边讲解回路、部分导体、切割磁感线、感应电流等概念）2．提出问题：1）要求学生能对实验进行科学的描述：闭合线路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，线圈内就产生感应电流，这种现象叫电磁感应现象。2）提问：单纯从这段描述可以看出产生电磁感应现象的条件是什么？（“切割磁感线”）（二）新课教学3．启发猜想带着质疑的态度，再“看”一下刚才这位同学说的“产生电磁感应现象的条件是切割磁感线”，你有什么想法？1)“切割”就一定有感应电流吗？2）非要切割才能产生感应电流吗？3）电磁感应的产生的根本条件是什么？4．为了证实我们的猜想，我们有必要通过做实验来探究，桌面上已经摆好了两组实验器材，各个学习小组可以任选一组进行实验要求：①实验初步目标：都有哪些方式可以产生感应电流；②观察一下实验器材小组讨论商定可能进行的实验操作方案；③实验最终目标：寻找“电磁感应的产生条件”到底是什么？5．简单交流实验操作方案①所选的实验器材（一个是大螺线管和电流表组成闭合电路；另一个是小螺线管、滑动变阻器、开关、电源组成一个电路，另外，还有一个条形磁铁。）②实验操作方案（上下插拔，左右晃动，开关电键，移动滑片等等）6．提示学生可以互相交流、借鉴。老师巡回指导，并提醒把实验现象正确记录在学习活动卡表格内！新的想法操作可以记录在空白行里！7．交流反馈A、展示实验记录，论述实验结果；B、在学生感觉“切割磁感线”不能成为电磁感应产生的最终条件时，引导学生思考两个实验共同点什么量在变化闭合电路的磁通量发生变化，补全表格。并激励学生大胆猜想：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，回路就会产生感应电流。C、对比图片：电磁感应现象之1、2、3和学生共同分析各实验中穿过闭合电路的磁通量变化，填写表格结论B,S变化磁感线条数是否变化实验一导体棒左右平动（切割磁感线）时，才有电流产生实验二磁铁相对线圈运动时，才有电流产生实验三当线圈A中电流变化时，线圈B中才有电流产生板书：Φ变，I有8．归纳总结大量的实验和实例都表明：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，回路就会产生感应电流。电磁感应的产生条件9．请大家欣赏我做的几个实验：反思-电磁感应的产生条件①演示一：线圈在匀强磁场中转动指出这个实验其实就是通过改变夹角来改变磁通量的，原来“只要”指你无论采取什么方式，比如改变B、改变S、改变线圈与磁场的夹角θ，只要能使磁通量发生变化，就会产生感应电流。学生反思1：理解“只要”很重要②演示二：线圈与磁场平行，通断电瞬间，线框周围的磁场变，无感应电流指出“穿过”二字也很重要！学生反思2：磁场变，不一定有电流，“穿过”也很重要③演示三：线圈穿磁场矩形线圈从匀强磁场的一个边界进入，从另一个边界穿出，观察进入时有，中间没有，出来有。播放动画：线圈穿磁场学生反思3：“切割不一定有电流”④反思总结：电磁感应产生条件的根本在于穿过闭合回路磁通量φ是否变化，不是有无磁场，不是磁场是否变化，也不是导体是否切割磁感线。（三）教学总结10．引导学生填写我的收获——知识、方法、感受我的疑惑——新发现、有待研究、应用价值（发现插入磁体和拔出时，电流方向不同，快插和慢插电流大小也不一样简介：电磁感应发电机电气化时代）11、解释“环保电筒”和“金属探测仪”的工作原理12．演示四：摇绳发电实验（四）布置作业：思考第8页1、2、3、书面：第8～9页的4、5、6、7题附：板书设计：第二节探究感应电流的产生条件一、磁通量：Φ=BSsinθ二、实验探究：1．B不变，S有ф变，I有2．S不变，Bф变，I有Φ变，I有3．S不变，Bф变，I有三、磁生电条件：只要穿过闭合电路..Φ..变化，…有电流。第二节《探究电磁感应的产生条件》实验报告单探究小组成员：组长DDCDDCBA实验一1．描述：闭合电路的一部分导体，在磁场中运动时：切割，感应电流，不切割，感应电流。2．思考：电磁感应产生的条件是什么？二、问题与猜想1．从实验一猜想产生感应电流的条件是2．质疑：三、实验探究实验二表一磁铁相对大螺线管运动实验二操作情况电流表指针是否偏转感应电流有无简单说明原因大螺线管不动磁体N极插入磁体N极插入不动磁体N极拔出磁体S极插入磁体S极插入不动不动磁体S极拔出 表二大小螺线管实验对小螺线管电路操作情况大螺线管中感应电流有无简单说明原因开关闭合瞬间开关断开瞬间开关闭合，滑动触头移动开关闭合，滑动触头不动实验三四、分析归纳结论：1．电磁感应的产生条件：。2．电磁感应产生条件的根本在于变化，不是磁场是否，也不是导体是否切割。五、学习总结1．我的收获知识、方法、感受！2．我的疑惑新发现、有待研究?高二物理选修3-2第四章第2节探究感应电流的产生条件学情分析学生通过上一章的学习，认识了磁体磁场、各种电流磁场磁感线的分布规律，理解了磁通量和磁通量变化的概念；在本章第一节《划时代的发现》的资料中，又了解了法拉第通过十年的艰苦努力，发现了电磁感应现象，自然会激发起同学们继续探究电磁感应产生的条件兴趣和热情，而且同学们目前已经有一定的电学实验操作基础。对本节课中设计“研究电磁感应产生条件”的相关实验经教师指导和小组合作，大部分学生应该能够顺利完成，教学的关键是要以“切割”为基石，以“磁通量”为跳板，找到“闭合电路内磁通量变化”这一电磁感应产生的根本条件。本节教学中要激励学生主动参与意识，引导学生通过实验探究寻找物理规律。在提出问题动手设计观察描述归纳总结实践应用等小组实验探究活动过程中，体验亲自动手设计获得实验成功的乐趣，感受小组合作的力量，激发学习物理的兴趣。培养细致观察、严密推理、科学描述的科研能力，提升科学研究的综合素养。高二物理选修3-2第四章第2节探究感应电流的产生条件效果分析这节课体现了新课程目标倡导的知识与技能、过程与方法、情感态度、价值观等几个方面的要求，同时体现物理学科特点。高二物理选修3-2第四章第2节探究感应电流的产生条件教材分析高中物理电磁学是由电场、电路、磁场、电磁感应和交流电五部分组成。其中电场、电路、磁场等相关知识是进一步认识电磁感应本质的基础，同时，电磁感应知识又是认识交变电流的起点，《电磁感应》是电磁学中承上启下的一章。本章教材从感应电动势产生的条件到进一步认识感应电动势大小、方向，最后是感应电动势在实际中的应用，全章以“磁通量的变化及变化率”为核心线索贯穿始终，结构非常严谨有序。教学重点和难点重点：电磁感应产生的条件的得出难点：电磁感应产生的条件的理解高二物理选修3-2第四章第2节探究感应电流的产生条件测评练习1.如图1所示，虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过两环的磁通量，则有()A．Φ1>Φ2 B．Φ1＝Φ2C．Φ1<Φ2 D．无法确定图12.如图2所示，一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线处于同一平面，而且处在两导线的中央，则()A．两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零B．两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零C．两电流同向或反向，穿过线圈的磁通量都为零图2D．因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过线圈的磁通量是否为零3.如图3所示，在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直。导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd，与导轨接触良好。这两条金属棒ab、cd的运动速度分别是v1、v2，且“井”字形回路中有感应电流通过，则可能()A．v1＞v2 B．v1＜v2图3C．v1＝v2 D．无法确定4.如图4所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成一闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环a，下列各种情况铜环a中不产生感应电流的是()A．线圈中通以恒定的电流图4B．通电时，使滑动变阻器的滑片P匀速移动C．通电时，使滑动变阻器的滑片P加速移动D．将开关突然断开的瞬间5．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下符合史实的是()A．焦耳发现了电流热效应的规律B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律C．楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动6.如图5所示，大圆导线环A中通有电流，方向如图所示，另在导线环A所在的平面内画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外，则穿过B圆内的磁通量()A．为零 B．垂直向里C．垂直向外 D．条件不足，无法判断图57.如图6所示，能产生感应电流的是()A．磁铁向下运动B．磁铁停在线圈中不动C．磁铁向上运动图6D．只要有磁铁就一定有电流8．如图7所示，用导线做成圆形或正方形回路，这些回路与一直导线构成几种位置组合(彼此绝缘)，下列组合中，切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生的是()图79.绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按图8所示方法连接，G为电流计，则()A．开关S闭合瞬间，G的示数不为零B．保持开关S闭合状态，G的示数不为零C．保持开关S闭合，移动变阻器R0滑动触头的位置，G的示数为零D．断开开关S的瞬间，G的示数为零图810.如图9所示，通电螺线管水平固定，OO′为其轴线，a、b、c三点在该轴线上，在这三点分别放置一个完全相同的小圆环，且各圆环平面垂直于OO′轴。则关于这三点的磁感