电磁感应现象教学设计

电磁感应现象教学设计一、教学目标1.知识与技能目标学生能理解电磁感应现象，知道产生感应电流的条件。能说出磁通量的概念，理解磁通量变化的含义，并会计算磁通量的变化量。能够通过实验探究，总结出电磁感应现象中感应电流的方向规律（楞次定律）。2.过程与方法目标通过实验观察、操作，培养学生的观察能力和动手能力。经历探究电磁感应现象的过程，体会科学探究的方法，如控制变量法、归纳法等，提高科学探究能力。通过分析实验数据和现象，培养学生的逻辑推理能力和分析问题的能力。3.情感态度与价值观目标激发学生对电磁学现象的好奇心和求知欲，培养学生学习物理的兴趣。通过合作探究实验，培养学生的团队合作精神和交流能力。体会科学规律的发现过程，培养学生勇于探索、敢于创新的科学精神。

二、教学重难点1.教学重点电磁感应现象的概念和产生感应电流的条件。磁通量的概念及计算。楞次定律的内容和应用。2.教学难点对磁通量变化的理解以及如何通过实验探究产生感应电流的条件。楞次定律中感应电流方向的判断，特别是"阻碍"含义的理解。

三、教学方法1.实验探究法：通过多个实验，如导体切割磁感线实验、磁场变化实验等，让学生亲自参与探究过程，观察现象、分析数据，总结规律。2.讲授法：对于一些抽象的概念，如磁通量，进行清晰准确的讲解，帮助学生理解。3.讨论法：组织学生讨论实验结果、问题解决方案等，促进学生之间的思想交流和合作学习。4.多媒体辅助教学法：利用动画、视频等多媒体资源，直观展示电磁感应现象的过程和原理，帮助学生更好地理解。

四、教学过程

（一）新课导入（5分钟）1.展示图片或播放视频展示生活中常见的电磁感应现象应用，如发电机、变压器、磁悬浮列车等图片或视频片段。提问学生："这些神奇的设备都与电和磁有关，你们想知道它们是如何工作的吗？"从而引出本节课的主题电磁感应现象。2.回顾旧知提问学生："我们之前学过哪些电和磁的知识？"引导学生回顾电流的磁效应，即奥斯特发现的电流周围存在磁场。进一步提问："既然电能够生磁，那么磁能否生电呢？"激发学生的思考和探究欲望，自然过渡到新课内容。

（二）电磁感应现象的探究（20分钟）1.实验1：导体切割磁感线运动产生感应电流介绍实验装置：将蹄形磁铁放在水平桌面上，把一根导体棒放在磁铁的磁场中，导体棒的两端通过导线连接到灵敏电流计上。进行实验操作：保持导体棒静止，观察电流计指针是否偏转。让导体棒水平向左运动，观察电流计指针的偏转方向。让导体棒水平向右运动，观察电流计指针的偏转方向。引导学生观察与思考：当导体棒静止时，电流计指针不偏转，说明了什么？当导体棒运动时，电流计指针发生偏转，这又说明了什么？导体棒向左、向右运动时，电流计指针的偏转方向相反，这说明了什么？总结实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。2.实验2：磁场变化产生感应电流改变实验装置：将一个螺线管与电流计相连，把一条形磁铁插入螺线管中，观察电流计指针的变化；再把条形磁铁从螺线管中拔出，观察电流计指针的变化。进行实验操作：缓慢插入条形磁铁，观察电流计指针的偏转方向。快速插入条形磁铁，观察电流计指针的偏转方向。缓慢拔出条形磁铁，观察电流计指针的偏转方向。快速拔出条形磁铁，观察电流计指针的偏转方向。引导学生观察与思考：插入和拔出磁铁时，电流计指针为什么会偏转？插入和拔出磁铁的快慢不同，电流计指针的偏转有什么不同？这说明了什么？总结实验结论：当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中就会产生感应电流。

（三）磁通量（15分钟）1.引入磁通量的概念通过实验现象的进一步分析，引导学生思考：为什么当闭合电路的一部分导体切割磁感线或磁场变化时会产生感应电流？讲解：这是因为穿过闭合电路的磁通量发生了变化。类比水流的"流量"概念，引出磁通量的概念。磁通量（$\varPhi$）是表示穿过某个平面的磁感线条数的多少。展示匀强磁场中一个平面的示意图，讲解磁通量的计算公式$\varPhi=BS\cos\theta$，其中$B$是磁感应强度，$S$是平面的面积，$\theta$是平面与磁场方向的夹角。2.磁通量变化的讨论引导学生思考：磁通量变化可能有哪些情况？组织学生讨论并总结：磁通量变化可能有以下几种情况：$B$变化，$S$、$\theta$不变。$S$变化，$B$、$\theta$不变。$\theta$变化，$B$、$S$不变。$B$、$S$、$\theta$中至少有两个量同时变化。3.磁通量变化量的计算给出具体的磁场和平面情况，让学生计算磁通量的变化量$\Delta\varPhi$。强调：$\Delta\varPhi=\varPhi_2\varPhi_1$，要注意磁通量的正负。例如，当磁场方向不变时，若开始时磁通量为$\varPhi_1$，后来磁通量为$\varPhi_2$，则$\Delta\varPhi=\varPhi_2\varPhi_1$；若磁场方向发生变化，需要根据具体情况确定磁通量的正负再进行计算。

（四）楞次定律（20分钟）1.实验探究感应电流的方向规律介绍实验装置：如图所示，将螺线管与电流计组成闭合电路，在螺线管中插入条形磁铁，通过观察电流计指针的偏转方向来确定感应电流的方向。同时，用小磁针来显示螺线管内部磁场的方向。进行实验操作：当条形磁铁N极向下插入螺线管时，记录电流计指针的偏转方向和小磁针在螺线管内部的指向。当条形磁铁N极向上拔出螺线管时，记录电流计指针的偏转方向和小磁针在螺线管内部的指向。当条形磁铁S极向下插入螺线管时，记录电流计指针的偏转方向和小磁针在螺线管内部的指向。当条形磁铁S极向上拔出螺线管时，记录电流计指针的偏转方向和小磁针在螺线管内部的指向。引导学生观察与思考：感应电流的方向与磁体的运动方向有什么关系？感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向有什么关系？感应电流的磁场对磁体的运动有什么影响？2.总结楞次定律组织学生讨论实验结果，引导学生总结出楞次定律的内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。强调"阻碍"的含义：阻碍不是阻止，磁通量还是会变化的。当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，阻碍磁通量的增加。当磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，阻碍磁通量的减少。3.楞次定律的应用通过例题讲解，让学生掌握运用楞次定律判断感应电流方向的方法。例：如图所示，当条形磁铁突然向闭合铜环运动时，铜环里产生的感应电流的方向如何？分析：首先确定原磁场方向：条形磁铁的磁场方向向左。然后判断磁通量的变化：磁铁靠近，穿过铜环的磁通量增加。最后根据楞次定律判断感应电流的磁场方向：感应电流的磁场方向向右，阻碍磁通量的增加。再用右手螺旋定则判断感应电流的方向：从铜环的右侧看，感应电流的方向为逆时针方向。

（五）课堂小结（5分钟）1.引导学生回顾本节课所学内容，包括电磁感应现象、产生感应电流的条件、磁通量的概念、磁通量变化的情况以及楞次定律。2.请学生回答：什么是电磁感应现象？产生感应电流的条件是什么？磁通量的概念是什么？如何计算磁通量的变化量？楞次定律的内容是什么？如何应用楞次定律判断感应电流的方向？3.教师对学生的回答进行补充和完善，总结本节课的重点知识，强调易错点和难点，帮助学生梳理知识体系，加深对所学内容的理解和记忆。

（六）课堂练习（10分钟）1.布置练习题一闭合线圈放在匀强磁场中，线圈平面与磁感线方向垂直，若磁感强度B随时间t变化的图象如图所示，则线圈中感应电流i随时间t变化的图象可能是（图中规定电流方向沿顺时针方向为正）（）如图所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方（略靠前）固定一根与线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流。释放线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中（）A.线框中感应电流方向依次为A→B→C→A→BB.线框的磁通量为零时，感应电流却不为零C.线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上D.线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动2.学生进行课堂练习，教师巡视指导，及时发现学生存在的问题并给予解答。3.对练习题进行讲解，针对学生普遍出现的错误进行重点分析，强化学生对知识点的理解和运用能力。

（七）课后作业（5分钟）1.书面作业完成教材课后习题中与本节课相关的题目。如图所示，一个边长为L的正方形导线框，质量为m，由高度H处自由下落，其下边ab进入匀强磁场区域后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd刚刚穿出磁场时，速度减为ab边刚进入磁场时速度的一半，磁场的宽度也为L，求线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热。2.拓展作业查阅资料，了解电磁感应现象在现代科技中的其他应用，并撰写一篇短文介绍。思考如果改变实验条件，如磁场的形状、导体的运动方式等，电磁感应现象会有什么不同的表现，尝试设计一些简单的实验方案进行探究。

五、教学反思通过本节课的教学，学生对电磁感应现象有了较为深入的理解，掌握了产生感应电流的条件、磁通量的概念以及楞次定律等重点知识。在教学过程中，通过实验探究的方式让