第1节 磁生电的探索

《磁生电的探索》教案设计海南华侨中学陳业勇一、教案背景1、学科：物理选修3-22、课时：1课时3、学生课前准备二、教学课题《磁生电的探索》本节课通过实验探究从而发现“磁生电”中感应电流的产生条件----“闭合回路中磁通量发生变化”这一“深藏不露”的共性。

通过本节课的学习使学生体悟到：在磁生电的发现过程，具有闪光思维的法拉第在做出伟大发现的过程中也受着历史局限性的束缚。

科学家是伟大的，但并不是高不可攀的，他们的经历告诉了我们成功的经验，也告诉了我们不成功的经验；既告诉了我们成熟的想法，也告诉了我们不成熟的想法。

在我们也经历了同样的探索过程之后，会引起这样一种信念：如果自己有这样的机会，也会成为一个发现者。

三、教材分析《磁生电的探索》是高中物理新课程（选修3-2）第一章第一节的内容，是电磁学的核心内容之一，在高中物理中占有非常重要的地位。

教材内容分析：本节内容揭示了电和磁的内在联系，通过实验探究验证了“磁生电”并归纳出磁生电的条件，在教材中起到了承前启后的作用，是学生今后学习法拉第电磁感应定律、楞次定律和交变电流产生的基础。

本节教学目标1．知识和技能（1）知道什么是电磁感应现象。

（2）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．过程和方法（1）体会科学探索的过程特征，领悟科学思维方法。

（2）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、态度和价值观（1）通过本节课的学习，激发学生的求知欲望，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。

（3）通过对物理学中简洁美的介绍赏析，培养学生欣赏物理学中美的情怀。

本节教学重点分析①学生实验探究的过程。

②对产生感应电流条件的归纳总结。

本节教学难点①教师对学生探究式学习的操控。

②学生对实验现象的分析总结──磁通量的变化四、教学方法1、教师创设物理情景，引导学生大胆猜测、设计实验；认真观察、积极思维。

物理选修3-2知识点归纳(鲁科版)第一章 电磁感应 第1节 磁生电的探索1.电磁感应：只要闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生电流。

国磁通量变化而产生电流的现象叫做电磁感应，所产生的电流叫做感应的电流。

第2节 感应电动势与电磁感应定律1.感应电动势：电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。

电路中感应电动势的大小与电路中磁通量变化的快慢有关。

2.法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量变化率成正比。

tkE ∆∆Φ=，k 为比例常数。

在国际单位制中，感应电动势E 的单位是V ，Φ的单位是Wb ，t 的单位是s ， 1=k ， 上式可以化简为t E ∆∆Φ=。

n 匝线圈的感应电动势大小为：tn E ∆∆Φ=。

磁通量的变化量仅由导线切割磁感线引起时，感应电动势的公式还可以写成：Blv E =。

第3节 电磁感应定律的应用1.涡流：将整块金属放在变化的磁场中，穿过金属块的磁通量发生变化，金属块内部就产生感应电流。

这种电流在金属块内部形成闭合回路，就像旋涡一样，我们把这种感应电流叫做涡电流(eddy current)，简称涡流。

如图所示，把绝缘导线绕在块状铁芯上，当交变电流通过导线时，铁芯中会产生图中虚线所示的涡流。

在以上实验中，小铁锅的电阻很小，穿过铁锅的磁通量变比时产生的涡流较大，足以使水温升高；而玻璃杯是绝缘体，电阻很大，不产生涡流。

2.电磁炉：电磁炉的工作原理与涡流有关。

如图所示，当50 Hz 的交流电流入电磁炉时，经过整流变为直流电，再使其变为高频电流(20～50 kHz)进入炉内的线圈。

由于电流的变化频率较高，通过铁质锅底的磁通量变化率较大，根据电磁感应定律t E ∆∆Φ=/可知，产生的感应电动势也较大；铁质锅底是整块导体，电阻很小，所以在锅底能产生很强的涡电流，使锅底迅速发热，进而加热锅内的食物。

（1）与煤气灶、电饭锅等炊具相比，电磁炉具有很多优点：电磁炉利用涡流使锅直接发热，减少了能量传递的中间环节，能大大提高热效率；电磁炉使用时无烟火，无毒气、废气；电磁炉只对铁质锅具加热，炉体本身不发热……由于以上种种优点，电磁炉深受消费者的喜爱，被称为“绿色炉具”。

鲁科版高中物理选修3-2第一章电磁感应第一节磁生电的探索（教案）教师：沈雄斌福建省东山县第二中学一、教材与学情分析1、教材分析本节课是高中物理选修3-2的开篇，在电磁学的学习过程起着承上启下的作用，在电磁感应现象认知中具有极其重要的地位。

本节的主要内容可以总结为两大部分：1、磁生电的探索历程：本部分的目的在于通地过简述若干科学家在磁生电探索过程中的贡献，让学生感受科学发现过程的态度与精神，并从中得到启发。

2、探究感应电流产生的条件：实验探究是学生发现和验证物理规律，理解物理知识极为重要的途径，本部分教材上安排三个实验要求老师引导学生进行自主探究，要充分体现学生的合作意识和交流能力。

2、学情分析（1）学生已经清楚电能够生磁，并能判断通电导线周围的磁场分布；了解什么是磁通量；（2）知道电路中要有电流，电路必须是闭合回路；（3）在初中，学生对闭合电路的部分导线切割磁感线能产生电流已有一定的认识，但在空间想象、问题本质的分析等方面还较为薄弱。

（4）能较熟练的使用互联网搜索引擎，有通过互联网查找相关知识的经验。

二、教学目标与重难点分析（一）三维教学目标1、知识与技能（1）了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。

（2）知道电磁感应、感应电流的定义。

（3）通过实验与探究知道产生感应电流的条件；2、过程与方法：（1）利用互联网搜索，收集科学家在磁生电探索中的成与败，感悟科学发现的过程，并与同学分亨交流；（2）通过科学探究，认识科学发现的一般过程（提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结）；并能通过交流得到感应电流的产生条件。

3、情感、态度与价值观（1）领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。

（2）学会通过实验探究、分析现象、团结协作、讨论交流的途径来解决问题。

（二）重点与难点重点：感应电流产生的条件；难点：总结出感应电流产生的条件。

三、教学设计以新课程理论为指导思想，以充分发挥学生在教学过程中的主体地位为依托，尊重学生的认知规律，发挥老师的引导作用，以互联网为教学辅助工具，科学实验探究为认知手段，互动交流讨论为学习方式来设计本节课的教学过程。

第一节磁生电的探索三维目标（1）知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史；（2）知道电磁感应、感应电流的定义。

（3）知道产生感应电流的条件；（4）会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。

教学重点：知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。

领悟科学探究的方法和艰难历程。

培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。

教学难点：领悟科学探究的方法和艰难历程。

培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。

教学过程：一、电磁感应的探索历程1、奥斯特梦圆“电生磁”------电流的磁效应2、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象二、科学探究――感应电流产生的条件1、磁通量（1）定义：公式：φ= 单位：符号：（2）推导：B=φ/S，磁感应强度又叫磁通密度，用Wb/ m2表示B的单位；计算：当B与S垂直时，或当B与S不垂直时，φ的计算。

2、初中知识回顾：当闭合电路的一部分做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，叫做电磁感应现象。

3、实验探究实验1：闭合电路的部分导线在匀强磁场中切割磁感线，教材P6图4.2-1探究导线运动快慢与电流表示数大小的关系。

实验2：向线圈中插入磁铁,或把磁铁从线圈中抽出，教材P6图4.2-2探究磁铁插入或抽出快慢与电流表示数大小的关系。

实验3：通电线圈放入大线圈或从大线圈中拔出，或改变线圈中电流的大小（改变滑线变阻器的滑片位置），教材P7图4.2-3，探究将小线圈从大线圈中抽出或放入快慢与电流表示数的关系。

4、分析论证：实验1：：磁场强度不发生变化，但闭合线圈的面积发生变化；实验2：①磁铁插入线圈时，线圈的面积不变，但磁场由弱变强；②磁铁从线圈中抽出时，线圈的面积也不改变，磁场由强变弱；实验3：①通电线圈插入大线圈时，大线圈的面积不变，但磁场由弱变强；②通电线圈从大线圈中抽出时，大线圈的面积也不改变，但磁场由强变弱；③当迅速移动滑线变阻器的滑片，小线圈中的电流迅速变化，电流产生的磁场也随之而变化，而大线圈的面积不发生变化，但穿过线圈的磁场强度发生了变化。

2019鲁科版高中物理选择性必修二(导学案+答案解析)第1节磁生电的探索[先填空][再判断]1．如图1－1－1所示：把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，首先观察到这个实验现象的物理学家是安培．(×)图1－1－12．“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应．(√)3．首先发现电磁感应现象的科学家是奥斯特．(×)[后思考]很多科学家在磁生电的探究中为什么没有获得成功？【提示】很多科学家在实验中没有注意磁场的变化，导体与磁场之间的相对运动等环节，只想把导体放入磁场中来获得电流，这实际上违反了能量转化和守恒定律，磁生电是一种在变化、运动过程中才能出现的效应．[合作探讨]探讨1：奥斯特发现电流的磁效应引发了怎样的思考？法拉第对此持有怎样的观点？【提示】在自然界和谐统一的科学信念下，相信自然力是统一的，物理关系都是对称的，认为既然电流可以产生磁场；反过来，磁场也可以产生电流．探讨2：法拉第经历了大量的失败，失败的原因是什么？【提示】失败的主要原因在于受传统观念的影响，只注意寻找静态和稳定的感应电流而忽略了对动态过程的观察．探讨3：你认为法拉第成功的秘诀是什么？【提示】经过多次失败之后，法拉第仍然坚持研究，正是由于他不懈的努力，正是以他有准备的头脑及敏锐的洞察力，才捕捉到了稍纵即逝的偶然现象．[核心点击]1．奥斯特的“电生磁”电流的磁效应显示了载流导体对磁针的作用力，揭示了电现象与磁现象之间存在的某种联系．奥斯特实验中，通电导线南北方向放置，导线下面的小磁针发生偏转．2．法拉第的“磁生电”“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才出现的效应，法拉第把引起电流的原因概括为五类，它们都与变化和运动相联系，这就是：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体．他把这些现象定名为电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流．1．首先发现电流的磁效应和电磁感应现象的物理学家分别是()A．安培和法拉第B．法拉第和楞次C．奥斯特和安培D．奥斯特和法拉第【解析】1820年，丹麦著名物理学家奥斯特发现了电流的磁效应.1831年，英国著名物理学家法拉第发现了电磁感应现象．选项D正确．【答案】 D2．1825年，瑞士物理学家德拉里夫的助手科拉顿将一个螺线管与电流计相连．为了避免强磁性磁铁影响，他把电流计放在另外一个房间，当他把磁铁插入螺线管中后，立即跑到另一个房间去观察，关于科拉顿进行的实验，下列说法正确的是()A．在科拉顿整个操作过程中，电流计指针不发生偏转B．将磁铁插入螺线管瞬间，电流计指针发生偏转，但科拉顿跑到观察时，电流计指针已不再偏转C．科拉顿无法观察到电流计指针偏转的原因是当时电流计灵敏度不够D．科拉顿无法观察到电流计指针偏转的原因是导线过长，电流过小【解析】科拉顿将磁铁放入螺线管时，穿过线圈的磁通量变化，回路中产生感应电流，电流计指针偏转，之后，穿过线圈的磁通量保持不变，回路中无感应电流，电流计指针不偏转，但由于科拉顿放完磁铁后跑到另一室观察，所以他观察不到偏转．只有B项正确．【答案】 B科学探究过程与方法下面的框图可以简要展示法拉第发现电磁感应规律的科学探究过程与方法．。

教师学科教案[ 20 – 20 学年度第__学期]任教学科：_____________任教年级：_____________任教老师：_____________xx市实验学校鲁科版选修3-2 第一章电磁感应第一节磁生电的探索晋江英林中学张炳南一、教材分析在高中物理教学中，电磁感应现象及其规律是重要内容，也是后面学习交流电、电磁波与信息技术的基础。

本节内容主要是学生在初中学习电磁感应的基础上，通过设计实验进行磁生电的探究，理解感应电流产生的条件，要求能与磁通量等物理量概念建立联系，在收集实验信息的基础上，获取证据，并通过分析、推理、判断等，归纳得出获得感应电流的一般条件。

同时，要求学生从图书馆或互联网等渠道收集有关物理学史的资料，了解发现电磁感应现象的过程，从科学家艰苦探究的生动事例中，受到情感态度与价值观的熏陶。

二、教材目标及重点、难点分析1、知识与技能a．知道电磁感应现象，了解电磁感应现象的发现过程。

b．通过实验，理解感应电流产生的条件。

2、过程与方法a．查阅资料，与同学交流讨论电磁感应现象的探索历程，阐述自己的观点。

b．通过感应电流的产生条件的探究，认识到猜想与假设的重要性。

探究过程中，能和同学进行交流、分析、讨论，得出自己的结论，积累科学探索的经验，培养学生收集信息和分析问题、交流与讨论的能力。

3、情感态度价值观a．通过对电磁感应现象的发现历程的学习，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。

b．体会电磁感应现象的发现对人类生活和社会发展的影响。

c．认识自然现象之间是相互联系的，发展对科学的好奇心与求知欲。

d．认识任何创造发明的基础是科学探索的成果，初步具有创造发明的意识。

4、教学的重点与难点理解感应电流产生的条件，是本节课的重点。

学生通过收集实验材料，归纳总结出只要闭合电路中的磁通量发生变化，闭合电路就有产生感应电流是本节课的难点。

三、教学思路本节课依据新课标中“为了每一位学生的发展”的基本理念，在课程实施上促进学生的自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。

§1.1 磁生电的探索教学设计三维目标一、知识与技能了解电磁感应现象发展的曲折历程知道什么是电磁感应现象，理解感应电流产生的条件二、过程与方法学会通过实验观察、记录实验结果、分析论证得出结论的科学探究方法三、情感态度与价值观通过对电磁感应现象的发现历程的学习，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神通过学习产生磁生电的条件，养成探究物理规律的良好习惯，提高自身的素养重点难点重点：通过实验探究感应电流的产生条件难点：组织学生完成电磁感应现象的实验，归纳总结出产生感应电流的条件。

教材分析作为选修3-2第一章第一节，本节内容是电磁学的核心内容之一，在整个高中物理中占有相当重要的地位。

本节内容揭示了磁和电的内在联系，通过探究实验的方法归纳出了“磁生电”的规律，在教材中起到了承前启后的作用，是学生今后学习法拉第电磁感应定律、楞次定律和交变电流产生的基础。

教学过程导入新课利用我们生活中的一种手压式手电筒来引入课题，吸引学生的兴趣．提出问题：这种手电筒不需要电池，那么它的电从哪里来的？思考并带着这个问题来学习本节新课。

新课教学一、电磁感应的探究历程（1）菲涅耳（A.J.Fresnel，1788—1827，法国物理学家）的贡献：在奥斯特公布他的发现不久，菲涅耳就宣称他把磁铁放在螺旋线圈里，能够成功地由磁产生出电。

但是当其他科学家按照这样做时，却没能产生出电，但是菲涅耳的这一发现却启发了安培于1821年着手于这一方面的探索。

（2）安培（A.M.Ampere,1775—1836），法国物理学家安培设计了这样一个实验：他将一个多匝线圈固定在竖直平面上，在这个线圈的内部的同一竖直平面悬挂一个可以转动的闭合线圈。

他设想，当固定线圈中通以强电流时，悬挂的闭合线圈中也会产生某种电流而出现磁性；这时如果用一个强磁铁接近它，就会使中间的可动线圈转动起来。

由于他只是在稳态情况下进行实验，所以未能探测到这种现象。

（3）科拉顿（D.Colladen，1802—1892）：瑞士物理学家科拉顿将一块磁铁在线圈中移动，试图在螺线管中产生出电流。