《探究感應電流產生的條件》教學設計

董霄夢

關鍵詞：高中物理；教學設計；合作探究；歸納法

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B 文章編號：1009-010X（2018）14-0050-03

一、教學設計

《探究感應電流產生的條件》本節采用“設疑激趣、互做互動、合作探究、歸納總結”的教學方法，即通過課堂魔術“神奇的筆筒”引入，激發學生的探究興趣，然后讓學生嘗試自己動手實驗探究問題，并在探究過程中通過合作互助領悟科學的探究方法，提升科學探究能力，最后探究出問題的本質。本節應用了以學生為主體，教師為主導，問題為主軸、思維為主攻的有效教學模式。

二、教學過程

【魔術導入】

師：我最近獲得了一個神奇的筆筒，當我手中的兩支筆，一只紅色，一只黑色，某一只插入筆筒時，它就會輕輕地告訴我放入的是哪一種顏色的，哪一頭放入的，你相信嗎？有沒有同學想要來試一試？

一個學生上臺試驗，教師蹲在講臺下面，看著與筆筒相連的靈敏電流計，準確猜出學生放入的是筆的哪一頭。在學生的驚訝聲中，教師拆掉了筆筒，露出了線圈和電流計。

師：大家猜測我的筆里面有什么？

生：磁鐵？

師：對的，那判斷依據是什么呢？

再次演示把紅筆的磁鐵和黑筆的磁鐵插入可看到電流計的偏轉角度不同。

總結：電流計偏轉證明電路中有電流，但卻沒有外加電源，這個電流是怎么產生的呢？（引導學生回憶之前所學的相關知識）其實這就是法拉第探尋十年之久的感應電流，這個現象就叫電磁感應現象，也就是磁生電。我們本節課的任務就是要探究感應電流的產生條件。

【實驗一：磁鐵插入線圈】

現在學生進行分組實驗，用手邊的器材連接電路，并模擬教師剛才的實驗，看是否也會使電流計偏轉？

【設計意圖】

通過神奇筆筒引入，調動學生的學習興趣，并引發學生思考，同時動手模擬，使學生發現物理的神奇也可以自己動手體驗。

學生實驗，教師巡視并進行點撥。

問題一：為使電流計偏轉你是如何操作的？有什么現象？

生：磁鐵插入和拔出時有感應電流，靜止不動時沒有。

問題二：大家猜測產生感應電流的條件是什么？

甲：線圈切割磁感線。

乙：磁場變化。

丙：相對運動。

丁：磁通量變化。

【實驗二：模擬法拉第的實驗】

師：帶著剛才的猜想我們把磁鐵拿走，用桌上的儀器看能否再次獲得感應電流？

學生分組討論，想到用通電螺線管代替磁鐵，用滑動變阻器改變電流的大小。

分組實驗并提醒開關開始時要斷開。

問題一：你是如何操作的？

問題二：你觀察到了什么現象？

問題三：你能試著解釋原因嗎？

做實驗成功的小組代表發言。

【設計意圖】

鍛煉學生的語言組織能力，小組協作能力。并通過現象對比分析，使學生自己發現規律。

師：根據剛才的現象，前面的猜想哪些是不正確的？

生：切割和相對運動。

剛才我們通過開關的通斷，看到不切割磁感線也可以產生感應電流。由于對初中時期切割磁感線產生感應電流這個觀念根深蒂固，因此把我們的認識帶入了歧途。那么切割磁感線一定會產生感應電流嗎？

【實驗三：線圈切割磁感線實驗】

師：我們再來看一下講臺上的這個儀器，兩塊強磁鐵的中間部分可以看作是勻強磁場。現用一個線框在磁場中運動，大家猜猜看什么情況下會產生感應電流呢？

教師演示，并提醒大家認真觀察是否有感應電流產生，然后學生總結。

生：在磁場中左右平動，上下切割都沒有感應電流，但進出磁場時有感應電流。

師：可見切割并不是產生感應電流的條件。那什么樣的切割才可以產生感應電流呢？

生：磁感線條數發生變化。（磁通量發生變化）師：所以前面猜想磁場變化的也可以否定啦。現在我們基本上已經得到了感應電流的產生條件，那么我們用什么方法得出這個結論的呢？

生：歸納法。

師：下面請同學用準確的語言說出產生感應電流的條件是？

（抓住關鍵詞：閉合回路，磁通量變化或者磁感線條數變化）

【結論】

只要穿過閉合回路的磁通量發生變化，閉合回路中就會產生感應電流。

師：磁通量的變化是哪些物理量的變化？

生：磁感應強度變化或者閉合回路的面積發生變化。

回顧之前的三個實驗，并對號入座。

大家猜測：第三個實驗中若將線圈轉動會有感應電流產生嗎？演示實驗，然后讓學生解釋原因。

線圈中磁通量發生變化。

【課外延伸】

我們把線圈換成導線繩，能否“搖繩發電”？看視頻“搖繩發電”。

【設計意圖】

再一次引發學生的學習興趣，并使學生學以致用。

搖繩的兩個人是南北站立還是東西站立更合適？學生討論后回答。

【回歸課堂導入】

大家猜猜，教師是怎么判斷筆是哪一頭插入的。經討論總結可得出磁鐵的強弱不同，兩極插入效果不同的結論。

【總結】

說一說通過這節課的學習你有哪些收獲。

法拉第發現了電磁感應現象后發明了電動機，為第二次工業革命打下了基礎。其實生活中很多物品都應用了電磁感應原理，比如電子吉他、磁卡、金屬探測器等等，這些今后我們都會學習到。

板書設計

探究感應電流產生的條件

一、感應電流

電磁感應現象

二、實驗探究

1.磁鐵的插入實驗

2.模仿法拉第實驗

3.閉合電路的部分導體在磁場中運動

三、猜想

線圈切割磁感線

磁場變化

相對運動

磁通量變化

四、歸納總結

只要穿過閉合回路的磁通量發生變化，閉合回路中就有感應電流產生。

三、教學反思

通過本節實驗探究課，收獲雖然很多但也有一些不足：

（一）學生的參與度提高。即能讓學生說的讓學生說，能讓學生做的讓學生做，能讓學生總結的讓學生總結。使學生通過親自實驗，鍛煉動手能力；通過合作探究，鍛煉思考和總結能力；通過先猜想后論證，培養辯證思維能力。

（二）多讓學生進行設計活動是平時教學中應該嘗試的。但往往因為教學進度、習題積壓導致常規課堂的新授課不能好好講，同時也剝奪了學生進行探究的機會，這是我們學生學過的知識還不會的根源。

（三）這節課的不足之處在于容量偏大，導致后面進行探究總結的時間太過倉促。原因是因為前面學生動手實驗，特別是模擬法拉第實驗時耗時較長。還因為學生電學實驗組裝電路的基礎不扎實，耽誤了些時間。