学生实验优质课教学设计

实验探究感应电流的产生条件

一、教材分析

本节课内容从教材编排来看，由初中实验入手展开，逐步探究感应电流的产生条件，符合学生认知规律；本节内容是电磁学核心内容之一，揭示了电和磁的内在联系；是学生今后学习法拉第电磁感应定律、楞次定律和交变电流的基础；在教材中起到了承前启后的作用。

二、学情分析

从思想态度来看，同学们在初中对这部分内容已有一定认识，但仅是定性阶段，对电与磁的联系认识不够，尤其对磁现象比较生疏；从学习能力来看，我校学生80%属于边疆少数民族，在动手能力、对实验的归纳能力、语言组织能力及创新能力相对欠缺。

三、三维目标

知识与技能：

1、观察实验现象，判断理解结论；

2、归纳总结结论；

过程与方法

1、通过探究过程，提高学生的分析论证能力； 2、通过讨论归纳，锻炼学生的语言表达能力；

情感态度与价值观

1、激发学生求知欲望；

2、让学生感受探索自然规律的科学精神；

3、培养学生的爱国主义精神；

四、教学重难点

重点

1.引导学生观察实验

2.归纳总结实验结论

难点

1.理解感应电流产生的条件

2.对实验进行创新

五、教法学法

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小组谈论、自主探究、对媒体辅助教学

六、课时安排

1课时

七、教学设计

1、激趣导入

利用对媒体给学生展示苹果8手机的无线充电技术。

教师：同学们，这是2017年5月苹果公司发布的一款手机，搭载的功能有无线充电。简单地说，它与我们平时的充电不一样。手机与充电底座之间不需要数据线进行物理连接，那么，请同学们思考，它是靠什么原理充电的呢？

教师：我们已经知道，电磁有一定联系，电流是可以产生磁场的。奥斯特的实验已经证明了这一点，那我们课进一步猜想：磁能否生电呢？

教师：实践是检验真理的唯一标准，磁能否生电，需要我们通过实验来完成，下面我们来进行一个实验操作。

教师演示导体棒切割磁感线的实验，闭合电路（简单对实验装置进行说明：导体棒与电流表连成闭合回路，将导体棒置于磁场当中，使之运动）

实验一：闭合电路，导体棒切割磁感线

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教师：你们看到什么现象？

学生：感应电流表指针发生偏转。

教师：感应电流表指针为什么会偏转？

学生：因为有感应电流流过？

教师：本实验装置有电源吗？

学生：没有？

教师：那为什么会产生感应电流呢？感应电流哪里来的？

学生：因为导体棒切割磁感线。

教师：正确，导体棒切割磁感线产生了感应电流，那么，导体棒切割磁感线一定会产生感应电流吗？

学生：（基于初中的认知）一定！

教师：确定吗？

学生：（略兴奋）确定。

教师：好，我们继续来看一个实验。

教师马上演示矩形线框完全在磁场中运动的实验。

教师：线框切割磁感线了吗？

学生：切割了。

教师：感应电流表指针偏转了吗？

学生：没有。

教师：切割一定会产生感应电流吗？

学生：沉默

教师：我们初中学过，导体切割磁感线时会有感应电流产生，但我们刚刚做的这个实验表明，导体切割磁感线不一定有感应电流产生，那就说明切割只是一种表象，一种手段，但不是本

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质。那么，切割到底引起什么物理量发生了变化，导致感应电流的产生呢？

学生：（学生表现活跃）速度。

教师：速度是矢量，那么是速度的大小还是速度的方向？我们一起再来做实验。

教师演示导体棒切割磁感线，加速、减速

横着切割、斜着切割。发现感应电流表指针丢发生了偏转。

教师：以上的操作表明，感应电流的产生与切割的速度没有关系。

教师：同学们，让我们仔细再观察一下我们的装置。导体棒与感应电流表用导线练成了一个回路，磁场处在我们的回路当中，当移动导体棒的时候，整个回路什么变了？

学生：（经过思考）：大小

教师：用科学的语言。

学生：面积

教师：很好，同学们已经很接近问题的本质了，这里的面积我补充一下，是回路包含磁场部分的面积，我们称之为有效面积。现在，请一个同学起来归纳，感应电流要产生，需要满足什么条件？

学生：当线圈的有效面积发生变化时，就会产生感应电流。这里和初中的部分导体切割磁感线产生感应电流是一脉相承的，部分电路切割等效于有效面积的变化。部分两字不能省略。

教师：很好，我们把线圈改为回路更贴切。

教师:同学们继续思考，除了线圈有效面积发生变化之外，还可以用哪些手段产生感应电流？

学生情绪再次被调动，因为在他们认知里，只有部分导体切割这一种方式。教师趁此再次演示实验。将磁铁插入、拔出线圈和磁铁置于线圈中不动。

实验二：将磁铁插入或拔出线圈

教师先演示插入

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教师：看到什么现象？说明了什么？

学生：感应电流表指针发生了偏转，说明产生了感应电流。

教师：线圈的有效面积变化了吗？

学生：没变。

教师：本实验说明除了线圈有效面积变化之外，还有产生感应电流的其它方法。那么，是什么改变导致了感应电流的产生呢？

学生陷入思考。

教师适时引导，磁铁可以产生磁场，且距离越近磁强度越大，试想，当我们磁铁插入线圈的过程中，哪个物理量变了？

学生：磁感应强度在增加。

教师：很好，当我们将磁铁插入线圈的时候，线圈中的磁强度是增加的，拔出的时候呢？

学生：减弱。

教师：以上两种感应电流表指针都发生了偏转。再想，磁铁插入线圈不动的时候，有没有磁场？

学生：有

教师：磁强度变不变？

学生：不变

教师：此时有没有感应电流。

学生:没有

教师：那说明有磁场一定产生感应电流么>? 学生

:不一定

教师：关键是什么？

学生：磁强度要发生变化。

教师再次强调：很好，感应电流产生，不是说有磁场就行，而是磁场要变化。现在请大家总结刚刚这个实验，你能得到什么结论？

Ｓ：当磁强度发生变化时，会有感应电流产生。

Ｊ：很好，大家的总结很到位。现在我们把刚刚两个实验结合在一起，大家回答，哪些手段可以产生感应电流？

Ｓ：线圈有效面积发生变化或者磁强度发生变化。

Ｊ：哪个物理量可以同时描述这两个物理量？

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Ｓ思考，但一下子想不起来。

Ｊ：请大家回顾磁通量的概念。

Ｓ突然间恍然大悟。

教师马上带领学生回顾。SBsin，并解释字母的物理意义。

教师：现在请同学们再次总结感应电流产生的条件？

学生：磁通量发生变化，就会产生感应电流。

教师很好，一句话概括了我们的两个实验，同时也道出了实验的本质，同学们在探索真理的道路上又前进了一步。现在我们再回过头来看一下第一个实验。

教师重复第一个实验，但是把开关断开了。

实验三：断开电路，导体棒切割磁感线

教师：这个实验和我们先前做的一模一样，可以观察到线圈的有效面积变化了，但是电流表指针并没有发生偏转，请大家思考为什么？是不是我们先前的结论有问题？

为了让学生确信老师没动手脚，可以让学生自己来操作。

很快有学生发现了问题的所在。

学生：电路没有闭合！

教师：同学们的观察能力非常好，回路确实要闭合才能产生感应电流，所以现在请同学们再次对刚刚归纳的结论再补充一下，形成科学的结论。

经过讨论；

学生：闭合回路的磁通量发生变化，回路中就有感应电流产生。

教师：同学们表现相当完美，通过独立自主的观察、总结，归纳出了感应电流的产生条件，二这个结论，法拉第可是花了整整十年的时间才完成的，所以，科学是伟大的，同时科学也是孤独的，正因为有了科学家的无私奉献，终身付出，才有了我们现在我们现在美满的生活，向科学家致敬！请同学们下来认真收集法拉第的有关事迹，下节课上来做展示。

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教师板书感应电流的产生条件：闭合电路的磁通量发生变化，回路中就有感应电流产生。

进一步理解条件中变化二字。同时强调关键词：闭合、磁通量、变化。

教师：同学们，现在大家已经得到了感应电流产生的条件，结合磁通量的概念，请大家思考，除了刚刚两种方法，还有没有其它方法呢？

学生：学生和B同时变化。

教师：很好，我们还可以让学生、B同时变化，也可以让学生、B不变但让学生与B之间的夹角发生变化，下面我们重点来探究一下第二点。请看实验.

实验四：闭合线圈在匀强磁场中转动。

教师:我们可以看到当线圈转动时，电流表指针发生了偏转，说明有感应电流产生。同学们，一切科技的目的都是为了服务人类，让我们的生活变得更美好。本实验也是如此，既然产生了电流，那么怎样改进，让它用来服务人类呢？

学生：发电

教师：很好，如果可以用来发电，那么多么美好，既环保又不浪费水、煤等资源。现在我们就来看一看，把电流表换成小灯泡，看看有什么现象？小灯泡是不是会发光呢？

同学们已经跃跃欲试了。

教师指导学生马上动手改装。

教师转动线圈，让学生注意观察。学生预想的是小灯泡会发光，而事实上，学生惊奇的看到小灯泡没有任何变化。

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教师：同学们，小灯泡亮了么？

学生：（大声）没亮

教师：嘿，小灯泡居然没亮，是不是我们刚刚的理论有问题？

有学生提出可能是电路连接有问题，教师先肯定了该生的想法。然后再带领学生认真检查一遍电路，确认连接无误。

教师：同学们，刚刚用电流表的时候，指针是偏转了的，说明有电流产生，现在换成小灯泡，小灯泡不亮，说明什么问题？

学生：小灯泡坏了（笑）

教师：来我们验证一下小灯泡坏没坏

教师找两节干电池，迅速将小灯泡连成回路，开关闭合发现小灯泡发光。

教师：显然小灯泡并没有坏，电路中同时也有感应电流，那为什么小灯泡没有发光。

学生经过思考。

学生：产生的感应电流太小。

教师：大家回答很有可能正确，那么我们可以考虑将小灯泡换成功率小一点的用电器。比如低功率发光二极管。

教师变戏法拿出二极管，迅速替换掉小灯泡，转动线圈。发现二极管发光。

教师：二极管发光了吗？

学生：发光了。

教师：同学们，我们把线圈放在运强磁场中，让它转动，可以发现产生了感应电流让小灯泡发光，其实这个装置就是我们最简易的发电机！通过本堂课的学习，想必大家对感应电流产生条件已经有了一个本质的认识，不会在停留在初中阶段，以为只要切割磁感线就会产生。其实生活中，与电磁感应相关的物理现象还有很多，比如我们的话筒，电磁炉等。下去大家记得查找资料，弄清楚他们的原理。现在我们回到最初的问题，无线充电的原理上来。

教师简单介绍无线充电的原理：手机与底座之间不需要数据线连接，但底座是与电源相连的，在手机底座中和手机中都内置了线圈，当交流电通过底座时，变化的电场产生了变化的磁场，是手机内置线圈中的磁通量发生变化，就产生了感应电流。

目前我国支持无线充电的有中兴和锤子科技的部分机型，无线充电安全、方便，环保。此项技术除了应用在手机中，还应用在汽车当中。在我国，这项技术还是一个新新技术，不成熟但前景客观。同学们应该努力学习文化知识，突破别国的技术封锁，努力走出一条属于我国的高校的、强大的道路！

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八、板书设计

实验探究感应电流的产生条件

实验一：导体棒切割磁感线

实验二：矩形导线框切割磁感线

实验三：磁铁插拔线圈

实验四：通断开关和滑动变阻器

实验五：改进实验，观察发电机

结论：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流产生。

九、课后反思

优点：将课堂还给学生，使学生成为学习的主人；学生的主体作用和教师的主导作用充分表现；课后实验体现了创新，发展了学生的核心素养；贴近生活，激发学生兴趣；

缺点：引入部分实际演示效果更好；电流表换成小灯泡效果更明显。

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