《探究感應電流的產生條件》的教學案例

張磊

《探究感應電流的產生條件》是高中物理新課程（選修3-2）第四章第二節的內容，是電磁學的核心內容之一，在整個高中物理中占有相當重要的地位。本節內容揭示了磁和電的內在聯系，通過探究實驗的方法歸納出了“磁生電”的規律，在教材中起到了承前啟后的作用，是學生今后學習法拉第電磁感應定律、楞次定律和交變電流產生的基礎。

在教材的編排上本節先從初中知識點閉合電路的部分導線切割磁感線產生電流入手，再設計學生探究實驗，對現象進行分析歸納，最后總結出產生感應電流的條件，這樣的編排符合學生的認知規律。

教材中對法拉第堅信磁能生電，并歷經十年的不懈努力，最后終于發現電磁感應規律的物理學史料的介紹，是一個很好的德育切入點，同時也體現了教材對學生人文思想和科學精神的熏陶。

學生對閉合電路的部分導線切割磁感線能產生電流，在初中已有一定的認識，但在空間想象、問題本質的分析等方面還較為薄弱。因此，在教學中從學生的已有知識出發，通過學生自主學習、探究實驗、產生問題、協作交流等學習方法，從而得出產生感應電流的條件。

一、教學目標

物理觀念：知道感應電流的產生條件，能判斷哪些情況才可以產生感應電流。

科學思維：通過實驗分析，歸納出產生感應電流的核心條件是什么，培養合作、動手、推理和綜合的能力。

科學探究：通過操作實驗，得到實驗數據（實驗現象）；通過實驗探究感應電流的產生條件。

科學態度與責任：培養學生仔細觀察、認真思考、積極參與、勇于探索的精神。

二、學情分析

學生在前面所學習的知識上對本節內容也有所了解，這就是他們渴望新的知識點的學習基礎。教師要注重培養學生自主學習能力，因為本節課是一節很好的實踐課。由于學生對知識的渴望，對自己的突破，教師可以通過實驗觀察情境激趣、問題激思、實驗探究激成、探究合作式學習、學生自主學習的方式教學，在教學中教師可以提示，引導學生突破難點。如在教學中我們可以實驗引入展示趣味實驗——“隔空取電”， 通過實驗觀察情境激趣。

三、史料介紹——介紹法拉第“磁生電”的思想

由初中實驗演示閉合電路部分導線切割磁感線產生電流我們可以回憶舊知，教師實驗探究激發學生思考。不斷拋出問題，利用問題激思：是不是只有切割才能產生電流呢，在切割的背后隱藏著什么更本質的原因呢？怎么探究感應電流產生的原因呢？引導學生尋找方法，設計探究方案。再如：感應電流的產生可能和什么有關呢？磁場與導體相對運動時會產生感應電流，感應電流是因為磁場與導體的相對運動產生的嗎？讓線圈處在一個變化的磁場中，同時這個變化的磁場相對于線圈還是靜止的，我們再來觀察閉合電路中有沒有感應電流，如果有說明什么，沒有說明什么？什么樣的磁體相對于線圈靜止卻還能在線圈中產生一個變化的磁場呢？與是否發生相對運動有沒有關系？感應電流的產生還與哪些因素有關呢？從線圈本身入手，對一個確定的線圈我們還可以改變它的哪些因素呢？磁場也不變，面積也不變，可以改變什么呢？哪個物理量可以把這三個方面的因素全都概括進去？共同總結感應電流的產生條件：1. 閉合回路；2.穿過回路的磁通量發生變化。教師演示實驗：小燈放在箱子上時，小燈亮，有了感應電流，為什么可以產生感應電流？分析實驗發現一部分導體切割磁感線可以產生感應電流。

四、探究實踐

搖“繩”能發電嗎？通過實驗巧妙地設置懸念，還能激發學生的學習興趣。讓學生了解物理學中的“對稱”思想，感受法拉第持之以恒的科學探索精神。

五、問題激思

感應電流的產生可能和相對運動有關，也可能與磁場的變化有關，學生探究，小組討論、歸納，發現感應電流的產生與相對運動無關，電流的產生與磁場的變化有關。

學生探究電磁鐵，小組討論、歸納，成果交流。通過前兩個實驗得出感應電流的產生應與線圈中磁場的變化有關，與面積、角度、磁通量有關。總結概括結論：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。引導學生思考閉合線圈的面積發生了變化，猜測能否發電。

通過師生交流明確磁通量的變化由三個因素共同決定，為下面的學習作好鋪墊。問題激思使學生產生疑問，又想知道其中的奧秘，從而讓學生帶著問題順利地走進課堂且可對學生進行思想上的熏陶。使學生在已有的知識上，產生新的疑問為新知識的形成奠定基礎，符合科學探究的一般方法。通過該探究實驗，產生新的疑問，使學生做新的探究尋求真理，在探究中猜想、假設。針對以上的猜想再設計實驗，再驗證。設計實驗需要教師必要的引導，要有的放矢。滲透物理學常用的解決問題的科學方法，學生在經歷中感悟，提高學生的科學素質，養成科學嚴謹的實驗態度。

同時要注意啟發引導學生，找到產生感應電流的其他兩個因素，讓他們積極開動腦筋，認真分析，培養學生綜合分析、交流協作等能力，體現情感、態度、價值觀這一教學目標，使結論的得出水到渠成。

通過師生的互動，揭示引課實驗的奧秘，呼應本課的開頭。通過該探究過程及在教師指導下的討論歸納，得出結論，形成新的知識，成功解釋實驗現象，同時又把實驗1也納入該知識點，順利解決問題，讓學生體會到成功的喜悅、探究的樂趣。體現了科學研究的一般歷程：猜想→實驗總結激理，遷移激理：探究→理論→應用。從物理走向社會，結合生活實際闡明了知識在實際中的應用。

通過本節的學習，學生知道了產生感應電流的條件是什么，也從實驗實踐中學習到了合作的重要性，我覺得這是一節成功的課。不僅學到了知識而且還對科學的進步有所理解，明白了社會的進步發展需要更多人才，我們要不斷思考、提升、突破，這才是科學所需要的人才。