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第十一章 电磁感应 电磁波
§A 电磁感应现象
一、教学设计：
1．基本思路：
（1）实验激疑：磁铁靠近铝环，铝环发生偏转，为什么？若有电，电从哪来？
回顾奥斯特实验，说明电能生磁。
（2）提出问题：磁能生电吗？
介绍法拉第及其研究（他在一个圆形软铁环两边绕上 A、B 两组线圈，偶然他在 A
组线圈同电池接通或切断的瞬间，B 组线圈中会感生出电流）。
（3）猜想与假设：针对法拉第的实验，引导学生质疑，并合理猜想、假设。
（4）制定方案：学生根据猜想与假设，根据现有器材，经过讨论后制定方案，将自
己的方案拿来和大家交流，互通有无。
（5）实验探究：根据交流的方案，教师引导学生进行自主探究。
（1）闭合电路中的一段直导线在磁场中运动，观察是否有电流。
（2）线圈接电流计组成闭合电路。将条形磁铁插入线圈，或自线圈抽出，或
者说，条线磁铁和线圈有沿轴线的相对运动时，观察是否有电流。
（3）原副线圈有沿轴线的相对运动时，观察是否有电流。
（4）原副线圈没有相对运动，但通过原线圈的电流有变化，观察是否有电流。
（指导学生在实验中正确分工，互相协作，做好记录。）
（6）结论交流：每组选出发言人将实验结果（放在投影上）和大家交流。
教师归纳——产生电流的五种情况——（1）在磁场中运动的导体；（2）变化着的
磁场；（3）运动的磁场；（4）变化着的电流；（4）运动的恒定电流。
说明：作为科学结论，以上总结表述不够简练、不够方便，科学家就引入了新的
物理量（其实也是一种探究，探究用说明方法能够简练、准确地描述科学结论）
（7）定义新物理量：磁通量。
（8）分析与论证：学生讨论后自己总结利用磁通量简练表述产生感应电流的条件。
（9）得出结论：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生。
（10）趣味实验：摇绳发电。
2．教情、学情分析：
（1）教情分析：教师应正确的引导，在教学中让学生成为主体，成为探究的主角。教
师重点做好两件事：一是做好三个实验（铝环实验、法拉第实验、整个线圈在匀强磁场中平
动切割磁感线），二是组织好学生讨论和探究。
（2）学情分析：
通过上一章《磁场》的学习，学生知道电流周围存在磁场，即电生磁，在加上学生在初
中已经学过闭合电路中的一段直导线在磁场中切割磁感线时有电流产生，学生已经有了磁能
生电的印象，所以直接要学生提出问题并猜想，可能学生第一反映就是导体切割磁感线，效
果不好。本节课首先利用铝环实验（对实验不做详细解释），让学生看到了和切割磁感线不
同的实验，激起学生的好奇心。然后给学生介绍法拉第实验，让学生就此实验提出质疑，并
合理猜想与假设。
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3．说明：
（1）制定方案前，给学生介绍器材，根据学生提出的问题制定方案。最后通过提问的
方式，让学生交流每组制定的方案，大家取长补短，互通有无，进行探究。
（2）在实验结束时，学生把记录结果放在投影上，学生边演示边讲，只要学生能将自
己的记录结果用自己的话总结出来即可。
（3）教材中将磁通量放在这一节的最前面，学生突然接受一个新物理量，不知道要干
什么，不符合学生的认知规律，增加了难度。所以教学设计中将磁通量放在实验之后，使学
生认识到物理量应该是为物理规律服务的。用简练的语言来表述复杂的物理规律，也是一种
探究，有了物理事实，怎样用物理语言描述，跟探究物理事实一样重要。
（4）趣味实验让学生即巩固了知识，又进行了一个简单的探究：地磁场的存在。
(5)在教学过程，让学生成为主体，主动参与讨论，充分展示自己，在较难的地方放慢
节奏，让他们思考讨论，自己发现问题，再自己解决问题，让学生在教学活动中学习知识，
掌握科学方法，达到规定的教学目标。
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二、教学过程：
课 题 §A 电磁感应现象 课 型 新授课
教
学
目
标
（一）知识与技能
1．知道什么是电磁感应现象。
2．会使用线圈、常见磁铁、电磁铁等仪器完成简单的实验探究，并能得出直观的结论。
3．理解磁通量，知道产生感应电流的条件。
（二）过程与方法
学会通过提出问题、设计方案、选择仪器、实验探究、记录结果、分析论证得出结论的科学
探究方法
（三）情感、态度与价值观
1．渗透物理学方法的教育，通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。
2．通过介绍科学家的研究，使学生养成严谨的科学探究习惯，具有锲而不舍地追求真理的
精神。教
学
重
点
、
难
点
教学重点
通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。
教学难点
感应电流的产生条件的探究和分析论证
教
学
方
法
实验探究法、讲授法
教
具
教师： 条形磁铁（两个），铝环（带支架）、碲形磁铁，导体棒，示教电流表，线圈（粗、
细各一个），学生电源，开关，微电流放大器，导线框、匀强磁场、长导线一根，计算机多媒体
投影系统，实物展台等。
学生：（每组）蹄形磁铁，条形磁铁，微安表，线圈（粗、细各一个），电池、滑动变阻器、
电键、导线若干
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教学活动
（一）引入新课
师：磁体有吸引铁、钴、镍的性质，磁铁能否吸引铝呢？
生：不能。
【演示实验】当条形磁铁穿入闭合的铝环时，铝环动；当条形磁铁穿入不闭合的铝环
时，铝环不动。
师设问：磁铁不吸引铝，为什么铝环会动呢？磁场的基本性质是对放入其中的磁体
活电流有力的作用，既然铝环不是磁体，那么铝环中是否有电流呢？如果有，是从哪
来的呢？
引出课题：第十六章 电磁感应
16.1 电磁感应现象
（二）进行新课
一、历史回顾
1．划时代的发现
师：上一章我们学习了磁场，怎么样能够获得磁场呢？
生：天然磁体周围存在磁场、通电导线周围存在磁场、通电螺线管周围和内部存
在磁场。
师：谁最早发现电流周围存在磁场？
生：奥斯特。
（回顾奥斯特实验）
（投影显示）奥斯特的这个实验发现了电流的磁效应，也
即电能生磁。它使整个科学界受到了极大的震动，因为它使电
和磁第一次得到了“沟通”，证实电现象与磁现象是有联系的。
（投影显示）磁能否生电？
2．磁生电的探索
师提问：根据奥斯特的实验的启发，如果我们要研究磁能
否生电，应如何做？
生：根据产生电流的条件，首先电路要闭合，然后将小磁针放在导线附近，将电
路放在磁场中，如果磁能生电，小磁针应该发生偏转。
【演示实验】将闭合导线放在磁场中，观察导线附近的小磁针。发现小磁针不动。
师：实验显示这个方案不行。
（投影显示）英国科学家法拉第，他在
1822 年的日记中写下了
“由磁产生电”的设想。经
十年努力，他终于发现磁
能生电。在 10 年的探索
中，他做了多次尝试，经
历了一次次失败，在他当
年的日记中“未显示作
用”、“毫无反应”、“不行” 等词语记录中着他艰苦的探索历
程。
法拉第的线圈
趣味实验引入，激发
学生求知欲望
复习奥斯特实验，物
理学史教育，引出本
节探究问题：磁是否
能生电
介绍法拉第执着的科
学追求和探索精神，
进行价值观教育
利用已有实验现象进
行：猜想与假设
学生讨论，根据现有
器材设计探究方案，
和大家互相交流，使
后面的探究有目的
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他起先的研究是把导体放在磁铁旁边、用磁铁碰导线、绕在磁铁上等，是一种静
止的情况。1831 年 8 月，他在一个圆形软铁环两边绕上 A、B 两组线圈，偶然他在 A
组线圈同电池接通或切断的瞬间，B 组线圈中会感生出电流。尽管这是一个偶然的机
会，但对于一个十分潜心研究的科学家来说，且是必然的。
师：是不是法拉第真的发现了磁生电呢？你对是否是磁生电有什么疑问呢？
生：是不是铁芯起了什么作用呢？
生：是不是与左边线圈中的电流有直接关系，而不是磁生电呢？
生：为什么闭合瞬间会有电流呢？
……(可将学生问题板书在黑板上交流)
让学生讨论，根据猜想设计实验方案。
二、电磁感应现象
师：每组选一个同学将讨论的检验以上猜想的方案和大家交流。
（提问，引导学生找到探究的方案）
方案一：（是不是铁芯起作用）可将铁芯去掉，观察电流表指针是否偏转。（若有
学生提出这个方案，老师验证）
方案二：(是不是与左边线圈中的电流直接产生效果)通电线圈等效电磁铁，在连
有线圈的闭合电路中直接用条形磁铁插入、放入不动、拔出，观察电表来验证。
方案三：直接将闭合电路中一部分导体放在磁场中不动、运动（平行运动、切割）
来观察电流表指针偏转。
方案四：模仿法拉第的实验——将小线圈放入大线圈中通电、断电瞬间，或通电
后将小线圈插入大线圈、从大线圈中拔出过程，或用滑动变阻器改变线圈中电流的大
小。观察电流表指针是否有偏转。
【学生开始探究】
利用桌子上的仪器，根据以上设计方案进行探究，并做好记录，选出一个代表
带着记录结果在讲台上讲解，并讲记录结果在实物平台上展示。
探究一：如图，使闭合电路的部分导线在匀
强磁场中做如下运动，观察电流表指针。
导体 AB 不动时，电流表指针____________；
导体 AB 向右运动时，电流表指针________；
导体 AB 向左运动时，电流表指针________；
导体 AB 向下运动时，电流表指针________；
导体 AB 向上运动时，电流表指针________；
结论：只有左右平动时，导体棒切割磁感线，
有电流产生，前后平动、上下平动，导体棒都不切割磁感线，
没有电流产生。
探究二：如图，闭合回路、条形磁铁，进行以下操作时，
观察电流表指针。
向螺线管中插入磁铁时，电流表指针_______________；
螺线管中磁铁不动时，电流表指针_______________；
从螺线管中拔出磁铁时，电流表指针_______________；
磁 铁 不 动 ， 螺 线 管 套 进 磁 铁 时 ， 电 流 表 指 针
_______________；
学生探究过程
探究一：
导体切割磁感线
探究二：
磁铁引起的磁场变化
探究三：
模仿法拉第的实验
总结归纳结论
在 已 有 概 念 不 能 简
练、正确解释现象时，
引入新的物理量。
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磁铁不动，螺线管套进磁铁后不动，电流表指针_______________；
磁铁不动，螺线管从磁铁处移走时，电流表指针_______________。
结论：当磁铁与螺线管发生相对运动时，电流表指针偏转，闭合电路中有电流。
探究三：（模仿法拉第的实验）如图，通电小线圈
A 放入大线圈 B 中，A 与电源、开关、滑动变阻器连
接，进行以下操作时，观察电流表指针。
闭 合 开 关 通 电 的 瞬 间 ， 电 流 表 指 针
_______________；
闭合开关后，滑动变阻器滑片不动，电流表指针
_______________；
断开开关断电的瞬间，电流表指针_______________；
闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，电流表指针_____________。
结论：当小线圈 A 中电源接通断开瞬间、线圈 A 中电流发生变化时，线圈 B 所
在回路中才有感应电流。
（探究结束，学生交流：部分组的代表上讲台讲解实验现象和结果）
法拉第指出：产生的电流与原电流的变化有关，而不是与原电流本身有关．他将
这一现象与导体上的静电感应类比，把它取名为“电磁感应”．
（投影显示）
1、电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象
2、感应电流：由磁场产生的电流叫感应电流
师：(总结学生实验)其实法拉第发现“磁生电”现象后，接连又做了几十个这类
实验．他把产生感应电流的情况概括成五类：
（1）在磁场中运动的导体；
（2）变化着的磁场；
（3）运动的磁场；
（4）变化着的电流；
（4）运动的恒定电流。
师：如果我们把产生感应电流的条件表述为以上五种，既复杂
又不好记。总结分析发现，感应电流的产生与磁场的变化有关。
下面我们引入一个描述磁场变化的物理量：
（投影显示）三、磁通量
1、定义：面积为 S，垂直匀强磁场 B 放置，则 B 与 S 乘积，
叫做穿过这个面的磁通量，用Φ表示。如图所示。
2．定义式：Φ=B·S
适用条件：a.磁场是匀强磁场 b.磁感线要与平面相垂直
若 B 与 S 不垂直，则Φ=B·S┻ （S┻ 指 S 在垂直磁
场方向的投影面积）
3．单位：韦伯（Wb） 1Wb=1T·m2
4．意义：表示穿过这个面的磁感线条数的多少。
如图，穿过一个面的磁感线条数越多，磁通量越大。
5．磁通量是标量，但是有正负之分，磁感线穿过
某一个平面，要注意是从哪一面穿入，哪一面穿出．如
果方向相反要相互抵消。
思考：我们可以通过什么办法改变磁通量？
分析论证实结果
试图用新概念总结结
论
利用实验演示释疑
得出产生感应电流的
条件
介绍其他科学家的研
究，对比讲解法拉第
对学生情感、态度与
价值观教育
从能量的角度分析电
磁感应现象
趣味实验，巩固所学
知识，激发课后探究
的兴趣
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提问学生后，教师总结。
问：我们探究的产生感应电流的条件能否用磁通量描述呢？
生 1：切割磁感线时闭合电路中有电流。根据磁通量定义Φ＝BS 对闭合回路而
言，所处磁场 B 未变，仅因为 AB 的运动使回路在磁场中部分面积变了，使穿过回路
的磁通变化，故回路中产生了感应电流。（用多媒体演示）
师：图甲、乙、丙三图中，能够产生感应电流的是（ ）
（切割磁感线产生的感应电流，要对比分析不切割而平行磁场运动时，没有感应电流
产生——磁通量没变。）
【演示实验】利用匀强磁场演示以上三种情况下线圈在磁场中运动时是否有感应
电流产生。
导体不切割磁感线时，磁通量没变，电路中没有电流。
生 2：当线圈与磁铁有沿轴线的相对运动时，所处磁场 B 因磁铁的远离和靠近而
变化，而 S 未变，故穿过线圈的磁通变化。
当磁铁靠近线圈的过程中，穿过线圈的磁通量增大，
当磁铁离开线圈的过程中，穿过线圈的磁通量减小。
当磁铁在线圈中不动时，磁通量不变，电路中没有电流。。
生 3：滑片移动或开关通断，引起 A 中电流变，则磁场变，穿过 B 的磁通变 ，
故 B 中产生感应电流。
当 A 中电流稳定时，磁场不变，磁通不变，则 B 中无感应电流。
教师归纳：综上所述，不同的实验，其共同处在于：产生感应电流的前提均为穿
过闭合回路的磁通量的变化，只不过引起磁通量变化的原因各不相同。当穿过闭合线
圈的磁通量的变化时，闭合线圈中会有电流产生。
（投影显示）四、产生感应电流的条件：
只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会有感应电流产生。
师：我们在不知不觉中循着古人的足迹进行了一次完整的探究过程：从提出问题
——猜想与假设——设计方案(选取器材)——探究过程——分析论证——得出结论。
并在实验中进行了有效的交流与合作.法拉第在探究中是不是其他人没有做什么呢？
（投影显示）※遗憾出在哪?
在法拉第探索的 10 年中，是不是其他人没干什么呢？当然不是。19 世纪对磁生
电的探索是一场国际性的研究活动。值得一提的有两位科学家——安培和克拉顿。
1821 年，法国科学家安培已经开始探索磁生电的途径。答案安培做实验时总是
变化夹角的变化引起和不变，不变，
变化。变化，可能引起变化，
变化。变化，引起不变，
变化。变化，引起不变，
SBBS
SB
BS
SB
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保持线圈中的电流不变，没有观察到
电磁感应现象。
瑞 士 年 轻 的 科 学 家 克 拉 顿 在
1825 年也用实验探索如何产生感应
电流。他用条形磁铁在线圈中插进和
抽出进行实验时，为了排除磁体对“电
流表”的影响，把“电流表”和线圈
放在两个房间中。实验时，他在两个
房间中跑来跑去，没有观察到电磁感应现象。
说说，他俩的遗憾出自哪？
五、电磁感应的过程实质上是能量的转化过程
电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用,因此,要维持感
应电流的存在,必须有“外力”克服安培力做功。此过程中,其他形式的能量转化为电能。
“外力”克服安培力做了多少功,就有多少其他形式的能转化为电能。
当感应电流通过用电器时,电能又转化为其他形式的能量。安培力做功的过程,是
电能转化为其它形式能的过程。安培力做了多少功,就有多少电能转化为其它形式的
能。
（1）机械能（或其他形式的能）转化为电能
（2）电能（转化）磁场能（转化）电能
※趣味实验：
利用导线跳绳切割地磁场的磁感线产
生感应电流。
（四）巩固练习
【例 1】在图所示的条件下，闭合矩形线圈
中能产生感应电流的是（EF ）
【例 2】如右图所示，线圈收缩时，有感应电流产生吗？
结束语
一旦科学插上幻想的翅膀，它就能赢得胜利。
——法拉第
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课
后
小
结
这节课我们
引出了一个概念——磁通量；
经历了一次探究——探究磁生电
发现了一个现象——电磁感应现象
得出了一个结论——产生电磁感应的条件
明白了一个道理——科学研究需要耐心、毅力和锲而不舍的精神（法拉第 10 年的努力）
作
业
1．探究“摇绳发电”问题，写一篇关于“研究电磁感应现象”的小论文。
2．书面完成 P 练习一
三、教学反馈：
本节课完成了既定任务，取得了满意的教学效果。在课堂上学生经历了一次完整的探究
活动，学会了科学探究的方法；在交流中培养了协作精神，锻炼了表达能力。基本上学生都
动了起来，参与了探究。另外，两个趣味实验既提起了本节课上学生的探究兴趣，也使学生
对后续知识的学习有了一个悬念，比如上完课后有学生问道：为什么磁铁插入铝环后铝环后
退，拔出铝环时，它又跟来呢？学生已经又了探究电流方向的愿望。另外，在课堂探究中，
对学生必要的引导是非常重要的，比如通过法拉第实验，学生认识到了猜想与假设要有的放
矢；通过组织学生交流方案，使学生集思广益，使学生认识到，科学研究要有合作精神，不
要一味地单打独斗。本节课结束之前，我拿法拉第的一句名言作为结束语，希望使学生振奋
起来并能热情高涨地投入学习和研究中。
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