《探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件》教學(xué)設(shè)計(jì)

董霄夢

關(guān)鍵詞：高中物理；教學(xué)設(shè)計(jì)；合作探究；歸納法

中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1009-010X（2018）14-0050-03

一、教學(xué)設(shè)計(jì)

《探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件》本節(jié)采用“設(shè)疑激趣、互做互動(dòng)、合作探究、歸納總結(jié)”的教學(xué)方法，即通過課堂魔術(shù)“神奇的筆筒”引入，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，然后讓學(xué)生嘗試自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)探究問題，并在探究過程中通過合作互助領(lǐng)悟科學(xué)的探究方法，提升科學(xué)探究能力，最后探究出問題的本質(zhì)。本節(jié)應(yīng)用了以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，問題為主軸、思維為主攻的有效教學(xué)模式。

二、教學(xué)過程

【魔術(shù)導(dǎo)入】

師：我最近獲得了一個(gè)神奇的筆筒，當(dāng)我手中的兩支筆，一只紅色，一只黑色，某一只插入筆筒時(shí)，它就會(huì)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(xué)想要來試一試？

一個(gè)學(xué)生上臺(tái)試驗(yàn)，教師蹲在講臺(tái)下面，看著與筆筒相連的靈敏電流計(jì)，準(zhǔn)確猜出學(xué)生放入的是筆的哪一頭。在學(xué)生的驚訝聲中，教師拆掉了筆筒，露出了線圈和電流計(jì)。

師：大家猜測我的筆里面有什么？

生：磁鐵？

師：對的，那判斷依據(jù)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(jì)的偏轉(zhuǎn)角度不同。

總結(jié)：電流計(jì)偏轉(zhuǎn)證明電路中有電流，但卻沒有外加電源，這個(gè)電流是怎么產(chǎn)生的呢？（引導(dǎo)學(xué)生回憶之前所學(xué)的相關(guān)知識(shí)）其實(shí)這就是法拉第探尋十年之久的感應(yīng)電流，這個(gè)現(xiàn)象就叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象，也就是磁生電。我們本節(jié)課的任務(wù)就是要探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。

【實(shí)驗(yàn)一：磁鐵插入線圈】

現(xiàn)在學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，用手邊的器材連接電路，并模擬教師剛才的實(shí)驗(yàn)，看是否也會(huì)使電流計(jì)偏轉(zhuǎn)？

【設(shè)計(jì)意圖】

通過神奇筆筒引入，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并引發(fā)學(xué)生思考，同時(shí)動(dòng)手模擬，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理的神奇也可以自己動(dòng)手體驗(yàn)。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教師巡視并進(jìn)行點(diǎn)撥。

問題一：為使電流計(jì)偏轉(zhuǎn)你是如何操作的？有什么現(xiàn)象？

生：磁鐵插入和拔出時(shí)有感應(yīng)電流，靜止不動(dòng)時(shí)沒有。

問題二：大家猜測產(chǎn)生感應(yīng)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(yùn)動(dòng)。

?。捍磐孔兓?。

【實(shí)驗(yàn)二：模擬法拉第的實(shí)驗(yàn)】

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(yīng)電流？

學(xué)生分組討論，想到用通電螺線管代替磁鐵，用滑動(dòng)變阻器改變電流的大小。

分組實(shí)驗(yàn)并提醒開關(guān)開始時(shí)要斷開。

問題一：你是如何操作的？

問題二：你觀察到了什么現(xiàn)象？

問題三：你能試著解釋原因嗎？

做實(shí)驗(yàn)成功的小組代表發(fā)言。

【設(shè)計(jì)意圖】

鍛煉學(xué)生的語言組織能力，小組協(xié)作能力。并通過現(xiàn)象對比分析，使學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)規(guī)律。

師：根據(jù)剛才的現(xiàn)象，前面的猜想哪些是不正確的？

生：切割和相對運(yùn)動(dòng)。

剛才我們通過開關(guān)的通斷，看到不切割磁感線也可以產(chǎn)生感應(yīng)電流。由于對初中時(shí)期切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流這個(gè)觀念根深蒂固，因此把我們的認(rèn)識(shí)帶入了歧途。那么切割磁感線一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎？

【實(shí)驗(yàn)三：線圈切割磁感線實(shí)驗(yàn)】

師：我們再來看一下講臺(tái)上的這個(gè)儀器，兩塊強(qiáng)磁鐵的中間部分可以看作是勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)用一個(gè)線框在磁場中運(yùn)動(dòng)，大家猜猜看什么情況下會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流呢？

教師演示，并提醒大家認(rèn)真觀察是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生，然后學(xué)生總結(jié)。

生：在磁場中左右平動(dòng)，上下切割都沒有感應(yīng)電流，但進(jìn)出磁場時(shí)有感應(yīng)電流。

師：可見切割并不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。那什么樣的切割才可以產(chǎn)生感應(yīng)電流呢？

生：磁感線條數(shù)發(fā)生變化。（磁通量發(fā)生變化）師：所以前面猜想磁場變化的也可以否定啦。現(xiàn)在我們基本上已經(jīng)得到了感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件，那么我們用什么方法得出這個(gè)結(jié)論的呢？

生：歸納法。

師：下面請同學(xué)用準(zhǔn)確的語言說出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是？

（抓住關(guān)鍵詞：閉合回路，磁通量變化或者磁感線條數(shù)變化）

【結(jié)論】

只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。

師：磁通量的變化是哪些物理量的變化？

生：磁感應(yīng)強(qiáng)度變化或者閉合回路的面積發(fā)生變化。

回顧之前的三個(gè)實(shí)驗(yàn)，并對號(hào)入座。

大家猜測：第三個(gè)實(shí)驗(yàn)中若將線圈轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生嗎？演示實(shí)驗(yàn)，然后讓學(xué)生解釋原因。

線圈中磁通量發(fā)生變化。

【課外延伸】

我們把線圈換成導(dǎo)線繩，能否“搖繩發(fā)電”？看視頻“搖繩發(fā)電”。

【設(shè)計(jì)意圖】

再一次引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并使學(xué)生學(xué)以致用。

搖繩的兩個(gè)人是南北站立還是東西站立更合適？學(xué)生討論后回答。

【回歸課堂導(dǎo)入】

大家猜猜，教師是怎么判斷筆是哪一頭插入的。經(jīng)討論總結(jié)可得出磁鐵的強(qiáng)弱不同，兩極插入效果不同的結(jié)論。

【總結(jié)】

說一說通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)你有哪些收獲。

法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象后發(fā)明了電動(dòng)機(jī)，為第二次工業(yè)革命打下了基礎(chǔ)。其實(shí)生活中很多物品都應(yīng)用了電磁感應(yīng)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(huì)學(xué)習(xí)到。

板書設(shè)計(jì)

探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件

一、感應(yīng)電流

電磁感應(yīng)現(xiàn)象

二、實(shí)驗(yàn)探究

1.磁鐵的插入實(shí)驗(yàn)

2.模仿法拉第實(shí)驗(yàn)

3.閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)

三、猜想

線圈切割磁感線

磁場變化

相對運(yùn)動(dòng)

磁通量變化

四、歸納總結(jié)

只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，閉合回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。

三、教學(xué)反思

通過本節(jié)實(shí)驗(yàn)探究課，收獲雖然很多但也有一些不足：

（一）學(xué)生的參與度提高。即能讓學(xué)生說的讓學(xué)生說，能讓學(xué)生做的讓學(xué)生做，能讓學(xué)生總結(jié)的讓學(xué)生總結(jié)。使學(xué)生通過親自實(shí)驗(yàn)，鍛煉動(dòng)手能力；通過合作探究，鍛煉思考和總結(jié)能力；通過先猜想后論證，培養(yǎng)辯證思維能力。

（二）多讓學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)活動(dòng)是平時(shí)教學(xué)中應(yīng)該嘗試的。但往往因?yàn)榻虒W(xué)進(jìn)度、習(xí)題積壓導(dǎo)致常規(guī)課堂的新授課不能好好講，同時(shí)也剝奪了學(xué)生進(jìn)行探究的機(jī)會(huì)，這是我們學(xué)生學(xué)過的知識(shí)還不會(huì)的根源。

（三）這節(jié)課的不足之處在于容量偏大，導(dǎo)致后面進(jìn)行探究總結(jié)的時(shí)間太過倉促。原因是因?yàn)榍懊鎸W(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，特別是模擬法拉第實(shí)驗(yàn)時(shí)耗時(shí)較長。還因?yàn)閷W(xué)生電學(xué)實(shí)驗(yàn)組裝電路的基礎(chǔ)不扎實(shí)，耽誤了些時(shí)間。