2024-2025学年高中物理 第四章 电磁感应 5 电磁感应现象的两类情况（4）教学实录 新人教版选修3-2

2024-2025学年高中物理第四章电磁感应5电磁感应现象的两类情况（4）教学实录新人教版选修3-2主备人备课成员设计思路本节课围绕“电磁感应现象的两类情况”展开，以新人教版选修3-2教材为基础，结合学生实际情况，通过实验演示、小组讨论、课堂练习等形式，引导学生深入理解电磁感应现象，掌握电磁感应的基本规律。课程设计注重理论与实践相结合，以培养学生的科学探究精神和创新能力为目标。核心素养目标培养学生观察物理现象、提出科学问题、设计实验方案、分析实验数据的能力；提高学生运用物理知识解释自然现象、解决实际问题的能力；增强学生科学探究精神和团队合作意识；激发学生对电磁现象的探究兴趣，培养严谨求实的科学态度。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识。

学生在此前已经学习了基础的电磁学知识，包括电流、电压、电阻等概念，以及简单的磁场和电场理论。此外，他们还接触过电路的基本原理和欧姆定律等电路分析的基本方法。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格。

学生对电磁感应现象普遍表现出浓厚的兴趣，因为他们对周围世界的电磁现象有直观的感受。学生的能力方面，他们具备一定的抽象思维能力，能够理解基本的物理概念。学习风格上，部分学生偏好通过实验操作来学习，而另一部分学生则更倾向于通过理论推导来理解物理规律。

3.学生可能遇到的困难和挑战。

学生在理解电磁感应现象时可能遇到的困难包括：难以将抽象的物理概念与具体的实验现象联系起来；对于法拉第电磁感应定律的理解和应用可能存在困难；在解决实际问题过程中，如何正确应用电磁感应定律和电路知识可能是一个挑战。此外，学生在小组讨论和合作学习时，可能需要克服沟通和协作上的障碍。学具准备Xxx课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：确保每位学生拥有最新的人教版选修3-2教材，以便课堂讲解和课后复习。

2.辅助材料：准备电磁感应现象相关的图片、动画演示视频，以及法拉第电磁感应定律的图表。

3.实验器材：包括磁铁、线圈、电池、开关、电流表等，确保实验器材齐全且安全。

4.教室布置：设置分组讨论区，提供实验操作台，并确保教室光线充足，环境整洁。教学过程一、导入新课

（教师）同学们，上一节课我们学习了电磁感应的基本概念，今天我们将继续探讨电磁感应现象的两类情况。请大家回忆一下，电磁感应现象是如何产生的？今天我们将深入探究电磁感应现象中的两种典型情况。

（学生）电磁感应现象是由导体在磁场中运动或磁场变化时产生的。

二、新课讲授

1.情况一：导体在磁场中运动

（教师）首先，我们来探讨第一种情况：导体在磁场中运动。请大家观察实验装置，当导体在磁场中运动时，会产生什么现象？

（学生）会产生电流。

（教师）很好，那么这个电流是如何产生的呢？请同学们思考一下，导体在磁场中运动时，磁通量发生了怎样的变化？

（学生）磁通量发生了变化。

（教师）正确。根据法拉第电磁感应定律，当磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电动势，从而产生感应电流。接下来，我们通过实验来验证这一现象。

（教师）请同学们分组进行实验，观察导体在磁场中运动时电流表指针的变化。

（学生）实验结果显示，当导体在磁场中运动时，电流表指针确实发生了偏转。

（教师）这说明导体在磁场中运动时，确实会产生感应电流。那么，这个感应电流的方向是如何确定的呢？

（教师）这里涉及到楞次定律，它告诉我们，感应电流的方向总是阻碍引起它的磁通量的变化。接下来，我们通过动画演示来进一步理解楞次定律。

（教师）请同学们观看动画演示，分析感应电流方向与磁通量变化的关系。

（学生）通过动画演示，我们明白了感应电流方向与磁通量变化的关系。

2.情况二：磁场变化

（教师）接下来，我们来探讨第二种情况：磁场变化。请大家思考一下，当磁场发生变化时，会在导体中产生什么现象？

（学生）会产生电流。

（教师）很好，那么这个电流是如何产生的呢？请同学们思考一下，磁场变化时，磁通量发生了怎样的变化？

（学生）磁通量发生了变化。

（教师）正确。根据法拉第电磁感应定律，当磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电动势，从而产生感应电流。接下来，我们通过实验来验证这一现象。

（教师）请同学们分组进行实验，观察磁场变化时电流表指针的变化。

（学生）实验结果显示，当磁场变化时，电流表指针确实发生了偏转。

（教师）这说明磁场变化时，确实会产生感应电流。那么，这个感应电流的方向是如何确定的呢？

（教师）这里同样涉及到楞次定律，它告诉我们，感应电流的方向总是阻碍引起它的磁通量的变化。接下来，我们通过动画演示来进一步理解楞次定律。

（教师）请同学们观看动画演示，分析感应电流方向与磁通量变化的关系。

（学生）通过动画演示，我们明白了感应电流方向与磁通量变化的关系。

三、课堂练习

（教师）为了巩固今天所学的知识，请同学们完成以下练习题。

（学生）认真完成练习题。

四、课堂小结

（教师）今天我们学习了电磁感应现象的两类情况，即导体在磁场中运动和磁场变化。通过实验和动画演示，我们明白了感应电流的产生条件和方向。希望大家能够将所学知识运用到实际问题中，提高自己的科学素养。

（学生）明白了，谢谢老师。

五、课后作业

（教师）请同学们课后完成以下作业。

（学生）认真完成作业。教学资源拓展1.拓展资源：

-电磁感应的历史背景：介绍电磁感应的发现者迈克尔·法拉第的生平和科学贡献，以及电磁感应定律的发现过程。

-电磁感应的应用实例：探讨电磁感应在实际生活中的应用，如发电机、变压器、电动机等，以及它们在工业、交通、医疗等领域的具体应用。

-电磁感应的数学描述：介绍法拉第电磁感应定律的数学表达式，以及如何通过数学工具分析电磁感应现象。

-电磁感应的实验设计：提供一些简单的电磁感应实验设计案例，如制作简易发电机、研究电磁感应现象与导体速度的关系等。

2.拓展建议：

-阅读相关科普书籍或文章，了解电磁感应的发现和发展历程。

-观看科普视频或纪录片，直观感受电磁感应现象和其在生活中的应用。

-参与学校或社区的科学实验活动，亲自动手进行电磁感应实验，加深对理论知识的理解。

-通过在线学习平台，学习电磁感应的数学描述和相关计算方法。

-与同学组成学习小组，共同探讨电磁感应的原理和应用，互相分享学习心得。

-针对电磁感应在实际生活中的应用，进行调查研究，了解相关技术发展动态。

-结合所学知识，尝试设计一个利用电磁感应原理的创新项目，如制作一个简易的节能装置。

-在学习过程中，注意收集和整理与电磁感应相关的资料，建立自己的知识库。

-定期复习电磁感应的相关知识点，巩固所学内容，提高解题能力。板书设计①电磁感应现象

-法拉第电磁感应定律

-楞次定律

-感应电动势

-感应电流

②电磁感应现象的分类

-导体在磁场中运动

-磁场变化

③电磁感应现象的实验验证

-导体在磁场中运动实验

-磁场变化实验

④电磁感应现象的应用

-发电机

-变压器

-电动机

⑤电磁感应现象的数学描述

-法拉第电磁感应定律公式

-楞次定律表达式

⑥电磁感应现象的物理意义

-磁通量变化

-感应电动势产生

-感应电流方向

⑦电磁感应现象的学习方法

-观察实验现象

-分析实验数据

-运用数学工具

-理论联系实际反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.实验与理论相结合：在教学中，我注重将电磁感应的实验现象与理论相结合，通过实验演示让学生直观感受电磁感应的产生过程，提高学生的实验操作能力和观察能力。

2.互动式教学：我尝试采用互动式教学方法，鼓励学生在课堂上提问、讨论，激发学生的学习兴趣和积极性，培养学生的独立思考能力。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对电磁感应现象的理解不够深入：部分学生在理解电磁感应现象时，仍然存在抽象思维与具体现象脱节的问题，需要进一步加强理论联系实际的能力。

2.教学方法单一：在教学中，我主要采用讲解和实验演示的方式，缺乏多样化的教学手段，可能会限制学生的学习兴趣和参与度。

3.评价方式不够全面：目前的教学评价主要侧重于学生对知识的掌握程度，对于学生创新能力和实践能力的评价不够全面。

反思改进措施（三）

1.深化理论教学，强化实践环节：针对学生对电磁感应现象理解不够深入的问题，我将进一步深化理论教学，同时增加实践环节，如组织学生参与电磁感应实验设计，提高学生的动手能力和创新能力。

2.丰富教学手段，提高课堂活力：为了提高学生的学习兴趣和参与度，我将尝试引入多媒体教学、小组讨论、角色扮演等多种教学手段，使课堂更加生动有趣。

3.完善评价体系，关注学生全面发展：在评价方面，我将建立更加全面的评价体系，不仅关注学生对知识的掌握，还要关注学生的创新能力和实践能力，通过多元化的评价方式，促进学生全面发展。典型例题讲解例题1：一长直导线通有电流I，导线旁有一矩形线圈，且导线与线圈在同一平面内。当导线中的电流以0.1T/s的速率增大时，求矩形线圈中感应电动势的大小。

解答：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E的大小为：

\[E=-\frac{d\Phi}{dt}\]

其中，Φ为磁通量，t为时间。磁通量Φ可以通过导线产生的磁场B与线圈面积S的乘积来计算：

\[\Phi=B\cdotS\]

导线产生的磁场B与电流I的关系为：

\[B=\frac{\mu_0\cdotI}{2\pi\cdotr}\]

其中，μ0为真空磁导率，r为导线到线圈中心的距离。将B代入Φ的表达式中，得到：

\[\Phi=\frac{\mu_0\cdotI\cdotS}{2\pi\cdotr}\]

对Φ关于时间t求导，得到感应电动势E：

\[E=-\frac{d\Phi}{dt}=-\frac{\mu_0\cdotS\cdotI}{2\pi\cdotr}\cdot\frac{dI}{dt}\]

代入给定的数值，得到：

\[E=-\frac{4\pi\cdot10^{-7}\cdotS\cdot0.1}{2\pi\cdotr}=-\frac{2\cdot10^{-7}\cdotS}{r}\]

因此，感应电动势E的大小为：

\[E=-\frac{2\cdot10^{-7}\cdotS}{r}\text{V}\]

例题2：一个闭合线圈位于均匀磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。当磁场强度以0.5T/s的速率减小，求线圈中的感应电流大小。

解答：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E的大小为：

\[E=-\frac{d\Phi}{dt}\]

磁通量Φ为：

\[\Phi=B\cdotS\]

其中，B为磁场强度，S为线圈面积。对Φ关于时间t求导，得到感应电动势E：

\[E=-\frac{d(B\cdotS)}{dt}=-S\cdot\frac{dB}{dt}\]

代入给定的数值，得到：

\[E=-S\cdot0.5=-0.5S\text{V}\]

根据欧姆定律，感应电流I的大小为：

\[I=\frac{E}{R}\]

其中，R为线圈的总电阻。假设R为10Ω，则感应电流I为：

\[I=\frac{-0.5S}{10}=-0.05S\text{A}\]

例题3：一个长直导线通有电流I，导线旁有一圆形线圈，且导线与线圈在同一平面内。当导线中的电流以0.2A/s的速率增大时，求圆形线圈中感应电动势的大小。

解答：使用与例题1类似的方法，可以得到感应电动势E的表达式：

\[E=-\frac{2\cdot10^{-7}\cdotS\cdotI}{r}\]

代入给定的数值，得到：

\[E=-\frac{2\cdot10^{-7}\cdotS\cdot0.2}{r}=-\frac{4\cdot10^{-8}\cdotS}{r}\]

因此，感应电动势E的大小为：

\[E=-\frac{4\cdot10^{-8}\cdotS}{r}\text{V}\]

例题4：一个闭合线圈位于均匀磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。当磁场强度以0.3T/s的速率增大时，求线圈中的感应电流大小。

解答：使用与例题2类似的方法，可以得到感应电动势E的表达式：

\[E=-S\cdot\frac{dB}{dt}\]

代入给定的数值，得到：

\[E=-S\cdot0.3=-0.3S\text{V}\]

假设线圈的总电阻R为15Ω，则感应电流I为：

\[I=\frac{-0.3S}{15}=-0.02S\text{A}\]

例题5：一个长直导线通有电流I，导线旁有一矩形线圈，且导线与线圈在同一平面内。当导线中的电流以0.25A/s的速率增大时，求矩形线圈中感应电动势的大小。

解答：使用与例题1类似的方法，可以得到感应电动势E的表达式：

\[E=-\frac{2\cdot10^{-7}\cdotS\cdotI}{r}\]

代入给定的数值，得到：

\[E=-\frac{2\cdot10^{-7}\cdotS\cdot0.25}{r}=-\frac{5\cdot10^{-8}\cdotS}{r}\]

因此，感应电动势E的大小为：

\[E=-\frac{5\cdot10^{-8}\cdotS}{r}\text{V}\]作业布置与反馈作业布置：

1.完成教材中“电磁感应现象的两类情况”的相关练习题，包括选择题、填空题和简答题，以巩固对电磁感应现象的理解。

2.设计