高中物理探究感應電流的條件教學設計.doc

高中物理探究感應電流的條件教學設計 教學設計探究感應電流的產生條件 一、設計思想 1、圍繞實驗設計、實驗操作與實驗結論分析歸納三個環(huán)節(jié)引導學生展開探究過程。 通過小組討論、動手實驗、現(xiàn)象展示和結論分析等一系列活動激發(fā)學生主動參與的積極性和學習的熱情。 教師根據知識發(fā)生、發(fā)展與變化的過程通過穿針引線的方式積極引導學生進行探索性學習，努力激發(fā)學生學習的興趣，培養(yǎng)學生探究發(fā)現(xiàn)和合作學習的能力。 2、采用“問題討論實驗歸納”的探究性教學模式，使學生在獲得知識的同時，學會科學研究的方法，經歷伴隨著探究活動的深入而產生的情感體驗。 二、教材分析電磁感應現(xiàn)象是電磁感應中的重要一節(jié)。 這一節(jié)教學內容較多，其中磁通量的變化又是后繼課程法拉第電磁感應定律，楞次定律等的基礎，所以教學內容安排為兩塊第一塊為通過實驗，產生認知沖突，猜想感應電流的條件；第二塊為設計實驗來探究感應電流的條件和分析歸納實驗的結論。 在第二塊中教材要求運用磁通量的變化的概念來描述電磁感應現(xiàn)象產生的條件，這也是后繼學習的基礎，同時要求學生做好分組實驗，為自己的探究提供豐富的感性材料，幫助學生完善概念，掌握規(guī)律。 三、學情分析學生在初中的學習中，已經初步樹立了磁能生電的觀念，而且知道了閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就產生電流。 這是認識電磁感應現(xiàn)象的第一階段。 如何讓學生通過本節(jié)課的學習進一步認識到不切割也能產生感應電流，上升到更為本質的認識上去，這是急待解決的問題。 磁通量的概念在磁場中已經學過，但為什么要引入這個物理量，以及這個物理量與電磁感應的聯(lián)系學生不清楚。 四、教學目標 （1）知識與能力能夠知道本探究實驗所需的實驗器材，對實驗電路和步驟進行設計，使磁鐵運動形式和電流變化的方式并使相對完整，知道感應電流的產生條件。 （2）過程與方法能分組進行實驗操作，會觀察并記錄實驗結果。 能夠對實驗結果進行分析與歸納，從中尋找產生感應電流的條件。 （3）情感態(tài)度與價值觀讓學生經歷自主探究、合作學習的情感體驗。 五、重點難點本節(jié)教學內容的重點是實驗方案的設計與實施，難點是通過對實驗現(xiàn)象的分析得出感應電流的產生條件。 六、教學策略與手段教師在本節(jié)課的授課中難以駕馭的是如何引導學生進行積極地思考，使學生既能發(fā)揮創(chuàng)造性思維，也能夠圍繞本節(jié)的重點把探究活動深入下去。 因此，本教學設計中，采用學生分組實驗的方法。 在教師適當的引導下，通過學生自主探究和合作學習的方式展開教學過程，努力使學生在經歷探究的過程中，增強問題研究的意識，提高分析問題和解決問題的能力。 七、課前準備 1、學生分組實驗器材的準備（準備20組實驗）條形磁鐵，靈敏電流計，線圈（粗、細各一個），干電池，開關，滑動變阻器，導線若干。 2、教師輔助教學資料電磁爐，長導線和220V，40W燈泡；教學用變壓器，小線圈和小燈泡；變壓器線圈，亥姆霍茲線圈，靈敏電流計，PPT課件，視頻。 八、教學過程（一）課題的引入師我直接把一圈導線與燈泡連接，怎樣才能讓燈泡亮起來？學生?師不接電源是否也能亮起來？學生?（實驗演示）通過電磁爐點亮燈泡師引發(fā)學生的思考，燈泡亮起來，說明有感應電流產生，那我們今天就來探究感應電流產生的條件。 （二）實驗方案的設計與選擇師請學生回答前置作業(yè)中的問題1，通過初中的學習，你認為電路中產生感應電流的條件是什么？學生?師如圖所示的勻強磁場中有一個矩形閉合導線框。 你認為在下列幾種情況下，線框中是否產生感應電流？ （1）保持線框平面始終與磁感線垂直，線框在磁場中上下運動（圖甲）； （2）保持線框平面始終與磁感線垂直，線框在磁場中左右運動（圖乙）； （3）線框繞軸線AB轉動（圖丙）。 學生?（演示實驗）驗證自己的猜想是否正確，意識到為什么切割卻沒有感應電流，產生認知沖突，帶著疑問進行討論，解釋實驗現(xiàn)象，猜測產生條件和設計方案進行探究。 師 (1)為什么切割磁感線，卻沒有感應電流? (2)設計怎樣的實驗來研究產生感應電流的條件?在學生自學完成前置任務的基礎上，討論5分鐘形成小組的意見；選小組上臺展示討論結果，其他小組補充學生可能出現(xiàn)的設計方案師這樣設計的理由，如何操作？學生?（三）實驗操作與相關現(xiàn)象的記錄按照討論的實驗方案和步驟進行實驗，并記錄實驗結果1向線圈中插入磁鐵,或把磁鐵從線圈中抽出，探究磁鐵插入或抽出快慢與電流表示數大小的關系。 2、模仿法拉第的實驗通電線圈放入大線圈或從大線圈中拔出，或改變線圈中電流的大小（改變滑線變阻器的滑片位置），教材P7圖4.2-3，探究將小線圈從大線圈中抽出或放入快慢與電流表示數的關系。 （四）實驗現(xiàn)象的分析與歸納 1、分析論證實驗一磁場強度不發(fā)生變化，但閉合線圈的面積發(fā)生變化；實驗二磁鐵插入線圈時，線圈的面積不變，但磁場由弱變強；磁鐵從線圈中抽出時，線圈的面積也不改變，磁場由強變弱；實驗三通電線圈插入大線圈時，大線圈的面積不變，但磁場由弱變強；通電線圈從大線圈中抽出時，大線圈的面積也不改變，但磁場由強變弱；當迅速移動滑線變阻器的滑片，小線圈中的電流迅速變化，電流產生的磁場也隨之而變化，而大線圈的面積不發(fā)生變化，但穿過線圈的磁場強度發(fā)生了變化。 4、2.歸納總結在幾種實驗中，有的磁感應強度沒有發(fā)生變化，面積發(fā)生了變化；而又有的線圈的面操作方法預期結果實驗現(xiàn)象操作方法預期結果實驗現(xiàn)象積沒有變化，但穿過線圈的磁感應強度發(fā)生了變化。 其共同點是穿過線圈的磁通量發(fā)生了變化。 磁通量變化的快慢與閉合回路中感應電流的大小有關。 結論只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應電流產生。 （五）結論的理解和應用1解釋開始的實驗為什么燈泡會亮起來？用線圈接交流電，通過變化的電流，產生變化的磁場，使線圈中的磁通量持續(xù)變化，點亮小燈泡。 電磁爐的作用和線圈一樣。 2播放視頻搖繩發(fā)電提出問題 （1）搖繩發(fā)電為什么能發(fā)電？學生? （2）人應該如何站位才能讓實驗現(xiàn)象明顯？解釋產生差異的原因。 學生?（六）教學流程與作業(yè)設計 1、教學流程 2、作業(yè)設計例1矩形線圈ABCD位于長直導線附近，線圈與導線在同一個平面內，你能想出幾種方法在線圈中產生感應電流？例 2、如圖，要使電