“探究電磁感應產生的條件”教學設計
【教材解析】
初中物理教學中只簡單介紹了電磁感應問題，但僅限于對現象的認識和描述。但高中物理中電磁感應的教學要求很高，因為“電磁感應”的內容綜合了電場、恒定電流、磁場的相關知識，與機械力和運動、沖量動量關系、函數關系等密切相關，因此具有很強的綜合性，對培養學生的創新精神和實踐能力起著非常重要的作用。本節的教學內容為高中物理（選修3-2）第4章第2節“探究電磁感應產生的條件”，屬于電磁感應的基礎課。主要讓學生在實驗探究的基礎上，從理論的角度分析和掌握電磁感應的概念和條件，為后續教學中電磁感應規律的研究打下良好的實驗和理論基礎。
【學生情況分析】
初中階段學生雖然對電磁感應有了初步的認識，但還比較膚淺，只停留在現象層面。例如，他們知道“閉合電路中導體的一部分在磁場中運動時產生電流的現象叫電磁感應”；“發電機、麥克風等都是根據電磁感應原理工作的”等等，但對電磁感應的根本原因還缺乏全面、理性的認識。同樣，大多數學生雖然在初中階段經歷了大量的“科學探索”，但科學探索的理論分析能力和延伸推理能力還比較薄弱。這是本課教學的主要難點。
【教學策略】
從初中與高中教學的銜接來看，本節課很好地體現了由感性認知上升到理性認知的認知規律。針對學生對電磁感應的感性認知基礎薄弱，理性分析能力不強的現狀。本課教學從復習復習入手，通過“回憶—探究—分析—探索—歸納—鞏固—提問”的環節，完成教學任務，達成教學目標。
【教學目標】
1. 知識和技能
1.掌握電磁感應的概念。
2.了解產生電磁感應現象的條件。
2. 流程與方法
1.通過實驗探索過程產生感應電流的條件，培養和強化學生科學探究的基本思路和理性分析方法。
2、通過分析探索性實驗的邏輯關系，讓學生理解“從現象到本質”的實驗設計思想。
3. 情感、態度和價值觀
1、通過科學探究過程，培養學生的科學態度和科學精神。
2、通過科學進步和科技成果所帶來的生產、生活方式的改變，啟發學生具有熱愛科學、熱愛祖國的優秀品質！
【教學重點與難點】
教學重點：電磁感應的產生概念和條件。
教學難點：電磁感應的實驗探究，理性分析，實驗間的邏輯關系。
【教學方法與手段】
教學方法：實驗探究法、分析法、討論法、圖表法。
教學方式：小組實驗、演示實驗、計算機多媒體教學、PPT課件。
【教學流程】
1. 提出問題并引入主題
（一）提出問題、討論和評估
1、初中階段，我們已經初步學習和了解了電磁感應，請問：什么是電磁感應現象？
2、你知道電磁感應現象在生產生活中有哪些應用嗎？
PPT演示：我們在初中對電磁感應的理解
1、閉合電路中導體的一部分在磁場中移動時產生電流的現象叫電磁感應，由電磁感應產生的電流叫感應電流。
2、導體在磁場中產生電流的條件，是閉合電路中導體的一部分在磁場中“切割磁力線”移動。
3、發電機、麥克風、電話等都是基于電磁感應原理工作的。
4、經過10年的不懈努力，英國科學家法拉第于1831年發現了電磁感應現象。
（二）實驗演示：閉合電路中的導體一部分切割磁通線，產生感應電流。
（三）開設新課
1.內容描述：科學技術對推動社會發展發揮了巨大的作用。
電動機和發電機；磁懸浮列車；機場安全系統
射頻識別（RFID），俗稱電子標簽，在零售業中應用十分廣泛，很多人把RFID技術視為繼“互聯網”、“移動通信”之后的又一大技術趨勢。
2.引言：體驗科研過程，探索電磁感應的本質。
2.知識構建與方法梳理
（一）科學探究 I—實驗探究
當磁鐵插入、拔出或留在線圈中時，電路中是否會產生感應電流？
1、了解實驗器材并進行組裝。
2.進行實驗研究，并記錄結果。
3.實驗結果交流：展示、提問、討論。
4.擴展分析：
① 實驗2-1圖4和實驗2-2圖4之間有什么邏輯聯系？
②在圖4和2-2的實驗中，還有其他方法可以獲得感應電流嗎？
③如果“磁場”與“部分導體”不發生“相對運動”，即導體不切割磁通線，是否會發生電磁感應？
2. 科學研究Ⅱ——理論研究
1. 問題：什么是磁通量？
2. 展示與回顧
3.聯結與回歸：如果將磁通量的概念引入到上述實驗中，會有什么新的發現？
4. 討論、交流和評論。Flash動畫展示：磁通量的變化，
5、師生交流并作出假設：“磁場”與“部分導體”之間不存在“相對運動”，即導體不切割磁力線。但只要穿過閉合電路的磁通量發生變化，電路中就會產生感應電流，即發生電磁感應。
（三）科學探索三——感受法拉第的研究，為科學假設插上翅膀
教師演示圖4和圖2-3的實驗，學生觀察、記錄、分析、討論。
1、多媒體展示臺：介紹實驗設備。
2、連接實驗電路。
3、實驗演示。
4.討論與擴展：
（1）閉合開關后，在不改變滑動變阻器阻值的情況下，能否通過其他方式獲得感應電流？
（2）這個實驗能不能轉化成前兩個實驗？
5.總結。
（四）科研成果
1、電磁感應的概念：無論采用什么方式，只要通過閉合電路的磁通量發生變化，在閉合電路中就會產生感應電流，這種現象就叫做電磁感應。
2.電磁感應的條件：磁通量通過閉合電路時發生變化
3.本節三個實驗之間的邏輯關系：
3.典型話題解析與縱深拓展
【例1】結合本節實驗探索，結合磁通量的概念，談談你對“電磁感應產生的條件”的理解。
【解析】從探索性實驗的角度，有“磁場靜止，導體運動”、“導體靜止，磁場運動”、“導體和磁場都不是靜止的”三種情況；從磁通量的概念的角度，有B不變，S變化、S不變，B變化、B和S都變化三種情況。
【例二】課本P7《試一試》——理想實驗：“搖動繩子能產生電嗎？”
【解析】1、從探索性實驗的角度看，閉合電路的導體——“搖繩”在切割磁通線；從磁通量的變化來看，在“搖繩”運動過程中，B不變，S變化。可見發生了電磁感應，產生了感應電流。顯然，當兩位同學站在東西方向，快速搖動導線時，電磁感應現象更加明顯。
【延伸】電流就是能量，那“搖繩”的電能從哪里來？
【例3】教材《問題與練習》第4題（變奏）
矩形線圈ABCD位于一根長直導線附近，線圈與導線在同一平面，線圈兩邊與導線平行，下列哪種情況下線圈中會產生感應電流？
（1）在此平面內，當線圈遠離或靠近長直導線時；
（2）在此平面內，線圈沿平行于導體的方向做上下運動；
（3）當線圈以邊AB為軸旋轉時；
（4）當線圈繞AD邊旋轉時；
（5）當線圈以長直導線為軸旋轉時；
（6）當長直導線中的電流發生變化時；
（7）將矩形線圈ABCD拉成一個圓圈，中心點不變。
【解析】從引起磁通量變化的兩個因素入手：磁感應強度B和有效面積S。 答案：(1)(3)(4)(6)(7)
【例4】課本《問題與練習》第7題
如圖所示產生感應電流的條件，固定在水平面上的金屬框架CDEF處于垂直向下的均勻磁場中，金屬棒MN以速度v沿框架向右勻速運動。在t=0時，磁感應強度為B0，此時MN所處的位置剛好使MDE形成一個邊長為L的正方形。為了使MN棒中不產生感應電流，從t=0開始，磁感應強度B隨時間t應如何變化？請推導該情形下B與t的關系。
【分析】
（1）為了防止在MN棒中產生感應電流，必須保證閉合電路的磁通不變；
（2）磁通Ф0=Фt=Ｂ0Ｓ0=Ｂ0L２；
（3）當金屬棒MN以速度v沿框架向右勻速運動時，矩形區域MDEN的面積為：S=L（L+vt）；
（4）由于S隨時間增加，由此可知B隨時間減小；
（5）Ф0 = B0S0 = B0L2 = Фt = BS = ＢL（L + vt）；因此，B = B0L /（L + vt）
4. 課程總結及提問
1、三個探索性實驗及其邏輯關系。
2.電磁感應的概念及其產生的條件。
3.科學探究的合理性和連續性（先前知識與后續知識之間的邏輯關系）。
問題：閉合電路中如果有電源，就會有電流產生；閉合電路中如果有磁通的變化網校頭條，就會有電流產生。從這兩句話中我們可以得到什么啟示呢？！
這正是我們接下來要學習的內容。
5. 家庭作業
1.問題與練習：問題3和問題6；
2.閱讀最后兩節；
3.試著回答本課所提出的問題。
