《探究感应电流的产生条件》的教学案例

张磊

《探究感应电流的产生条件》是高中物理新课程（选修3-2）第四章第二节的内容，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。

在教材的编排上本节先从初中知识点闭合电路的部分导线切割磁感线产生电流入手，再设计学生探究实验，对现象进行分析归纳，最后总结出产生感应电流的条件，这样的编排符合学生的认知规律。

教材中对法拉第坚信磁能生电，并历经十年的不懈努力，最后终于发现电磁感应规律的物理学史料的介绍，是一个很好的德育切入点，同时也体现了教材对学生人文思想和科学精神的熏陶。

学生对闭合电路的部分导线切割磁感线能产生电流，在初中已有一定的认识，但在空间想象、问题本质的分析等方面还较为薄弱。因此，在教学中从学生的已有知识出发，通过学生自主学习、探究实验、产生问题、协作交流等学习方法，从而得出产生感应电流的条件。

一、教学目标

物理观念：知道感应电流的产生条件，能判断哪些情况才可以产生感应电流。

科学思维：通过实验分析，归纳出产生感应电流的核心条件是什么，培养合作、动手、推理和综合的能力。

科学探究：通过操作实验，得到实验数据（实验现象）；通过实验探究感应电流的产生条件。

科学态度与责任：培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。

二、学情分析

学生在前面所学习的知识上对本节内容也有所了解，这就是他们渴望新的知识点的学习基础。教师要注重培养学生自主学习能力，因为本节课是一节很好的实践课。由于学生对知识的渴望，对自己的突破，教师可以通过实验观察情境激趣、问题激思、实验探究激成、探究合作式学习、学生自主学习的方式教学，在教学中教师可以提示，引导学生突破难点。如在教学中我们可以实验引入展示趣味实验——“隔空取电”， 通过实验观察情境激趣。

三、史料介绍——介绍法拉第“磁生电”的思想

由初中实验演示闭合电路部分导线切割磁感线产生电流我们可以回忆旧知，教师实验探究激发学生思考。不断抛出问题，利用问题激思：是不是只有切割才能产生电流呢，在切割的背后隐藏着什么更本质的原因呢？怎么探究感应电流产生的原因呢？引导学生寻找方法，设计探究方案。再如：感应电流的产生可能和什么有关呢？磁场与导体相对运动时会产生感应电流，感应电流是因为磁场与导体的相对运动产生的吗？让线圈处在一个变化的磁场中，同时这个变化的磁场相对于线圈还是静止的，我们再来观察闭合电路中有没有感应电流，如果有说明什么，没有说明什么？什么样的磁体相对于线圈静止却还能在线圈中产生一个变化的磁场呢？与是否发生相对运动有没有关系？感应电流的产生还与哪些因素有关呢？从线圈本身入手，对一个确定的线圈我们还可以改变它的哪些因素呢？磁场也不变，面积也不变，可以改变什么呢？哪个物理量可以把这三个方面的因素全都概括进去？共同总结感应电流的产生条件：1. 闭合回路；2.穿过回路的磁通量发生变化。教师演示实验：小灯放在箱子上时，小灯亮，有了感应电流，为什么可以产生感应电流？分析实验发现一部分导体切割磁感线可以产生感应电流。

四、探究实践

摇“绳”能发电吗？通过实验巧妙地设置悬念，还能激发学生的学习兴趣。让学生了解物理学中的“对称”思想，感受法拉第持之以恒的科学探索精神。

五、问题激思

感应电流的产生可能和相对运动有关，也可能与磁场的变化有关，学生探究，小组讨论、归纳，发现感应电流的产生与相对运动无关，电流的产生与磁场的变化有关。

学生探究电磁铁，小组讨论、归纳，成果交流。通过前两个实验得出感应电流的产生应与线圈中磁场的变化有关，与面积、角度、磁通量有关。总结概括结论：穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流产生。引导学生思考闭合线圈的面积发生了变化，猜测能否发电。

通过师生交流明确磁通量的变化由三个因素共同决定，为下面的学习作好铺垫。问题激思使学生产生疑问，又想知道其中的奥秘，从而让学生带着问题顺利地走进课堂且可对学生进行思想上的熏陶。使学生在已有的知识上，产生新的疑问为新知识的形成奠定基础，符合科学探究的一般方法。通过该探究实验，产生新的疑问，使学生做新的探究寻求真理，在探究中猜想、假设。针对以上的猜想再设计实验，再验证。设计实验需要教师必要的引导，要有的放矢。渗透物理学常用的解决问题的科学方法，学生在经历中感悟，提高学生的科学素质，养成科学严谨的实验态度。

同时要注意启发引导学生，找到产生感应电流的其他两个因素，让他们积极开动脑筋，认真分析，培养学生综合分析、交流协作等能力，体现情感、态度、价值观这一教学目标，使结论的得出水到渠成。

通过师生的互动，揭示引课实验的奥秘，呼应本课的开头。通过该探究过程及在教师指导下的讨论归纳，得出结论，形成新的知识，成功解释实验现象，同时又把实验1也纳入该知识点，顺利解决问题，让学生体会到成功的喜悦、探究的乐趣。体现了科学研究的一般历程：猜想→实验总结激理，迁移激理：探究→理论→应用。从物理走向社会，结合生活实际阐明了知识在实际中的应用。

通过本节的学习，学生知道了产生感应电流的条件是什么，也从实验实践中学习到了合作的重要性，我觉得这是一节成功的课。不仅学到了知识而且还对科学的进步有所理解，明白了社会的进步发展需要更多人才，我们要不断思考、提升、突破，这才是科学所需要的人才。