13.3 电磁感应现象及应用 教学设计 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

电磁感应现象及应用 天津外国语大学附属外国语学校 李静 一、教学内容分析 《电磁感应现象及应用》是《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》必修3模块“电磁场与电磁波初步”主题下的内容，内容要求为：通过实验，了解电磁感应现象，了解产生感应电流的条件；知道电磁感应现象的应用及其对现代社会的影响。新教材中本节内容包括电磁感应现象发现的历史概述、探究感应电流的产生条件和电磁感应的应用三个部分。 通过介绍法拉第对“磁生电”的独特思考与不懈探索，使学生体会到“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应，并在潜移默化中接受科学思维与方法的熏陶，领悟科学探索的精髓。 在探究产生感应电流的条件时，教材从学生的已有认知出发，回顾初中导体切割磁感线的实验，并在此基础上提出问题：“切割磁感线是产生感应电流的唯一方法吗？还有其他方法吗？这些方法有什么内在联系？”，引出与磁场相关的磁通量变化可能是产生感应电流的条件，并进一步进行实验探究。这样处理有利于学生将思维集中在现象分析和规律本质的归纳上，避免了“模仿法拉第实验”中较为复杂的实验电路对学生形成障碍，使得探究目标更加明确。 在电磁感应现象的应用方面，教材从法拉第圆盘发电机到变压器和电磁炉，使学生体会电磁感应的应用从“婴儿”到“巨人”的转变。 本节课在学生学习了静电场和磁场的基础上，进一步揭示了电与磁的相互联系和转化，是电磁感应定律的实验基础，也为后续电磁场理论和电磁波的学习奠定了基础。 二、学习情况分析 学生在前两节磁场相关内容的学习中知道了磁通量的概念、物理意义和影响因素。通过初中的学习具有了初步的电磁相互作用观念，知道闭合电路的部分导体做切割磁感线的运动时闭合回路中能产生电流的现象，但对电磁感应的本质原因缺乏理性认识，需要在高中阶段进一步探究“磁生电”的本质。高中生对未知世界有强烈的探索和求知欲，并能够运用探究实验、产生问题、协作交流等方法进行合作学习，但是对实验现象的分析与推理能力还不成熟，还需在探究过程中不断提升。 三、教学目标 1. 通过分析归纳感应电流产生条件，进一步加强“电磁相互作用”观，并利用这一观念分析生活中的电磁感应实例。 2. 通过多层次、多角度、进阶性的探究实验，科学推理得出产生感应电流的条件，使学生完成从初中操作层面的认识到高中抽象归纳本质原因的发展与提升。 3. 能在科学问题的驱动下进行分组合作实验，并综合分析实验信息，寻找不同类型实验背后隐藏的物理规律，并尝试利用这一规律解释更多的实验现象。 4. 通过实际操作与体验了解电磁感应现象在生活生产中的应用，认识能源开发与利用对人类生活和社会发展的影响，关注科技与生活、社会、环境的关系，增强社会责任感，激发爱国热情。 四、教学重难点 重点：引导学生通过观察和实验探究，总结感应电流的产生条件。 难点：分析众多产生感应电流的实验现象，通过逻辑推理寻找隐藏的共同规律。将初中浅显已知的产生感应电流的非充要条件，提升为产生感应电流的虫咬条件——穿过闭合导体回路的磁通量发生变化。 五、教学用具 1. 自制电磁感应琴、音箱、隔空点灯装置。 2. 一对磁铁、不同规格线圈，转动支架。 3. 大线圈、小线圈、灵敏电流计、干电池、开关、滑动变阻器（10Ω）、导线若干。 4. 小型手摇发电机、小型风力发电机、无线充电器、无源话筒&扩音器。 六、教学流程图 - 6 - 学科网（北京）股份有限公司 七、教学过程设计（能围绕学生的“学”设计教学过程与活动、选择教学方式） 环节 情境 问题 教师活动 学生活动 设计意图 学生发展 创设情境激发动机 1.展示自制的 “电磁感应琴”，拨动“琴弦”，音箱中传来音乐。 2.用导线可以将灯泡点亮吗？ 1.“电磁感应琴”的原理是什么？ 2.导体没有做切割磁感线运动，灯泡怎么就亮了呢？ 还有什么方法可以产生感应电流呢？ 1.请一位同学弹奏自制“电磁感应琴”。逐步引导学生观察实验装置和现象，并尝试解释“电磁感应琴”的工作原理。 2.请一位同学用导线将灯泡点亮，引导学生认识到切割并不是产生感应电流的唯一方法。 3.引导学生思考还有哪些方法可以产生感应电流。 1.一个同学弹奏制作的“电磁感应琴”，声音较小。 2.用导线将琴弦的两端和音箱相连接，再次弹奏，音箱没有反应。 3.在琴弦旁边放上一块磁铁，拨动琴弦，音箱中传来音乐。 4.回顾初中知识解释“电磁感应琴”的工作原理：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生感应电流。 5.观察导线点亮灯泡的实验，思考：导体没有切割磁感线，灯泡为何能一直亮着？ 1.对学生曾使用过的装置进行改装，制成可以弹奏的乐器，激发学习兴趣与动机，唤醒学生前知。 2.让学生体会，物理与生活和艺术的密切联系，通过创意实验激发学生探究欲望。