高中物理选修4.2 探究电磁感应的产生条件 教学详案

PAGEPAGE14.2探究电磁感应的产生条件教学详案【导入新课】『师』：通过上节课的学习，我们知道，1820年奥斯特发现电流的磁效应之后，法拉第坚信既然“电能生磁“，那么“磁也能生电”经过十年艰苦卓绝的努力，终于发现了电磁感应的产生条件。这节课，我们每个人都做一回法拉第沿着他的足迹，体验一下他当年的探究过程。『师板书』4.2探究电磁感应的产生条件一、实验探究『师』：在初中我们做过一个产生感应电流的实验。谁能回忆一下当时是什么情形了。『生』：切割……..『师』：现在，我们来重新演示一下这个实验。这是一个蹄形磁铁，它的中间是匀强磁场，磁感线的方向是竖直向下的。这是一个线圈、导线、电流表，现在我要把它们构成一个回路。『师』：这个回路跟我们以往接触到的电路有什么不同。『生』：没有电源『师』：接下来我们要在一个没有电源的回路中产生感应电流，在我做动作的时候，大家要注意电流表的指针是否发生偏转。『演示』：向里切割『师』：发没发生偏转？『生』：偏转了『师』：说明有电流『演示』：向外切割？『师』：有没有电流『生』：有『演示』：静止不动『师』：有没有电流『生』：没有『演示』：上下运动『师』：有没有电流『生』：没有『师』：因为我手中的线圈是由多匝导线构成，所以在线圈上下运动的时候，不可能使每根导线都和磁感线平行。忽略这些误差，我们认为上下运动时，没有电流。『师』：刚才我们做了四个动作，向里、向外切割时都有感应电流。『师板书』动作实验1切割静止、上下运动时，没有电流，在初中，我们通过这个实验得出了这样一个结论。『师板书』4.2探究电磁感应的产生条件一、实验探究动作分析实验1切割闭合电路部分导体切割『师』：那么还有什么情况下，可以产生感应电流呢？大家看学案[学生实验1]。根据[学生实验1]的电路图连接好实验器材。在按照表格1的要求完成相应的实验步骤，填好观察到的实验现象『生』进行实验『师』走进学生中间，并指导实验实验1完毕『师』：现在找一名同学，你告诉大家，你把哪些器材连接成了回路，这个回路有什么特点。『生1』：。。。。。。。。。。。。。。。。。没有电源『师』：再找一名同学，你告诉大家，你都完成表格1中的哪些步骤，并观察到什么实验现象。『师』：【多媒体出示填好的表格一】『师』：通过这个表格，我们能看到『师板书』4.2探究电磁感应的产生条件一、实验探究动作分析实验1切割闭合电路部分导体切割实验2插入拔出当我们插入磁铁和拔出磁铁的时候，会产生感应电流，那么通过这个实验我们能得出什么样的结论呢？『生』讨论，归纳『师』：哪组同学能告诉我你们的结论呢？、『生3』：导体与磁铁有相对运动，也会产生感应电流。『师板书』4.2探究电磁感应的产生条件一、实验探究动作分析实验1切割闭合电路部分导体切割实验2插入拔出导体与磁铁有相对运动『师』：现在大家看学案上的[学生实验2]，按照我们刚才[学生实验1]的步骤完成[学生实验2]『师』走进学生中间，并指导实验实验2完毕『师』：谁能把自己填好的表格给大家念一下？『生5』。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。{因为此实验现象比较明显，易于观察，学生容易回答出正确的答案}【多媒体出示填好的表格二】『师』：通过这个表格，我们做哪些动作可以产生感应电流呢？『师板书』4.2探究电磁感应的产生条件一、实验探究动作分析实验1切割闭合电路部分导体切割实验2插入拔出导体与磁铁有相对运动实验3闭合断开移动『师』：在这个实验当中，线圈B和充当磁铁的线圈A并没有相对运动，却也产生了感应电流。那么通过这个实验我们还能得出什么结论呢？『生』讨论，归纳『师』：这个实验的结论不是很直观，让大家一下得出结论有些勉为其难。现在我们结合大屏幕的示意图，一起来分析一下实验3的结论。当我们断开开关、闭合开关和移动滑动变阻器的时候。线圈A的电流的大小要发生变化，相应的线圈A的磁场强弱也要发生变化。又因为线圈B是套在线圈A当中的，那么穿过线圈B的磁场强弱也要发生变化。这个图中穿过线圈B的磁感线要比这个图中密集，说明穿过线圈B的磁场变强了。而在这个图中穿过线圈B的磁感线比较稀疏，说明穿过线圈B的磁场变弱了。那么实验3的结论我们不妨先写成『师板书』4.2探究电磁感应的产生条件一、实验探究动作分析实验1切割闭合电路部分导体切割实验2插入拔出导体与磁铁有相对运动实验3闭合断开移动B变化『师』：接下来大家在看实验2，这个结论是否也可以改成“B变化”呢？如果能，你告诉我B是怎样变化的呢？『生』：。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。『师板书』4.2探究电磁感应的产生条件一、实验探究动作分析实验1切割闭合电路部分导体切割实验2插入拔出B变化实验3闭合断开移动B变化『师』：在看最上边的图是实验1的示意图，这是一个导体棒，相对于线圈，当线圈向里、向外切割磁感线的时候，相当于导体棒左右移动。大家看，当导体棒向左移动时，相当于闭合电路的面积变小了，当导体棒向右移动时，相当于闭合电路的面积变大了。那么实验1结论现在我们可以写成『师板书』4.2探究电磁感应的产生条件一、实验探究动作分析实验1切割S变化实验2插入拔出B变化实验3闭合断开移动B变化『师』：现在我们把三个结论变成了两个结论，但还不够简洁。那么现在大家在想想我们怎样可以把这两个结论用一句话概括呢？可以讨论一下『师板书』4.2探究电磁感应的产生条件一、实验探究二、电磁感应的产生条件动作分析1.条件：实验1切割S变化实验2插入拔出B变化实验3闭合断开移动B变化『师』：好，有的同学已经说出来了，你来说。『生』：磁通量发生变化，就会产生感应电流『师』：非常好，既含有B，又含有S的物理量是磁通量，那么这两个结论就可以概括成磁通量发生变化。我们在这个条件完善一下，是穿过谁的磁通量发生变化？实验1，闭合电路、实验2，线圈，线圈也是闭合电路的一部分，实验3，线圈B、也是闭合电路的一部分。所以这个完整的实验结论就是『师板书』4.2探究电磁感应的产生条件一、实验探究二、电磁感应的产生条件动作分析1.条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭实验1切割S变化合电路中就有感应电流实验2插入拔出B变化实验3闭合断开移动B变化『师』：这个就是我们在高中范围内，产生电磁感应现象的最终条件。现在大家参照板书，把这个结论填写到学案上。『师』：现在，我们来做一个例题『师』：如图，线框ABCD从有界的匀强磁场区域穿过，下列说法正确的是,有了这个条件，大家在判断是否有感应电流的时候，要把初中的结论暂时先忘掉，不要去想导体切不切割磁感线。而是要根据是穿过闭合电路的磁通量是否发生变化来判断，能否产生感应电流，好现在我们来看题。『师』：。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。『师』：通过这个例题，我们能看出，在使用这个条件的时候，最重要的是判断磁通量是否发生变化，那么回忆一下，具有普遍意义的磁通量的公式的是什么？『生』：『师』：θ是谁和谁的夹角『生』：B和S『师板书』4.2探究电磁感应的产生条件一、实验探究二、电磁感应的产生条件动作分析1.条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭实验1切割S变化合电路中就有感应电流实验2插入拔出B变化2.的变化：实验3闭合断开移动B变化『师』：根据这个公式大家，推导一下φ的变化有几种基本形式『生』：三种『师』：哪三种？『生』：①B变化②S变化③B和S的夹角θ变化『师板书』4.2探究电磁感应的产生条件一、实验探究二、电磁感应的产生条件动作分析1.条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭实验1切割S变化合电路中就有感应电流实验2插入拔出B变化2.的变化：实验3闭合断开移动B变化①B变化②S变化③θ变化『师』：好，这节课我们需要掌握的内容就全部学完了，现在我们来总结一下，通过这节课的学习我们主要讲了两个知识点，一是通过实验归纳出了产生感应电流的条件。必须同时满足两个条件。首先电路要闭合，其次闭合电路的磁通量要发生变化，第二个