《电磁感应现象》教学设计3

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  • 资源类别: 人教课标版 / 高中教案 / 选修二教案
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  • 更新时间: 2011/9/3 16:01:31
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约3560字。

  电磁感应现象的教学设计与实施
  教学过程
  1.情境引入
  网上图片及新闻:①三峡电站大型发电机定子;②“神舟六号”飞船巨大的太阳能电池帆。
  教师做开场白:1820年4月,丹麦的物理学家奥斯特发现了电流可以产生磁场(屏幕显示奥斯特肖像),这一发现就像是架起一座电和磁之间的桥梁,那么这座桥梁仅仅是一个单行道吗?沿着相反的方向能不能行得通呢?这个反过来由磁生电的课题让当时众多的物理精英足足探索了十年之久(屏幕显示四位有关科学家肖像)。今天,我们就循着这些科学家的足迹来探索这个利用磁场产生电流的伟大发现!
  不过对于我们来说,这已经算不上是很尖端的难题了。我们在初中就做过一个简单实验(屏幕显示利用磁场产生电流的示意图),我请一位同学把这个实验给大家回顾一下,大家仔细观察。
  2.实验探究
  (1)学生分组进行实验探究
  实验目的:检验有无电流
  实验1:条形磁铁在线圈中:插入____________,拔出_____________。
  实验2:线圈A在线圈B中:插入______________,拔出_____________。
  实验3:线圈A在线圈B中不动:开关闭合________断开_________。
  实验4:线圈A在线圈B中不动:滑动变阻器的电阻增大__________减小_________。
  实验5:(自己设计实验方案)____________
  遇到的困难:___________________________
  存在的问题:___________________________
  产生的疑问:___________________________
  萌发的设想:___________________________
  实验的结论:__________________________。
  (2)小组讨论、汇报实验情况。
  (3)多媒体演示:
  [实验一]课本 实验:线圈与电流表组成闭合回路,现在我们把这个线圈,放入匀强磁场中,使它在磁场中作切割磁感线运动,先让线圈进入磁场,大家看,进入过程有没有电流产生?有。线圈在磁场中切割时有没有电流产生?没有。把线圈拉出磁场的过程中,有没有电流产生?有。
  师:感应电流好像是跟我们做起了捉迷藏的游戏,时有时无,线圈进出磁场时都有,线圈在匀强磁场中平动切割时没有。显然,“闭合电路的一部分导体切割磁感线”这个条件在这里难以自圆其说!那么究竟还隐藏着什么比“切割”更为本质,更具有普遍性的条件呢?这几种运动情况有哪些不同之处呢?
  生:进出磁场时,都是一个边切割,而在磁场中运动时两个边同时切割。
  师:一个边切割会产生电流,为什么两个边切割就不能产生电流呢?现在让线圈以它的两条对边中点的连线为轴转动,大家看有几个边切割磁感线?有两个边切割,此时情况如何呢?
  [实验二]线圈绕垂直于磁场的轴转动
  现象:两个边切割也能产生感应电流!
  教师引导学生分析原因,得出结论:线圈进磁场时穿过线圈的磁通量增加了;出磁场时,磁通量减少了;在磁场中平动时,磁通量是不变的;转动时磁通量变化。即只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,就能产生感应电流。
  生:现在下这个结论为时过早,因为根据Φ=BSsinθ,磁通量由B、S以及S与B的夹角θ三个因素决定,线圈进出磁场时只是验证了S的变化,产生了感应电流;线圈在磁场中转动时,是θ角变化产生了感应电流,还要继续验证磁感应强度B发生变化时,是否能产生电流。
  [实验三]课本 实验
  现象:磁铁插入螺线管或从螺线管里拔出,电流表指针偏转;磁铁相对螺线管静止时电流表指针并不偏转。
  师:这三个实验表明,不论是导体运动,还是磁场运动,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,就能产生感应电流。然而非常遗憾的是,最早做这个实验的年仅23岁的科拉顿,为了消除操作过程中外界因素对电流计的影响,他就用长导线,将电流表连接到另一个房间里,他在这个房间里将磁铁插入线圈,然后飞快地跑到另一个房间里去看电流表,那么等他跑到的时候,电流表的指针还偏转吗?
  生:不转。(遗憾)
  师:所以他没有发现电流的产生。可以说科拉顿已经扣开了发现电磁感应规律的大门,但由于他的失误,却与最后的成功失之交臂。
  师:由此看来(屏幕显示实验三结论),把“穿过闭合电路的磁通量发生变化”作为产生感应电流的条件比“切割磁感线”作为磁生电的条件更具有普遍性。但是在我们刚才的几个

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