《探究感应电流的产生条件》教学设计
新密二高范俊朋
【教学目标】
1.知识与技能
(1)知道什么是电磁感应现象。
(2)会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。
(3)能根据实验事实归纳产生感应电流的条件。
(4)会运用产生感应电流的条件判断具体实例中有无感应电流。
2.过程与方法
通过实验探究,归纳概括出利用磁场产生电流的条件,培养学生的观察、操作、探究、概括能力。
3.情感、态度与价值观
(1)通过本节课的学习,渗透物理学方法的教育,通过实验观察和实验探究,培养他们严谨的科学态度。
(2)介绍法拉第不怕困难,顽强奋战十年,终于发现了电磁感应现象,感受法拉第勇于探索科学真理的科学精神。
【教学重点】通过实验观察和实验探究,理解感应电流的产生条件。
【教学难点】学生对实验现象的分析总结──磁通量的变化
【教学方法】实验观察法、分析法、实验归纳法、讲授法
【教学用具】灵敏电流计,蹄形磁铁,线框,条形磁铁,大小螺线管各一个,电源,滑动变阻器,导线,多媒体课件,学生分组实验器材,多媒体设备等
【教学过程】
(一)、引入新课
通过上节课的学习,我们认识到电与磁确实是密不可分的,奥斯特的电流磁效应实验给出了充分的证明,既然电流能够产生磁场,人们很自然地想到:利用磁场能否产生电流呢?当时英国科学家法拉第对这个课题着手进行了研究。
为此整整艰苦地探索了10年的岁月,终于在1831年8月发现了电磁感应现象,即利用磁场产生电流的现象称之为电磁感应现象,电磁感应现象中产生的电流叫感应电流。
(二)新课教学 1、实验探究
提出问题、讨论评价:设计此探究实验需要什么器材,为什么? 引导学生总结:
① 要有产生磁场的物体:如蹄形磁铁、条形磁铁、通电螺旋管等; ② 要有能够显示电流的器材,如灵敏电流计等; ③ 要有产生感应电流的装置,如导体棒、线圈等。
学生分组探究实验一:导体棒切割磁感线运动,如图2所示。
学生操作实验,记录观察结果 实验操作
指针是否偏转 导体棒水平向右运动 导体棒水平向左运动 导体棒斜向运动 导体棒竖直上下运动
学生总结:
实验一说明产生感应电流的情况是:当闭合电路的部分导体切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流
学生分组探究实验二:向线圈中插拔磁铁,如图3所示 学生操作实验,记录观察结果
学生总结: 实验二说明产生感应电流的情况是:当条形磁铁和线圈之间有相对运动使会有感应电流产生
学生分组探究实验三:模仿法拉第的实验,如图4所示。
学生操作实验,记录观察结果
磁铁的动作
表针是否摆动
磁铁的动作 表针是否摆动 N 极插入线圈 S 极插入线圈 N 极停在线圈中
S 极停在线圈中
N 极从线圈中抽出 S 极从线圈中抽出
学生总结: 实验三说明产生感应电流的情况
是:当螺线管A 中的电流发生变化时,线圈B 中会有感应电流产生 2、分析论证电磁感应的产生条件: 请学生重点从磁感应强度入手分析:
实验二:如图5所示,磁铁插入线圈时磁场由弱变强,磁铁由线圈抽出时,磁场由强变弱,即通过线圈B 的磁场强弱变化时,可以产生感应电流。
实验三:如图6所示,由于开关闭合、断开及迅速移动滑动变阻器的滑片,线圈A 中的电流迅速变化,产生的磁场也在迅速变化,又由于两个线圈套在一起,所以通过线圈B 的磁场强弱也在迅速变化,从而产生感应电流。
总结一:由实验二、三可以得出结论:当通过闭合电路的磁场强弱变化时,闭合电路中可以产生感应电流。
再看一下实验一,刚才我们总结出来的结论适用么? 不适用,因为闭合电路所在处的磁场强弱并未发生变化。
实验操作 表针是否偏转 开关闭合瞬间 开关断开瞬间
开关闭合时,滑动变阻器不动
开关闭合时,迅速移动滑动变阻器的滑片
既然磁场没有发生变化,那是由于那个量发生变化而产生的感应电流呢?为了更好的说明问题,我们画出实验一的俯视图,如图7所示。
当导体棒AB向左、右运动时,回路的那个量在变化?
当导体棒AB向左、右运动时,虽然磁场的强弱没有变化,但是导体棒切割磁感线的运动使得闭合回路包围的面积在变化。
总结二:当磁场强弱不变但闭合回路面积发生变化时,同样可以产生感应电流。
思考:对三个实验进行进一步概括,总结感应电流的产生条件?
只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,闭合导体回路就有感应电流。
温故而知新:回顾选修3-1 第三章第三节,说出有关磁通量的知识
【课堂小结】
本节课我们通过实验探究,总结出了磁生电的条件:即穿过闭合回路的磁通量发生变化,在闭合回路中就产生感应电流。
其中我们对磁通量的变化应该加深理解,磁通量的变化包括B的大小方向变化,S的大小和方向的变化,还有磁场和平面间的夹角变化都可能引起回路的磁通量的变化,从而使回路产生感应电流。
【课堂作业】:课本P7-P8“问题与练习”1、3、4题。
【课后作业】:课本P8-P9“问题与练习”5、6、7题以及导学案。