“探究电磁感应产生的条件”教学设计
【教材解析】
初中物理教学中只简单介绍了电磁感应问题，但仅限于对现象的认识和描述。但高中物理中电磁感应的教学要求很高，因为“电磁感应”的内容综合了电场、恒定电流、磁场的相关知识，与机械力和运动、冲量动量关系、函数关系等密切相关，因此具有很强的综合性，对培养学生的创新精神和实践能力起着非常重要的作用。本节的教学内容为高中物理（选修3-2）第4章第2节“探究电磁感应产生的条件”，属于电磁感应的基础课。主要让学生在实验探究的基础上，从理论的角度分析和掌握电磁感应的概念和条件，为后续教学中电磁感应规律的研究打下良好的实验和理论基础。
【学生情况分析】
初中阶段学生虽然对电磁感应有了初步的认识，但还比较肤浅，只停留在现象层面。例如，他们知道“闭合电路中导体的一部分在磁场中运动时产生电流的现象叫电磁感应”；“发电机、麦克风等都是根据电磁感应原理工作的”等等，但对电磁感应的根本原因还缺乏全面、理性的认识。同样，大多数学生虽然在初中阶段经历了大量的“科学探索”，但科学探索的理论分析能力和延伸推理能力还比较薄弱。这是本课教学的主要难点。
【教学策略】
从初中与高中教学的衔接来看，本节课很好地体现了由感性认知上升到理性认知的认知规律。针对学生对电磁感应的感性认知基础薄弱，理性分析能力不强的现状。本课教学从复习复习入手，通过“回忆—探究—分析—探索—归纳—巩固—提问”的环节，完成教学任务，达成教学目标。
【教学目标】
1. 知识和技能
1.掌握电磁感应的概念。
2.了解产生电磁感应现象的条件。
2. 流程与方法
1.通过实验探索过程产生感应电流的条件，培养和强化学生科学探究的基本思路和理性分析方法。
2、通过分析探索性实验的逻辑关系，让学生理解“从现象到本质”的实验设计思想。
3. 情感、态度和价值观
1、通过科学探究过程，培养学生的科学态度和科学精神。
2、通过科学进步和科技成果所带来的生产、生活方式的改变，启发学生具有热爱科学、热爱祖国的优秀品质！
【教学重点与难点】
教学重点：电磁感应的产生概念和条件。
教学难点：电磁感应的实验探究，理性分析，实验间的逻辑关系。
【教学方法与手段】
教学方法：实验探究法、分析法、讨论法、图表法。
教学方式：小组实验、演示实验、计算机多媒体教学、PPT课件。
【教学流程】
1. 提出问题并引入主题
（一）提出问题、讨论和评估
1、初中阶段，我们已经初步学习和了解了电磁感应，请问：什么是电磁感应现象？
2、你知道电磁感应现象在生产生活中有哪些应用吗？
PPT演示：我们在初中对电磁感应的理解
1、闭合电路中导体的一部分在磁场中移动时产生电流的现象叫电磁感应，由电磁感应产生的电流叫感应电流。
2、导体在磁场中产生电流的条件，是闭合电路中导体的一部分在磁场中“切割磁力线”移动。
3、发电机、麦克风、电话等都是基于电磁感应原理工作的。
4、经过10年的不懈努力，英国科学家法拉第于1831年发现了电磁感应现象。
（二）实验演示：闭合电路中的导体一部分切割磁通线，产生感应电流。
（三）开设新课
1.内容描述：科学技术对推动社会发展发挥了巨大的作用。
电动机和发电机；磁悬浮列车；机场安全系统
射频识别（RFID），俗称电子标签，在零售业中应用十分广泛，很多人把RFID技术视为继“互联网”、“移动通信”之后的又一大技术趋势。
2.引言：体验科研过程，探索电磁感应的本质。
2.知识构建与方法梳理
（一）科学探究 I—实验探究
当磁铁插入、拔出或留在线圈中时，电路中是否会产生感应电流？
1、了解实验器材并进行组装。
2.进行实验研究，并记录结果。
3.实验结果交流：展示、提问、讨论。
4.扩展分析：
① 实验2-1图4和实验2-2图4之间有什么逻辑联系？
②在图4和2-2的实验中，还有其他方法可以获得感应电流吗？
③如果“磁场”与“部分导体”不发生“相对运动”，即导体不切割磁通线，是否会发生电磁感应？
2. 科学研究Ⅱ——理论研究
1. 问题：什么是磁通量？
2. 展示与回顾
3.联结与回归：如果将磁通量的概念引入到上述实验中，会有什么新的发现？
4. 讨论、交流和评论。Flash动画展示：磁通量的变化，
5、师生交流并作出假设：“磁场”与“部分导体”之间不存在“相对运动”，即导体不切割磁力线。但只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电流，即发生电磁感应。
（三）科学探索三——感受法拉第的研究，为科学假设插上翅膀
教师演示图4和图2-3的实验，学生观察、记录、分析、讨论。
1、多媒体展示台：介绍实验设备。
2、连接实验电路。
3、实验演示。
4.讨论与扩展：
（1）闭合开关后，在不改变滑动变阻器阻值的情况下，能否通过其他方式获得感应电流？
（2）这个实验能不能转化成前两个实验？
5.总结。
（四）科研成果
1、电磁感应的概念：无论采用什么方式，只要通过闭合电路的磁通量发生变化，在闭合电路中就会产生感应电流，这种现象就叫做电磁感应。
2.电磁感应的条件：磁通量通过闭合电路时发生变化
3.本节三个实验之间的逻辑关系：
3.典型话题解析与纵深拓展
【例1】结合本节实验探索，结合磁通量的概念，谈谈你对“电磁感应产生的条件”的理解。
【解析】从探索性实验的角度，有“磁场静止，导体运动”、“导体静止，磁场运动”、“导体和磁场都不是静止的”三种情况；从磁通量的概念的角度，有B不变，S变化、S不变，B变化、B和S都变化三种情况。
【例二】课本P7《试一试》——理想实验：“摇动绳子能产生电吗？”
【解析】1、从探索性实验的角度看，闭合电路的导体——“摇绳”在切割磁通线；从磁通量的变化来看，在“摇绳”运动过程中，B不变，S变化。可见发生了电磁感应，产生了感应电流。显然，当两位同学站在东西方向，快速摇动导线时，电磁感应现象更加明显。
【延伸】电流就是能量，那“摇绳”的电能从哪里来？
【例3】教材《问题与练习》第4题（变奏）
矩形线圈ABCD位于一根长直导线附近，线圈与导线在同一平面，线圈两边与导线平行，下列哪种情况下线圈中会产生感应电流？
（1）在此平面内，当线圈远离或靠近长直导线时；
（2）在此平面内，线圈沿平行于导体的方向做上下运动；
（3）当线圈以边AB为轴旋转时；
（4）当线圈绕AD边旋转时；
（5）当线圈以长直导线为轴旋转时；
（6）当长直导线中的电流发生变化时；
（7）将矩形线圈ABCD拉成一个圆圈，中心点不变。
【解析】从引起磁通量变化的两个因素入手：磁感应强度B和有效面积S。 答案：(1)(3)(4)(6)(7)
【例4】课本《问题与练习》第7题
如图所示产生感应电流的条件，固定在水平面上的金属框架CDEF处于垂直向下的均匀磁场中，金属棒MN以速度v沿框架向右匀速运动。在t=0时，磁感应强度为B0，此时MN所处的位置刚好使MDE形成一个边长为L的正方形。为了使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B随时间t应如何变化？请推导该情形下B与t的关系。
【分析】
（1）为了防止在MN棒中产生感应电流，必须保证闭合电路的磁通不变；
（2）磁通Ф0=Фt=Ｂ0Ｓ0=Ｂ0L２；
（3）当金属棒MN以速度v沿框架向右匀速运动时，矩形区域MDEN的面积为：S=L（L+vt）；
（4）由于S随时间增加，由此可知B随时间减小；
（5）Ф0 = B0S0 = B0L2 = Фt = BS = ＢL（L + vt）；因此，B = B0L /（L + vt）
4. 课程总结及提问
1、三个探索性实验及其逻辑关系。
2.电磁感应的概念及其产生的条件。
3.科学探究的合理性和连续性（先前知识与后续知识之间的逻辑关系）。
问题：闭合电路中如果有电源，就会有电流产生；闭合电路中如果有磁通的变化网校头条，就会有电流产生。从这两句话中我们可以得到什么启示呢？！
这正是我们接下来要学习的内容。
5. 家庭作业
1.问题与练习：问题3和问题6；
2.阅读最后两节；
3.试着回答本课所提出的问题。
