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视频标签：探究感应电流,产生条件
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视频课题：高中物理人教版选修3-2第四章2探究感应电流的产生条件-浙江
教学设计、课堂实录及教案：高中物理人教版选修3-2第四章2探究感应电流的产生条件-浙江师范大学附属中学
“探究感应电流的产生条件”合作探究教学设计
教学目的:
培养实验方法探索的能力；通过实验归纳出磁场产生电流的条件；运用感应电流产生的条件解决简单问题；培养合作竞争的精神；提高学生的物理核心素养。
实验器材:原副线圈、铁芯、电池、电流表、条形磁铁、蹄形磁铁、开关、滑动变阻器、导线（实
验器材每两人一组）；喇叭口状（模拟磁感线做成）的底座，上面放二块磁铁 (如图5) ；两块平行强磁铁及线圈(如图7) 。
一、教学过程
(一)、开门见山，提问设疑
教师：1820年奥斯特发现电流能够产生磁场，这说明电和磁之间存在着某种关系。既然电流能够产生磁场，那么磁场能否产生电流呢？
请大家一起关注讲台上的电流表(电流表与门上的线圈相连)，当我开关门的时候，大家来看一下电流表会发生怎么样的变化（老师做开门动作）。指针偏转了，说明产生了电流，那么电流产生的原因是什么？
教师：探究感应电流的产生条件。（板书1）
电磁感应的发现，不得不提到一位伟大的物理学家法拉第，法拉第发现磁在一定的条件下可以产生电。今天这堂课我们的主要任务就是沿着当年法拉弟的足迹来探究这个条件。 教师：怎样来研究这个问题？
学生：做实验。（利用逆向思维向学生提出问题，激发学生解决问题的动机。） (二)、学生实验，合作探索 1.学生实验
教师：如何通过实验使磁场产生电流？需要那些实验仪器？ 学生：要导线 学生：需要磁场
教师：回答的很好，那怎么样得到磁场？
学生：磁极周围存在磁场。比如条形、蹄形磁铁。 教师：一定要磁极才能产生磁场吗？
学生：电流周围存在磁场。比如通电螺线管。
教师：电流周围存在磁场。比如通电螺线管：要通电，必须加电源；要控制电流，还要加一个电键；为了改变电流的大小，再加一个滑线变阻器。将四者串联成闭合回路，通电螺线管周围会产生磁场，为增加螺线管的磁性，可以插入一根铁芯。 教师：还需要什么器材？
学生：需要电流表判断导线或线圈里有没有电流？
教师：实验要求（1）根据器材，设计方案（2）观察实验，记录现象（3）分析现象，归纳条件 （教师给予学生充分的思考时间，小组讨论。尽可能让学生发散性思维。然后引导学生两人一组做实验探索，教师巡回检查，为有目的地抽查学生做准备。） 2.小组汇报
在学生实验基本完成时，教师抽查一组，并请第一组学生代表汇报实验的做法。
图1
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学生展示实验1（见如图1）：当导体AB在磁场中向左运动或向右切割磁感线时，就会观察到电流表的指针发生偏转。
（学生上台讲方法的同时，连接电路图，教师同时用多媒体演示连线过程）
教师：这个实验现象，我们在初中接触过，大家回忆一下，这个实验的结论是什么？ 学生：组成闭合回路的一段导体AB切割磁感线时，会产生感应电流。 板书2：1.闭合回路的部分导体切割磁感线产生感应电流
教师：对！刚才第一组同学成功地用了一种实验方法使磁场产生电流，还有没有其它方法？ （教师利用表扬手段强化学生学习的动机，并请第二组学生代表上台演示汇报。） 学生展示实验2（见如图2）：将螺线管与电流表组成一个闭合回路，把条形磁铁插入线圈中时，电流表指针向左（或右）偏转；把条形磁铁从线圈中拔出时，电流表指针向右（或左）偏转。电流表指针偏转说明有感应电流。
学生：这个实验的结论是闭合回路中的磁场强弱变化产生感应电流 （学生上台讲方法的同时，连接电路图，教师同时用多媒体演示连线过程）
板书3：2.闭合回路中的磁场强弱变化产生感应电流 教师：如果把条形磁铁放在线圈中不动，情况又怎样？ 学生：电流表指针不偏转
教师：好！第二组也成功地用另一种方法使磁场产生了电流，还有其它方法吗？ 学生展示实验3（见如图3）：小螺线管、滑动变阻器、开关、电源组成一个闭合回路，大螺线管与电流表组成另一闭和回路，将小螺线管插入(或拔出)大螺线管中，左右移动滑动变阻器滑动触头，开关断开和闭合的瞬间，螺线管中插入(或拔出) 铁芯时，线圈B中都产生电流。 学生：这个实验的结论是闭合回路中的磁场强弱变化产生感应电流
（学生上台讲方法的同时，连接电路图，教师同时用多媒体演示连线过程） 教师：刚才第二组和第三组虽然实验的结论都是闭合回路中的磁场强弱变化，但第三组除了将小螺线管插入大螺线管中产生电流，滑动变阻器滑动，开关断开和闭合的瞬间，插入(或拔出) 铁芯时也都产生电流，比第二组实验内容更加丰富。 3.实验归纳概括产生感应电流的条件 教师：我们用了3种方法可以使磁场产生电流，如果用初中学过的导体切割磁感线的理论去解释磁场产生电流的现象，只能解释第一种情况，很难解释第二、三种情况。能不能总结出一个理论来解释所有三个实验现象？
（教师把学生的思维引导到从三个实验中归纳出产生感应电流的条件上来，并着意让学生构建理论） 教师：实验二中磁铁从线圈插入、拔出过程中，线圈的面积没有变化，而磁感应强度B发生变化，有感应电流产生。实验三磁场由通电螺线管产生，也是线圈的面积没有变化，而磁感应强度B发生变化，有感应电流产生。那么磁感应强度B发生变化是不是产生感应电流的唯一条件？ 我们再看实验一中磁场是匀强磁场，磁感强度B并没有变化也有感应电流产生。实验一可以简化为书本图4.2-6的示意图（见如图4）。可以看出当导体捧AB在金属导轨上向右运动时，虽然磁场的强弱没有变化，但是导体捧切割磁感线的运动使闭合导体回路EFAB包围的
图3
图2
图4
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面积在变化，说明磁感强度B的变化并不是产生感应电流的唯一条件，还可能有面积S变化。 教师：实验二磁感应强度B发生变化，实验一面积S变化，那么B和S都发生变化是不是产生感应电流的条件呢？
教师：我们再来看老师做的这个喇叭口状（模拟磁感线做成）的底座，上面放二块磁铁 (如图5)，喇叭口状底座的表面有一个用铜丝做成的线圈，面积可变，连接一个电流计。上下这两个位置虽然穿过的磁感线条数相同（见如图6），但离磁铁越远磁场越弱，面积越大，迅速上拉线圈看看有没有感应电流？ 学生：没有
教师：是不是电路有问题？ 学生：没有 教师：为什么？ 学生：因为离开了这两个位置，电流表有显示。
教师：说明B和S都发生变化也不是产生感应电流的条件。大家再仔细看一下上下这两个位置什么物理
量是相同的？刚才说这个底座是模拟磁感线做成的，穿过的磁感线条数相同（见如图6）。 学生：磁通量相同。 教师：由于闭合导体回路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫做磁通量。用Ф表示。定义式：Ф=B•S 单位：韦伯（Wb）
教师：磁通量是不是产生感应电流的条件呢？
（分析实验二：磁铁放入线圈中不动时，线圈中有磁通量但无感应电流） 学生：磁通量的有无也不是产生感应电流的条件。
（教师引导学生再分析上述实验，比较有感应电流和无感应电流的情况，让学生自行发现磁通量变化时有感应电流，磁通量不变时无感应电流。）
教师：那么大家猜想一下产生感应电流的条件应该是什么呢？ 学生：磁通量发生变化，只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。 教师：按照大家这个说法回头判断一下前面这三个实验的情况。 教师：我们再来看一下讲台上这个仪器（见如图7），两块平行强磁铁中间部分可以近似看成匀强磁场。大家说说看什么情况有感应电流，什么情况没有感应电流。
学生：让线圈水平运动、上下切割没有感应电流，转动有感应电流。 学生：如果把线圈移到磁场外面的过程中有感应电流。
教师：好！大家基本了解了产生感应电流的条件。我们用什么研究方法得出了这个结论？ 学生：实验和归纳法。
教师：下面请大家请大家用准确的语言说出产生感应电流的条件。 （在学生回答时，要抓住关键词：闭合电路，磁通量变化，感应电流。） 板书结论：产生感应电流的条件：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。 教师：我们今天研究的方法和法拉第当年的研究方法基本相同的。这说明我们每个人都可以成为像法拉第那样的科学家。法拉第是经过10年坚持不懈的努力，经过无数次的失败，才发现了产生感应电流的条件，我们要学习法拉弟这种精神。
图6 图7 图5
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(教师一方面给学生的探索以积极的反馈，另一方面指出科学探索的艰难，潜移默化地起到激励学生学习法拉弟在科学探求中坚持不懈的意志和精神) (三)、练习小结，强化巩固
教师：现在请大家解释一下刚才开关门的情况？
学生：开关门的时候穿过闭合回路的磁通量发生变化产生感应电流。 教师：那磁场在哪里？ 学生：地磁场
教师：说的很对，同理也很容易回答书上摇绳能发电的问题。
教师：电磁感应现象的应用是很多的。举例话筒等应用。最后看一下老师做的电吉他，其实就是一根金属丝接了一个放大器，如果金属丝旁边不放磁铁那只有机械振动的声音，放上磁铁切割磁感线产生感应电流，切割长度不一样，电流不一样，声音不一样。请一位同学帮忙演奏。 最后请学生阅读课本，讨论并小结本节课的结论，然后请一位学生代表总结。
作业：（1）仔细阅教材完成课本第7页练习；（2）思考题：我们知道了产生感应电流的条件，但关于感应电流的方向和大小，又怎么去研究呢？（3）课外查阅资料：生活中电磁感应现象的应用。
二、教学反思：
物理核心素养导向的物理教学要求物理课程能够为学生在今后工作和生活中，面向未知问题时提供解决问题的思路和方法，是体现物理课程价值的必由之路，本节物理课真实开放的探究环节听课师生印象深刻，取得良好的教学效果，经过反思我们有以下几个体会：
1、一般教师采用教师讲解加实验演示的教学方法，教师活动较多，学生主动性活动少，不利于学生创新精神和实践能力培养，而作者在这节课中采用学生探究合作教学模式，学生的学习积极性和参与性较高，学生主体性活动大增，实践表明，合作探究教学有利于培养学生的各种能力。培养学生的核心素养需要教师观念转变，身处教学一线的教师，应该跳出自己原有的教学视域，重视学生自身成长规律与教育教学规律的结合，从只关注学生知识掌握的情况转向学生终身学习能力的培养。
2、本节课以实验为基础，以教学活动为依托，以学生核心素养为导向，整个教学活动中，学生一直处于动脑、动手的状态，教师只是提出问题，提供信息，并作适当的启发、点拔，学生自主探究，参与体验，合作交流，学生不仅掌握了知识，分享科学探究成功的喜悦，提高了物理学习的兴趣，形成科学的价值观，使学生在学习物理过程中逐步形成良好的形为习惯与关键能力，体现了物理学科的教育价值。
3、作者在本节教学中，采用合作学习方法，具体的做法是每二个（或四人）为一组，每组学生可以就课堂的关键问题进行讨论，各小组推荐代表汇报小组的探索结论，这样做真正突出了以学生为本的思想，培养了学生合作竞争的素质。长期以来，相当多的师生认为教学活动就是为了更好地掌握知识，采用“满堂罐”与“题海战”，事实上，物理知识只是学习活动的载体，教学活动更重要的是帮助学生掌握方法，与人合作，培养学生终身发展所需的品格和能力。
三、板书：
探究感应电流的产生条件
1.闭合回路的部分导体切割磁感线产生感应电流 2.闭合回路中的磁场强弱变化产生感应电流
产生感应电流的条件：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
