《電磁感應現(xiàn)象及應用》是《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》必修課程必修3模塊中“電磁場與電磁波初步”主題下的內容。課程標準要求為：通過實驗，了解電磁感應現(xiàn)象，了解產生感應電流的條件。知道電磁感應現(xiàn)象的應用及其對現(xiàn)代社會的影響。收集資料，了解手機無線充電的原理?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標準(2017年版)解讀》對課程標準的解讀為：通過實驗讓學生知道磁場變化能在閉合回路中產生電流，知道這種現(xiàn)象叫電磁感應現(xiàn)象；在實驗中讓學生了解產生感應電流的條件是閉合電路中的磁通量發(fā)生變化。通過介紹科學家對“電生磁、磁生電”的研究，體驗科學探索中思想方法的重要作用，體會物質世界的多樣性和統(tǒng)一性。讓學生通過調查、查閱資料等活動，知道電磁感應現(xiàn)象在生產生活中的廣泛應用以及對現(xiàn)代社會的影響，體驗科學知識在生活和科技中的應用，理解科學·技術·社會·環(huán)境的關系。
本節(jié)課進一步揭示了電和磁之間的聯(lián)系，為電磁感應規(guī)律的研究奠定實驗基礎和理論體系，也是學習電磁波的基礎。通過實驗觀察和實驗探究，總結感應電流的產生條件是本節(jié)課的重點。感應電流產生條件的實驗探究，理論分析，以及實驗之間的邏輯關系是本節(jié)課的難點。
學生在初中的學習中知道了閉合回路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時回路中會產生電流。學習本節(jié)內容之前，學生已經學習了磁通量的概念。知道了“電生磁”，具有了初步的電與磁相互作用、相互聯(lián)系的觀念，但是對產生電磁感應現(xiàn)象的根本原因還缺乏全面和理性的認識。高中生對未知的世界具有強烈的探究欲望，喜歡探求現(xiàn)象背后的本質原因，但是對于科學探究的理論分析能力和拓展推理能力還不成熟，需要在實踐中不斷提升。
1.學生通過實驗觀察和實驗探究，了解電磁感應現(xiàn)象，知道產生感應電流的條件是閉合電路中的磁通量發(fā)生變化，會運用感應電流的條件分析具體實例。
2.學生通過一系列遞進實驗，歸納得出產生感應電流的條件，提升“電磁相互作用”觀念。體驗科學探索的過程，提升科學探究素養(yǎng)。
3.學生通過調查、查閱資料等活動，了解電磁感應現(xiàn)象在生產、生活中的應用，認識能源開發(fā)與利用對人類生活和社會發(fā)展的影響，認識到新技術、新產品的產生和發(fā)展其實源自科學進步。
教學重點：通過實驗觀察和試探探究，總結感應電流的產生條件。
教學難點：感應電流產生條件的實驗探究、理論分析，以及幾個實驗之間的邏輯關系。
教學方法：實驗探究法、啟發(fā)式教學、多媒體輔助教學
教學用具：蹄形磁鐵、矩形線圈、示教電流表、線圈、干電池、開關、滑動變阻器、導線、改裝手搖發(fā)電機玩具，靈敏電流計、發(fā)光二極管。
§ 13.3 電磁感應現(xiàn)象及應用
磁 電

B不變 S變
閉合電路 B變 S不變 磁通量變化
S、B不變，夾角變化
本節(jié)課的設計，力求通過教師的引導和學生的探究，實現(xiàn)新課程“立德樹人”的根本目標。一方面，使學生在學習過程中，不僅能通過實驗探究得出感應電流產生的條件，體會到物理學習也是一個科學探索的過程，要在一系列的實驗與討論中領悟科學思維方法，逐步形成科學推理、質疑創(chuàng)新的科學思維。另一方面，幫助學生在“電生磁”的基礎上認識到“磁生電”，從而初步提升“電磁相互作用”觀念。通過電磁感應現(xiàn)象在實際中的應用實例的分析，認識到新技術、新產品的產生和發(fā)展其實源自科學進步，增強社會責任感，激發(fā)愛國熱情，全面發(fā)展學生物理學科核心素養(yǎng)。
本節(jié)課從實驗引入、提出問題到合作探究，歸納概括，再到分析驗證、體驗釋疑，環(huán)環(huán)相扣，循序漸進，層層遞進，學生在教師引導下，經歷科學探究的重要環(huán)節(jié)，體會科學探究的一般思路，培養(yǎng)嚴謹有序的思維，體現(xiàn)了從感性認識上升到理性認識的認知規(guī)律。
本節(jié)課學生的探究活動并不完全是開放式的，教師還是不敢大膽放手，完全由學生自主探究。對于探究過程而言，教師的引導痕跡偏多，在學生自主建構的過程中參與偏多。環(huán)節(jié)
情境
問題
教師活動
學生活動
設計意圖
學生發(fā)展
復習引入
再現(xiàn)初中實驗：閉合電路一部分導體在磁場中切割磁感線產生感應電流。
展示器材：繞在紙筒上的銅線圈，兩端與二極管相連。
能否利用磁鐵使銅線圈產生電流，使二極管發(fā)光？
1.再現(xiàn)初中利用磁場產生電流的實驗，引導學生復習舊知
2.介紹自制教具，提出問題：如何使二極管發(fā)光？
引導學生設計合理的實驗方案，并鼓勵學生親自實踐。
1.觀察、回顧初中學過的產生感應電流的條件。
2.積極思考：利用磁鐵應該能使線圈中產生電流。實驗：將磁鐵放入紙筒，手持紙筒兩端，快速沿紙筒方向晃動紙筒，看到二極管發(fā)光。
演示初中做過的實驗復習舊知，構建初、高中知識聯(lián)系。
通過鼓勵并協(xié)助學生體驗“磁生電”，增強學生的體驗，培養(yǎng)學生的知識遷移能力，激發(fā)學生的探究欲望和學習興趣。
應用已有知識嘗試讓二極管發(fā)光，體驗成功的樂趣，提升發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和知識遷移的能力，樹立創(chuàng)新意識。
激趣入境
演示實驗：閉合線圈在磁場中切割磁感線，線圈中并未產生電流。
線圈切割磁感線，為什么沒有產生感應電流？
演示實驗：閉合線圈在磁場中切割磁感線。
引導學生觀察實驗現(xiàn)象。引導學生產生認知沖突，使學生認識到并不是導體切割磁感線就一定產生感應電流。
1.觀察演示實驗并思考沒有產生感應電流的原因。是否存在斷路？產生親自進行探究的欲望。
2.在教師指導下親自實驗，仍然沒有產生電流。
通過導體切割磁感線不產生感應電流演示實驗，引發(fā)學生的認知沖突，激發(fā)學生的探究欲望。促進學生提出新的問題，培養(yǎng)學生的問題意識。
產生認知沖突，產生疑問：產生感應電流的條件到底是什么？需要對產生感應電流的現(xiàn)象深入分析。
模型建構
利用多媒體技術演示動畫：導體棒切割磁感線.
導體棒切割磁感線產生感應電流，什么發(fā)生了變化？
將真實情境抽象成物理模型，用動畫展示。引導學生觀察、思考并回答：導體棒切割磁感線，哪些物理量發(fā)生變化？
請學生回答問題。
板書：B不變，S變。
觀察動畫演示，思考問題。與同學交流自己的觀點。得到：在回路中，B不變，S變。
將實際演示實驗抽象成物理模型，分析產生感應電流條件。
將實際問題抽象成模型，提升建構模型的能力。通過觀察和思考，發(fā)現(xiàn)面積變化的事實，提升觀察能力和深入分析問題的能力。
實驗探究1
探究感應電流的產生條件
如何借助實驗器材探究導體中產生感應電流的條件？
實驗儀器：電流計、大線圈、小線圈(帶鐵芯)、開關、滑動變阻器、電源、導線等。
1. 介紹實驗器材，請學生設計實驗方案，探究感應電流的產生條件。2. 提示學生在實驗操作過程中，針對要探究的問題做好實驗記錄。3.觀察各組探究過程，給予必要的指導。4.組織學生對實驗的操作過程和分析結果進行交流討論
1.設計實驗方案.利用通電小線圈代替磁鐵連接探究實驗電路。2.以小組為單位進行實驗探究。嘗試各種能夠使大線圈中產生感應電流的操作：小線圈插入或拔出，大線圈閉合或斷開開關，移動滑動變阻器滑片。3.交流實驗結果，將實驗結果記錄在表格中。4.分析實驗數據歸納出B變，S不變。
讓學生利用提供的器材，依據實驗目的，小組合作完成實驗的設計、操作、觀察，詳細記錄由感應電流生成的操作及對應的相關物理量的變化。讓學生對實驗數據進行分析和歸納，得出結論，提升學生的科學探究素養(yǎng)。讓學生樹立合作意識，體悟科學家在科學探索中的困難與艱辛。
能靈活應用實驗器材，設計實驗方案，培養(yǎng)學生的科學探究素養(yǎng)以及合作意識，通過探究結果的總結與歸納，提升使用證據獲得物理結論的能力
實驗探究2
線圈在勻強磁場中轉動時產生感應電流
磁感應強度和線圈面積均不變，產生感應電流時，哪個物理量發(fā)生了變化？
1.演示線圈在勻強磁場中轉動產生感應電流。引導學生觀察、記錄實驗現(xiàn)象，分析思考哪些物理量發(fā)生了變化。
板書：B和S不變。B與S的夾角變化。
鼓勵學生自主歸納概括出產生感應電流的條件，并解釋線圈在位置2做微小平動時為什么沒有電流產生。
板書：磁通量變化。2.介紹法拉第歷經十年的不懈努力，發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的過程。
1.觀察線圈在勻強磁場中轉動產生感應電流的演示實驗，并實際動手操作。思考并分析出此時B和S不變。B與S的夾角變化，將結果記錄在表格中，分析表格中的實驗記錄，得出產生感應電流的條件是磁通量發(fā)生變化。
2.依據總結出的感應電流產生條件，解釋線圈在位置2做微小平動時沒有電流的原因：通過回路的磁通量沒有變化。
通過實驗，使學生進一步體會感應電流的產生條件。通過分析實驗記錄表格中的數據，得出產生感應電流的條件是通過閉合電路的磁通量發(fā)生變化
通過線圈轉動產生感應電流實驗的觀察和分析，進一步提高觀察與分析能力。通過表格中實驗記錄數據的分析，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，形成正確的結論，提升科學探究素養(yǎng)
實踐應用
展示感應電流在生產、生活及新科技中的應用。
1.手搖發(fā)電機
2.高速公路充電
1.感應電流的產生條件在實際生產生活中還有哪些應用？
2.剛才這些應用的原理是什么？
1.演示手搖發(fā)電機發(fā)電，引導學生猜想其工作原理，利用課件展示發(fā)電機內部構造和工作過程。
2.介紹我國在清潔能源發(fā)電方面的重大成就.
3.借助圖片和課件介紹相關的新科技——發(fā)電公路和手機無線充電。
1.在老師引導下，配合觀看發(fā)電機工作過程的動畫，分析手搖發(fā)電機發(fā)電的原理。通過老師的介紹，了解我國在實現(xiàn)清潔發(fā)電方面的重大成就。
2.與同學交流自己對手機無線充電的了解，猜想發(fā)電公路的設想是否科學，嘗試利用所學知識進行分析。
通過發(fā)電和輸電兩方面應用的介紹和分析討論，引領學生在具體實例中認識科學·技術·社會·環(huán)境的關系，認識新技術、新產品的產生和發(fā)展，其實其實源自科學進步，幫助學生逐漸樹立利用物理知識分析實際現(xiàn)象的意識。
通過了解發(fā)電機、無線充電等應用，了解物理學對社會進步的推動作用，以及對現(xiàn)代社會的影響，體驗科學知識在生活和科技中的運用，理解科學·技術·社會·環(huán)境的關系，養(yǎng)成節(jié)約用電、保護環(huán)境的習慣，通過了解我國在相關方面的重大科技進步，激發(fā)愛國熱情。
課堂小結
依據板書對本節(jié)課的探究過程進行歸納總結。
通過本節(jié)課，你的收獲有哪些？可以解決什么問題？
展示PPT，引導學生從知識和方法，兩個角度對北京課的學習內容進行總結，將方法系統(tǒng)化。
總結：
1.從生活中發(fā)現(xiàn)物理問題，利用身邊簡單易得的器材，結合原有的知識設計實驗，進行探究與驗證，分析實驗現(xiàn)象，歸納總結出感應電流的產生條件
2.通過多種資源了解了感應電流的產生條件在生活和生產中的應用。
引導學生從知識、方法等方面回顧本節(jié)課的學習過程，提高歸納總結能力，幫助學生體會學習既要關注學習結果，更要關注學習過程。通過自主歸納課堂內容，使學生把握知識脈絡，建立完整的知識結構。
在對自己的學習過程與收獲的審視與評價中認識到，物理學是基于人類有意識的探究而形成的對自然現(xiàn)象的描述與解釋，并需要接受實踐的檢驗。
課后延申
手搖手電筒的制作方案和家庭無線充電的科學設想。
通過查閱資料，了解電磁感應現(xiàn)象在生活中的更多應用。
布置作業(yè)：
1.利用磁生電的原理，制作手搖手電筒2.查閱資料，撰寫無線充電設計方案，與同學交流討論。
課后通過查閱資料，了解電磁感應現(xiàn)象在生產生活中的廣泛應用，以及對現(xiàn)代社會的影響。
通過動手和設計性作業(yè)，培養(yǎng)學生運用已學知識解決實際問題的能力，使學生加深對所學知識的理解，并將所學知識延伸到課外。
在實際生活中用理論指導實踐，體會物理源于生活，有學習物理的積極性。

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