资源简介

浙教版八年级下册《3.4 磁生电（电磁感应）》教学设计
一、教学内容确定
（一）核心概念
电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电流，这种现象叫电磁感应，产生的电流为感应电流；电路不闭合时，导体切割磁感线仅产生感应电压，无感应电流。
产生感应电流的三个必备条件：电路闭合、导体是电路的一部分、导体在磁场中做切割磁感线运动，三者缺一不可。
感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关；单一改变其一，感应电流方向改变，同时改变两者，感应电流方向不变。
感应电流的大小与导体切割磁感线的速度、磁场强弱、导体切割的有效长度 / 匝数有关，速度越快、磁场越强、有效长度越长，感应电流越大。
电磁感应现象的能量转化为机械能转化为电能，这是发电机的核心工作原理，也是大规模获取电能的基础；同时电磁感应原理也应用于电磁炉、磁异探测器等设备。
（二）跨学科概念
因果与推理：通过控制变量法探究感应电流的产生条件、方向和大小的影响因素，建立 “变量改变 — 现象变化 — 结论推导” 的因果链条，培养逻辑推理能力。
能量转化与守恒：电磁感应中机械能与电能的相互转化，符合能量守恒定律，体现不同能量形式的可控转化与守恒规律。
科学探究与创新：从 “电生磁” 反向思考 “磁能否生电”，法拉第的探究过程体现了逆向思维和科学探究的创新精神。
技术与社会：电磁感应原理推动了发电机的发明，实现了电能的大规模生产和利用，推动了电气化社会的发展；其在电磁炉、磁异探测器等设备中的应用，体现了科学原理对技术发明和社会生活的支撑作用。
模型与表征：通过导体切割磁感线的实物模型、磁感线分布的示意图，帮助理解电磁感应的产生条件，建立 “物理现象 — 模型表征 — 规律总结” 的思维模式。
二、教学目标
（一）科学目标
能准确说出电磁感应现象的定义，明确产生感应电流的三个必备条件，区分感应电流和感应电压的不同。
掌握感应电流方向的影响因素，能判断导体运动方向或磁场方向改变时感应电流的方向变化；知道感应电流大小的影响因素。
理解电磁感应现象中的能量转化形式（机械能→电能），明确其是发电机的核心工作原理。
能运用电磁感应原理解释生活中的相关现象（如电磁炉、磁异探测器的工作原理），区分电生磁和磁生电的不同规律。
（二）科学思维
通过 “电生磁→磁能否生电” 的逆向思考，培养逆向思维和科学探究的猜想能力；通过控制变量法探究电磁感应的规律，提升单一变量控制、现象分析归纳的科学思维能力。
从实验现象出发推导电磁感应的规律，建立 “实验现象 — 数据分析 — 规律总结” 的逻辑链条，提升因果推理和逻辑分析能力。
对比电生磁（奥斯特实验）和磁生电（电磁感应）的规律，培养对比分析和知识迁移的能力，厘清电磁相互作用的不同表现形式。
分析感应电流大小与多个因素的关系，培养多因素分析和定量思维能力，理解变量之间的关联。
（三）探究实践
能规范完成 “探究电磁感应产生条件” 的实验，正确连接电路、操作导体在磁场中的运动，观察灵敏电流表的指针偏转，记录实验现象并得出结论。
开展 “探究感应电流方向影响因素” 的实验，通过控制变量法改变导体运动方向和磁场方向，观察电流表指针偏转方向，归纳规律。
尝试设计简单实验探究感应电流大小的影响因素（如改变导体切割速度、更换不同磁性的磁体），提升实验设计和动手操作能力。
参与 “摇动软电线产生感应电流” 的实践活动，体验电磁感应现象，加深对产生条件的理解。
（四）态度责任
了解法拉第发现电磁感应现象的探究历程，感受科学家坚持不懈、勇于探索的科学精神，激发对电磁学知识的探究兴趣。
在实验探究中，培养严谨操作、实事求是的科学态度，体会合作交流在实验中的重要性，养成规范记录实验现象的习惯。
认识电磁感应原理对发电机发明和电气化社会发展的重要意义，体会科学原理对技术发明和社会进步的推动作用，增强学习科学的责任感。
了解电磁感应原理在生活和科技领域的广泛应用，感受科学知识的实用性，树立科学技术服务于生活的意识。
三、教学重难点
（一）重点
电磁感应现象的定义和产生感应电流的三个必备条件。
感应电流方向的影响因素。
电磁感应现象的能量转化及发电机的工作原理。
（二）难点
理解切割磁感线运动的含义，能判断导体的运动是否为切割磁感线运动。
掌握控制变量法在电磁感应探究实验中的规范应用，准确分析单一变量对感应电流的影响。
区分电生磁和磁生电的本质不同，厘清两者的规律和应用场景。
理解电磁感应原理在电磁炉、磁异探测器等设备中的具体应用。
四、教学准备
实验器材：蹄形磁体（不同磁性强度）、轻质导体棒、灵敏电流表、开关、导线、线圈（不同匝数）、软电线（约 10m）、铁架台。
教学资源：课件（包含法拉第探究历程、磁感线示意图、实验装置图、电磁感应应用视频）、电磁感应实验动画、电生磁与磁生电对比表格。
学具：实验现象记录单、磁感线草图本、探究实验设计表。
五、教学环节设计
（一）情境导入，逆向猜想
复习回顾：奥斯特实验证明了电生磁，揭示了电与磁的联系，那么反过来，磁能否生电呢？
情境设问：展示风力发电机、水力发电机的图片 / 视频，提问：“风力、水力驱动叶片转动就能发电，电是如何从磁场中产生的？”
史料引入：介绍法拉第历经 10 年探究 “磁生电” 的历程，激发学生的探究兴趣，引出课题：今天我们就来探究磁生电的奥秘 —— 电磁感应现象。
【设计意图】通过电生磁的逆向思考提出问题，形成认知冲突；结合发电机的实际应用和法拉第的探究历程，激发学生的探究欲望和科学精神，自然导入课题。
（二）探究新知一：探究电磁感应的产生条件
提出问题与猜想：
问题：什么条件下磁场能产生电流？
猜想：引导学生结合电生磁的规律，猜想：可能需要闭合电路、导体在磁场中运动、切割磁感线等条件。
实验探究：设计闭合电路（导体棒、灵敏电流表、开关串联），将蹄形磁体放在铁架台上，导体棒置于磁场中，通过控制变量法分步实验，观察灵敏电流表指针是否偏转：
实验 1：电路断开，导体棒在磁场中做切割磁感线运动→指针不偏转（无感应电流）；
实验 2：电路闭合，导体棒静止在磁场中→指针不偏转（无感应电流）；
实验 3：电路闭合，导体棒沿磁感线方向（上下）运动→指针不偏转（无切割磁感线，无感应电流）；
实验 4：电路闭合，导体棒垂直切割磁感线（左右）运动→指针偏转（有感应电流）；
实验 5：电路闭合，导体棒斜向切割磁感线（斜上下）运动→指针偏转（有感应电流）。
总结结论：
电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应，产生的电流为感应电流；
产生感应电流的三个必备条件：①电路闭合；②导体是电路的一部分；③导体做切割磁感线运动；
补充知识点：电路不闭合时，导体切割磁感线仅产生感应电压，无感应电流。
难点突破：结合磁感线示意图，讲解切割磁感线运动的含义 —— 导体的运动方向与磁感线方向不平行，能切断磁感线的运动。
【设计意图】通过控制变量法的分步实验，让学生亲手操作、观察现象，直观得出电磁感应的产生条件；结合磁感线示意图突破 “切割磁感线运动” 的难点，突出教学重点。
（三）探究新知二：感应电流的方向与大小的影响因素
1.探究感应电流的方向影响因素：
实验设计：保持电路闭合，导体棒做切割磁感线运动，通过控制变量法改变单一因素，观察电流表指针偏转方向（代表电流方向）：① 保持磁场方向不变，改变导体切割方向（左→右）→指针偏转方向改变→感应电流方向改变；② 保持导体切割方向不变，改变磁场方向（N→S 上下对调）→指针偏转方向改变→感应电流方向改变；③ 同时改变切割方向和磁场方向→指针偏转方向不变→感应电流方向不变。
总结结论：感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关；单一改变其一，电流方向改变，同时改变两者，电流方向不变。
2.探究感应电流的大小影响因素：
提出问题：感应电流的大小与哪些因素有关？
猜想与实验：引导学生猜想与速度、磁场强弱、线圈匝数有关，通过简单实验验证：① 同一磁体，导体切割速度越快→指针偏转角度越大→电流越大；② 同一切割速度，换磁性更强的磁体→指针偏转角度越大→电流越大；③ 同一条件，换匝数更多的线圈→指针偏转角度越大→电流越大。
总结结论：感应电流的大小与导体切割磁感线的速度、磁场强弱、线圈匝数 / 导体有效长度有关。
【设计意图】继续运用控制变量法开展探究，让学生在实验中自主归纳感应电流方向和大小的影响因素，提升实验分析和归纳总结能力，落实科学思维和探究实践目标。
（四）探究新知三：电磁感应的能量转化与实际应用
能量转化：分析电磁感应实验中，导体的运动需要消耗机械能（手推动导体），最终产生了电能（感应电流），得出能量转化形式：机械能 → 电能；强调这是发电机的核心工作原理，实现了电能的大规模生产。
电生磁与磁生电对比：展示对比表格，厘清两者的本质区别，帮助学生区分记忆：
现象 发现者 条件 能量转化 应用
电生磁 奥斯特 通电导体周围 电能→磁能 电磁铁、电动机
磁生电（电磁感应） 法拉第 闭合电路、切割磁感线 机械能→电能 发电机、电磁炉
实际应用：结合课件视频，讲解电磁感应原理的应用：
发电机：水力、风力、火力发电机均基于电磁感应原理，将机械能转化为电能；
电磁炉：利用高频交变磁场使铁锅产生涡旋电流，通过电流的热效应加热；
磁异探测器：将磁场变化转化为电流变化，实现潜艇、金属的探测。
实践活动：组织学生参与 “摇动软电线产生感应电流” 的活动，将软电线两端接灵敏电流表，两名学生摇动电线，观察指针偏转，体验电磁感应现象。
【设计意图】通过能量转化分析，建立电磁感应与发电机的关联；通过对比表格突破 “电生磁与磁生电区分” 的难点；结合实际应用和实践活动，让学生感受科学知识的实用性，落实态度责任目标。
（五）课堂小结，梳理脉络
师生共同梳理知识框架：
核心现象：电磁感应（磁生电），法拉第发现；
产生条件：电路闭合、导体是一部分、切割磁感线运动；
感应电流：方向（切割方向、磁场方向）、大小（速度、磁场强弱、匝数）；
能量转化：机械能→电能；
实际应用：发电机、电磁炉、磁异探测器；
对比区分：电生磁（奥斯特）→电能→磁能，磁生电→机械能→电能。
强调核心要点：产生感应电流的三个条件、感应电流方向的影响因素、能量转化形式。
【设计意图】帮助学生构建系统的知识框架，强化核心知识点的记忆，厘清电与磁相互作用的规律，形成完整的知识体系。
（六）课堂练习，巩固提升
基础题：产生感应电流的三个必备条件是什么？电磁感应现象的能量转化是什么？
分析题：闭合电路的一部分导体在磁场中运动，电流表指针不偏转，可能的原因是什么？
应用题：磁异探测器能将磁场变化转化为电流变化，其工作原理是什么？该过程的能量转化是什么？
师生共同点评，针对易错点（如切割磁感线的判断、电生磁与磁生电的区分）进行强调。
【设计意图】通过分层练习，巩固本节课的核心知识点，强化学生对知识的应用能力；及时发现学生的知识漏洞，进行针对性讲解。
六、板书设计
3.4.1电磁感应
一、发现历程：法拉第→历经10年探究磁生电，揭示电与磁的逆向联系
二、电磁感应现象
定义：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生电流的现象；产生的电流叫感应电流。
产生条件（三者缺一不可）：
① 电路闭合；② 导体是电路的一部分；③ 导体做切割磁感线运动（运动方向与磁感线不平行）。 补充：电路不闭合→产生感应电压，无感应电流。
三、感应电流的影响因素
方向：与导体切割运动方向、磁场方向有关
单一改变其一→电流方向改变；
同时改变两者→电流方向不变。
大小：与切割速度（越快越大）、磁场强弱（越强越大）、线圈匝数 / 有效长度（越多 / 越长越大）有关。
四、能量转化：机械能 → 电能（发电机的核心工作原理）
五、实际应用
发电机（水力 / 风力 / 火力）、电磁炉、磁异探测器
六、电生磁 vs 磁生电
现象 发现者 能量转化 应用
电生磁 奥斯特 电能→磁能 电磁铁、电动机
磁生电 法拉第 机械能→电能 发电机、电磁炉
七、作业设计
（一）基础作业
完成教材课后练习，背诵电磁感应现象的定义、产生条件、能量转化形式，熟记感应电流方向的影响因素。
画出 “探究电磁感应产生条件” 的实验装置图，标注各器材名称，并简要描述实验现象和结论。
区分电生磁和磁生电的不同，填写对比表格（可补充更多维度，如实验条件、现象）。
（二）探究作业
设计一个简单实验，探究 “感应电流的大小与导体切割磁感线速度的关系”，写出实验步骤、实验现象和实验结论。
重复课堂上 “摇动软电线产生感应电流” 的实验，尝试改变摇动的速度和方向，观察灵敏电流表指针的偏转变化，记录实验现象并分析原因。
（三）拓展作业
查阅资料，了解发电机的基本结构和工作过程，结合电磁感应原理，简要说明发电机是如何持续产生电能的，撰写 150 字左右的介绍。
观察家中的电磁炉，结合所学知识，解释电磁炉为什么只能使用铁质锅具，而不能使用铝制、陶瓷锅具？
思考：电磁感应现象和通电导体在磁场中受力运动的现象，都是电与磁的相互作用，两者有什么联系和区别？（从能量转化、因果关系等角度分析）
八、教学反思
深化 “切割磁感线运动” 的理解：制作磁感线分布的立体模型，让学生亲手操作导体在磁场中的不同运动，直观判断是否切割磁感线；设计针对性的判断练习题，强化学生的理解。
提升探究实验的深度：为学生提供实验记录表格，要求记录指针偏转的角度，进行定量分析；将感应电流大小的探究作为分组探究任务，让各小组分别探究一个影响因素，然后进行成果分享，提升探究的效率和深度。
衔接发电机的知识：制作发电机的简易模型动画，展示线圈在磁场中持续转动切割磁感线的过程，让学生理解发电机的工作原理；简要介绍发电机的换向器作用，为后续学习做好铺垫。
强化实验指导：课前制作实验操作视频，规范实验步骤；实验前挑选优秀学生进行示范操作；增加教师的巡回指导频次，针对常见的操作问题进行及时纠正；为学生提供实验操作规范清单，帮助学生养成良好的实验习惯。
发挥史料的教育价值：补充法拉第探究电磁感应的具体故事（如多次实验的失败、坚持不懈的努力），让学生感受科学家的探究精神；组织学生讨论 “法拉第的探究过程对我们的启示”，落实态度责任目标。
增加分层辅导：针对不同层次的学生设计不同难度的问题和练习，对理解困难的学生进行个别辅导，通过简易的实验现象和草图，帮助其建立逻辑思维。(共26张PPT)
3.4 磁生电
【第三单元 电磁及其应用】
八年级下册
草原、戈壁滩、海边、山岗，越来越多的地方安装了风力发电机，为什么风力驱动叶片能使风机发也？发电的原理是什么？
自从奥斯特发现了电生磁，受到这一发现的启发，人们考虑：能否利用磁场来获得电流？
磁场
奥斯特
电流
法拉第
利用磁场产生电流的条件和规律
提出问题
如何通过“在磁场中运动的导体”和“运动的磁体”来产生电？
设计实验
如图所示，将线圈的一侧放入蹄形磁体
的磁场中，线圈、开关和灵敏电流表串联
成一个闭合回路，电流表用来检测电路中
是否有电流。
线圈的一边在磁场中静止时：
（1）闭合开关，观察电流表指针___偏转；
（2）换用磁性更强的蹄形磁体，闭合开关，观察电流表指针____偏转；
（3）换用匝数更多的线圈，闭合开关，观察电流表指针____偏转。
实验：将线圈的一边放入磁场中，线圈、开关和灵敏电流表串联成一个闭合回路。观察下列情况灵敏电流表中有无电流。
不
不
不
“磁生电”是一种在运动和变化的过程中才能产生的现象
线圈的一边在磁场中运动时：
（1）闭合开关，让导线在磁场中做水平向左、向右运动，观察电流表指针___偏转；
（2）闭合开关，让导线在磁场中做垂直向上、向下运动，观察电流表指针___偏转；
（3）闭合开关，让导线在磁场中做斜向上、斜向下运动，观察电流表指针___偏转。
不
有
有
导线静止而磁体运动时：
（1）闭合开关，让磁体做水平向左、向右运动，观察电流表指针___偏转；
（2）闭合开关，让磁体做垂直向上、向下运动，观察电流表指针___偏转；
（3）闭合开关，让磁体做斜向上、斜向下运动，观察电流表指针___偏转。
不
有
有
产生感应电流的条件？
产生的电流叫感应电流
改变磁场方向，线圈的一边在磁场中运动时：
（1）闭合开关，让导线在磁场中做水平向左、向右运动，观察电流表指针___偏转；
（2）闭合开关，让导线在磁场中做垂直向上、向下运动，观察电流表指针___偏转；
（3）闭合开关，让导线在磁场中做斜向上、斜向下运动，观察电流表指针___偏转。
不
有
有
　　闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应。产生的电流叫感应电流。
产生感应电流的条件：
1、电路必须是
闭合电路
2、闭合电路中的 导体在磁场中
一部分
3、切割磁感线运动
N
S
N
S
切菜板上的葱
垂直向外运动
N
S
N
S
N
S
N
S
垂直向里运动
N
S
N
S
S
N
S
N
垂直屏幕
向里运动
下面的四个图中那些会产生感应电流（　　 ）
（图中小圆表示闭合导体的一部分）
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
ＡＣ
如果在导体两端并联一只电压表，断开开关，再重做导体在磁场中作垂直于磁感线方向的运动，电流表与电压表的变化？
如果电路不闭合，当导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中不会产生感应电流，但在导体两端有感应电压。
感应电流方向与哪些因素有关？
探究：
１、保持磁场方向不变，改变切割方向；
上N下S 向里切割磁感线
上N下S 向外切割磁感线
２、保持切割方向不变，改变磁场方向；
上N下S 向外切割磁感线
上S下N 向外切割磁感线
感应电流方向与哪些因素有关？
探究：
１、保持磁场方向不变，改变切割方向；
上N下S 向里切割磁感线
上N下S 向外切割磁感线
２、保持切割方向不变，改变磁场方向；
上N下S 向外切割磁感线
上S下N 向外切割磁感线
结论：感应电流方向与切割磁场方向有关。
结论：感应电流方向与磁场方向有关
感应电流方向与导体运动方向和磁场方向有关。
当只改变导体运动方向时，电流方向　　　　；当只改变磁感线方向时，电流方向　　　　；当同时改变导体运动方向和磁感线时，电流方向　　　　。
改变
改变
不改变
　　电磁感应现象中，用机械力移动导体，消耗了机械能，在闭合电路中产生了电能，机械能转化为电能。
能量转化过程：
电能大规模生产和利用，开辟了电气化新纪元。
感应电流大小与哪些因素有关？
导体切割磁感线的速度，磁场强弱
如何用实验方法研究感应电流的大小与导体切割磁感线的速度及磁场强度之间的关系？
感应电流的大小与导线切割的速度大小、永磁体的强度、切割导线的条数和切割的有效长度有关。
把一根大约10m长的软电线的两端连接到一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合电路。两个同学摇动电线，并不断变化站立方向，观察到电流表指针__________；当两个同学沿_______方向站立、摇动电线时、产生的电流比较大。
电磁炉
电磁炉又称电磁灶，其原理是电磁感应现象。电磁炉中有高频交变电流，当高频交变电流通过电磁炉内的励磁线圈时，线圈会产生方向不断改变的高频交变磁场，这个磁场可穿过陶瓷灶台面：处于高频交变磁场中
的导体（铁锅）内部就会产生方向
不断变化的高频涡旋电流，涡旋电
流的热效应使导体快速升温，从而
使铁锅加热。

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