13.3电磁感应现象及应用 教学设计-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

《13.3 电磁感应现象及应用》教学设计

——人教版（2019）普通高中教科书《物理》必修第三册 第十三章

课时：1 课时（40 分钟）　课型：新授课

一、教材分析

本节是第十三章“电磁感应与电磁波初步”的第三节，内容包括电磁感应现象发现的历史概述、探究产生感应电流的条件和电磁感应的应用三部分，是对原教科书两节内容的高度整合和简化。教科书以电磁感应现象发现的历史线索的分析为切入点，以面向学生的实验探究和电磁感应规律的广泛应用现实为基础展开讨论，目的是先让学生有丰富的感性认识，再通过分析整合，从而形成理性的定性认识。

教科书从奥斯特发现电流的磁效应（电生磁）出发，以颇富哲理的语言扼要地回顾了人类探索“电生磁”和“磁生电”的社会背景和艰难曲折的探索过程，重点讲述法拉第历经 10 年探索、在 1831 年发现电磁感应现象的历史事实；然后通过思考与讨论（金属棒切割磁感线）和实验探究（线圈 A、B 装置），归纳得出产生感应电流的条件——穿过闭合导体回路的磁通量发生变化；最后介绍电磁感应现象的应用，从法拉第圆盘发电机（人类第一台发电机）到现代大型发电机，以及变压器、电磁炉、无线充电器等，说明电磁感应的发现开辟了人类社会的电气化时代。本节课的教学重点是归纳总结产生感应电流的条件，学习法拉第等科学家坚持理想信念、勇于探索和创新的科学精神；教学难点是如何通过设计、模仿法拉第的实验，通过观察和分析，将原来浅显已知的产生感应电流的非充要条件（闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动），提升为产生感应电流的充要条件——穿过闭合导体回路的磁通量发生变化。

二、学情分析

学生在初中已经学习了电磁感应的初步知识，知道闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，对电磁感应现象有初步认识。学生在本章前两节学习了磁场、磁感线、磁感应强度和磁通量的概念，具备了学习电磁感应的知识基础。但学生对“切割磁感线是产生感应电流的唯一方法吗”缺乏深入思考，对产生感应电流的充要条件（磁通量发生变化）理解不够，容易把“切割磁感线”当成产生感应电流的唯一条件。

学生对物理学史（法拉第发现电磁感应的曲折过程）有浓厚兴趣，但对科学发现的历史背景和思想方法理解不够。学生的实验探究能力和分析归纳能力还需要培养，面对实验现象时，容易停留在表面观察，缺乏深入分析和归纳总结的能力。教学中应充分利用物理学史和实验探究，激发学生学习兴趣，引导学生从实验现象中分析归纳出产生感应电流的条件，培养科学思维和实验探究能力。

三、教学目标（核心素养目标）

（1）物理观念：了解电磁感应现象和感应电流的概念；理解产生感应电流的条件——穿过闭合导体回路的磁通量发生变化；知道电磁感应现象的实质是产生感应电动势，能量转化是机械能或其他形式的能转化为电能。

（2）科学思维：通过模仿法拉第的实验，归纳得出产生感应电流的条件，学会通过现象分析归纳事物本质特征的科学思维方法；认识实验观察能力与逻辑思维能力在科学探究过程中的重要作用；通过从“切割磁感线”到“磁通量变化”的认识提升，培养抽象概括和逻辑推理能力。

（3）科学探究：经历感应电流产生条件的探究活动，学习控制变量法和实验归纳法；能设计、模仿法拉第的实验，观察和记录实验现象，分析论证得出结论，提高分析论证能力和

实验操作能力。

（4）科学态度与责任：了解电磁感应现象曲折的发现过程，学习法拉第坚持理想信念、不畏艰辛、勇于探索的科学精神；了解电磁感应现象发现的重大历史意义和广泛应用，体会科学、技术对人类文明的推动作用，激发学习科学的热情和社会责任感。

四、教学重难点

教学重点：产生感应电流的条件（穿过闭合导体回路的磁通量发生变化）；法拉第发现电磁感应的历史过程和科学精神；电磁感应现象的应用。

教学难点：通过实验探究和分析，将“切割磁感线”这一非充要条件提升为“磁通量发生变化”这一充要条件；理解电磁感应现象的实质和能量转化。

五、教学方法与教学准备

教学方法：讲授法、实验探究法、问题引导法、讨论法、讲练结合法。

教学准备：多媒体课件（含物理学史图片、法拉第用过的线圈、实验装置图、电磁感应应用图片、例题和练习）；演示实验器材（线圈 A、线圈 B、滑动变阻器、开关、电源、电流表、导线、条形磁铁、蹄形磁铁、金属棒、导轨，可选）。

六、教学过程（40 分钟）

（一）问题引入（约 4 分钟）

教师引导学生复习初中知识：我们知道，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。教师适时引导学生观察导体上下运动以及左右运动时的不同结果，从而使学生了解导体切割磁感线运动的含义。

教师提出问题，引发学生思考：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呢？

教师演示一个实验制造认知冲突：闭合矩形线框整体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中并没有产生电流。

教师引导：由此来产生强烈的认知冲突，激发学生强烈的求知欲望：那么，产生感应电流的一般条件究竟是什么呢？由此引入新课——电磁感应现象及应用。

（二）划时代的发现（约 8 分钟）

1.奥斯特发现电流的磁效应（约 2 分钟）。

教师讲述：奥斯特发现的电流的磁效应，震动了整个科学界，它证实电现象与磁现象是有联系的。有关电与磁关系的崭新研究领域洞开在人们面前，激发了科学家们的探索热情。人们从电流磁效应的对称性角度，开始思考如下的问题：既然电流能够引起磁针的运动，那么，为什么不能用磁体使导线中产生电流呢？

2.法拉第的探索（约 4 分钟）。

教师讲述物理学史：人们早就认识了磁化现象，知道磁体能使附近的铁棒产生磁性，带电体能在导体上感应出电荷。联系到电流的磁效应，法拉第敏锐地觉察到，磁与电之间也应该有这种“感应”。他在 1822 年的日记中写下了“由磁产生电”的设想，并为此进行了长达 10 年的探索。

教师强调：最初，法拉第认为，很强的磁体或很强的电流可能会在邻近的闭合导线中感应出电流。他进行了很多次尝试，经历了一次次失败，都没有得到预想的结果。法拉第在晚年曾感叹：“世人何尝知道，在那些流过科学家头脑的思想和理论中，有多少被他们自己严格的批判和无情的质疑消灭了。就是最有成就的科学家，得以实现的建议、猜想、愿望和初步判断，也不到十分之一。”

教师讲述成功时刻：1831 年，法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，一个线圈接电源，另一个线圈接“电流表”。当给一个线圈通电或断电的瞬间，在另一个线圈上出现了电流。他在 1831 年 8 月 29 日的日记中写下了首次成功的记录。法拉第从中领悟到，“磁生电”是一种在