1、高中物理電磁感應現(xiàn)象教學設計【教學內容】高二物理第十六章第一節(jié)?！窘虒W過程】師：1820年4月，丹麥的物理學家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流可以產(chǎn)生磁場，（屏幕顯示奧斯特肖像）這一發(fā)現(xiàn)就像是架起一座電和磁之間的橋梁，那么這座橋梁僅僅是一個單行道嗎?沿著相反的方向能不能行得通呢?這個反過來由磁產(chǎn)生電的課題讓當時眾多的物理精英足足探索了十年之久。（屏幕顯示四位有關科學家肖像）。今天，我們就循著這些科學家的足跡來探索這個利用磁場能產(chǎn)生電流的偉大發(fā)現(xiàn)。不過對于我們同學們來說，這已經(jīng)算不上是很尖端的難題了，我們在初中就做過一個簡單實驗，（屏幕顯示：能利用磁場產(chǎn)生電流圖）我請一位同學把這個實驗給大家回顧一下，大家仔細觀

2、察。生：（介紹電路、操作，略。）師：這是我們在初中曾經(jīng)做過的實驗：閉合回路的一部分導體在磁場中做切割磁感線的運動，導體中就產(chǎn)生感應電流。導體切割磁感線可以類比收割麥子的情形，橫向進刀能割掉麥子，縱向進刀是沒有收獲的。在十年的探索中，有一位名叫科拉頓的瑞士科學家曾經(jīng)做過一次有益的嘗試：他把條形磁鐵插入線圈中，（屏幕顯示實驗）那么在磁鐵插入和拔出的過程中，大家判定線圈切割磁感線沒有?會不會產(chǎn)生感應電流呢?生：線圈雖然不動，但磁鐵和線圈間仍存在相對運動，線圈仍然切割磁感線，所以會產(chǎn)生電流。師：好，那么我們就看電流表做出的裁決，現(xiàn)在大家四人一組，把電路連好，自己親自驗證一下。生：（操作、交流實驗結果）

3、師：這個實驗更進一步說明，不論是導體運動，還是磁場運動，（顯示實驗二結論）只要閉合電路的一部分導體切割了磁感線，電路中就有電流產(chǎn)生。然而非常遺憾的是，最早做這個實驗的年僅23歲的科拉頓，為了消除操作過程中外界因素對電流計的影響，他就用長導線，將電流表連接到另一個房間里，他在這個房間里將磁鐵插入線圈，然后飛快地跑到另一個房間里去看電流表，那么等他跑到的時候，電流表的指針還偏轉嗎?生：不轉。（遺憾）師：所以他沒有發(fā)現(xiàn)電流的產(chǎn)生?？梢哉f科拉頓已經(jīng)扣開了發(fā)現(xiàn)電磁感應規(guī)律的大門，但由于他的失誤，卻與最后的成功失之交臂。我們暫且拋開這深深的遺憾，來繼續(xù)探索科拉頓未能探索出的規(guī)律。大家看大屏幕，（屏幕演示實

4、驗：線圈在磁場中運動）線圈與電流表組成閉合回路，現(xiàn)在我們把這個線圈，放入勻強磁場中，使它在磁場中做切割磁感線運動，那么電路中能不能產(chǎn)生電流呢?生：能。師：好，我現(xiàn)在找一位同學來給大家演示一下。（生演示）生：我現(xiàn)在先讓線圈進入磁場，大家看，進入過程有沒有電流產(chǎn)生?大家：有。生：線圈在磁場中切割有沒有電流產(chǎn)生?大家：沒有。生：我現(xiàn)在把線圈拉出磁場，看有沒有電流產(chǎn)生?大家：有。師：很好，請回。感應電流好像是跟我們做起了捉迷藏的游戲，時有時無，什么時候有呢?線圈進出磁場時都有，什么時候沒有呢?線圈在勻強磁場中平動切割時沒有，顯然，“閉合電路的一部分導體切割磁感線”這個條件在這里難以自圓其說!那么究竟還

5、隱藏著什么比“切割”更為本質，更具有普遍性的條件呢?這幾種運動情況有哪些不同之處呢?生：進出磁場時，都是一個邊切割，在磁場中運動時兩個邊切割。師：很好，你是說可能是一個邊切割會產(chǎn)生電流，兩個邊切割就不能產(chǎn)生電流了，是嗎?生：是。師：好，我現(xiàn)在讓線圈以它的兩條對邊中點的連線為軸轉動，大家看有幾個邊切割磁感線?生：有兩個邊切割。師：看情況如何呢?（師演示：產(chǎn)生了電流）師：兩個邊切割也能產(chǎn)生感應電流!生：線圈進磁場時穿過線圈的磁通量增加了，出磁場時，磁通量減少了，在磁場中運動時，磁通量是不變的。師：很好。穿過線圈的磁通量增加也產(chǎn)生電流，減少也產(chǎn)生電流，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，就能產(chǎn)生感應電

6、流。生：我認為現(xiàn)在下這個結論還過早，因為根據(jù)=BSsin，磁通量由B、S以及S與B的夾角三個因素決定，線圈進出磁場時只是驗證了S的變化，產(chǎn)生了感應電流；線圈在磁場中轉動，是角變化產(chǎn)生了感應電流，還要繼續(xù)驗證磁感應強度B發(fā)生變化，是否能產(chǎn)生電流。生：剛才做的科拉頓的那個實驗，把磁鐵插入線圈中，在插入過程中，就是線圈中磁感應強度B發(fā)生變化，產(chǎn)生了感應電流。師：好，請坐，大家想想，是不是這樣?生：是。師：那么我們在初中所做的產(chǎn)生感應電流的實驗又該如何解釋呢?生：導體在磁場運動，是因為回路在磁場中的面積發(fā)生了變化而導致了磁通量的變化，從而產(chǎn)生了感應電流。師：很好，由此看來，（屏幕顯示實驗三結論）把“穿

7、過閉合電路的磁通量發(fā)生變化”作為產(chǎn)生感應電流的條件比這種“切割磁感線”作為條件更具有普遍性。但是在我們剛才的幾個實驗里，可還都要切割磁感線呀!難道“切割磁感線”是產(chǎn)生感應電流的必要條件嗎?現(xiàn)在大家就來動手設計一個實驗，（屏幕顯示）實驗四（學生設計實驗）實驗器材：電源、電鍵、電流表、滑線變阻器、大線圈、小線圈、幾個條形鐵芯、導線。目的要求：使用不切割磁感線的方法產(chǎn)生感應電流。如何選用儀器，來實現(xiàn)這樣一個要求?現(xiàn)在大家分組進行，交流時，每組選派一個代表，要說明實驗原理，開始吧!師：大家基本上都完成了自己的設計，現(xiàn)在我們來交流一下。（第一組）生：（投影）我們組是把電源與滑動變阻器、小線圈、電鍵串聯(lián)起

8、來，把大線圈與電流表串聯(lián)起來，把小線圈放在大線圈旁邊，然后，合上電鍵和斷開電鍵的瞬間，大線圈中都產(chǎn)生電流。原因是，當合上電鍵時，小線圈中的電流是由無到有；斷開電鍵時，小線圈中的電流是從有到無。小線圈中的電流的變化引起穿過大線圈的磁通量發(fā)生變化，所以會產(chǎn)生電流。（第二組）生：我們的電路與他們組相同，我們是把小線圈放在大線圈內部，閉合電鍵，改變變阻器阻值，大線圈里就有電流產(chǎn)生。原因是，當電阻改變時，小線圈里電流就發(fā)生變化，從而引起穿過大線圈的磁通量發(fā)生變化，所以大線圈中會有電流產(chǎn)生。把小線圈放在大線圈旁邊，電流表指針偏轉并不明顯，我們認為還應該把小線圈放在大線圈內部。（第三組）生：我們組也是把小線

9、圈放在大線圈旁邊，但我們把鐵芯分別插入小線圈和大線圈中，再用一個鐵芯把兩個線圈中的鐵芯連起來，因為鐵芯是磁場的最好通路，效果比第一組明顯得多。師：同學們都做得很好，雖然設計方案不同，但都做到了沒有讓導體切割磁感線，只讓穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，結果也產(chǎn)生了電流，從而更進一步證明：（屏幕顯示實驗四結論）不論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就有電流產(chǎn)生。這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應現(xiàn)象。1831年8月29日，是一個值得紀念的日子，英國物理學家法拉第做了一個與此類似的實驗，從而給這項持續(xù)了十年之久的探索畫上了一個圓滿的句號。在他發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象之后僅兩個月，就根據(jù)電磁感應原理，制成了世界上第一臺發(fā)電機，從而使人類由蒸汽時代跨入了電氣時代，由此拉開了第二次工業(yè)革命的序幕，法拉第這個響亮的名字也永遠銘記在人們心中。他那十年磨一劍的精神一直激勵著一批又一批青年學子，當然也激勵著我們每一位。但愿在不久的將來，世界上又一個法拉第就誕生在你們中間。這節(jié)課我們就討論到這里，下面大家總結一下我們這節(jié)課探索電磁感應的過程以及你的主要收獲。生：（學生總結，略。）師：這節(jié)課的探索過程請看大屏幕。（老師總結，略。）最后留給大家一個課外作業(yè)：（屏幕顯示）使用磁場、線圈、發(fā)光管和搖把制作一臺簡易發(fā)電機，并簡要說明設計原理。點評：一、教學目標明確，教學流程清晰，學生學習