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摘要：本节课是从感应电流进一步深入到感应电动势来理解的，即研究“决定感应电动势大小的因素”。教科书在这个问题上的处理并没有通过实验探究，而是以陈述事实的方式，引入法拉第电磁感应定律，而本节课的设计既延续了这一思想，又结合生活发现，设计了两个创新实验进行验证，既让学生领会了物理学的真正历史，也在实验探究中加深了对法拉第电磁感应现象的理解，提高了学生获取知识的乐趣。
关键词：法拉第电磁感应定律;感应电动势;磁通量变化率
中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1992-7711（2020）16-075-1
《法拉第电磁感应定律》是人教版普通高中课程标准实验教科书·物理选修3-2·第四章第四节。新课程标准对本节内容的要求层次为：知道什么叫感应电动势，理解法拉第电磁感应定律的内容及数学表达式。课程标准的这种要求充分考虑到高中学生的知识基础和认知能力。通过学习，提高学生的观察能力、理解能力、探究能力和分析能力。就本节内容而言，“法拉第电磁感应定律”是电磁学的核心内容，从知识的发展来看，它既能与电场、磁场和恒定电流有紧密的联系，又是学习交流电、电磁振荡和电磁波的重要基础;从能力的发展来看，它既能在与力、热知识的综合应用中培养综合分析能力，又能全面体现能量守恒的观点。因此，它既是教学的重点，又是教学的难点。
一、思想创新
教科书用“在法拉第、纽曼、韦伯等人工作的基础上，人们认识到：感应电动势与穿过这一回路的磁通量的变化率成正比”的表述给出了电磁感应定律，其目的是力圖通过这一物理规律的教学，充分体现人类认识事物的一种真实图景。本文的思想是既再现历史的真实研究场景，又结合科学技术的发展，设计实验进行验证，提高学生学习物理的兴趣。
二、实验创新
本节课在实验上做了两个创新，一个是从生活中获得的灵感，设计了教师演示实验利用电磁炉可以产生变化的磁场，间接导致回路上有变化的磁通量，而灯泡的亮度变化可以直观的让学生感受匝数和磁通量的变化率对感应电动势的理解;二是设计了学生实验，利用学生电源，大小线圈，滑动变阻器，多用电表等定量验证法拉第电磁感应定律，数据的处理学生可以直接进行计算，也可以作图说明;最后对误差进行分析，充分培养了学生分析问题、解决问题的能力，感悟从不同物理现象中抽象出个性与共性问题的方法，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想。
三、容易推广
本次实验不管是教师演示实验，还是学生分组实验，用到的所有实验器材均为实验室常用器材和生活中常见材料，做出来的实验现象效果明显，学生震撼，并且能够通过问题设置疑惑，充分调动学生学习的积极性，进行思维的碰撞，从而达到师生共鸣的效果。
实验解说：
1.教师演示实验
设计初衷：长期以来，学生对于法拉第电磁感应定律的理解停留在思想层面和理解层面，并未直观的通过实验看到匝数，磁通量的变化率对感应电动势的理解，尤其是磁通量的方向性，更是学生较难理解的难题之一，因此设计该试验，让学生从现象层面加深认识从而促进对其本质的理解。
器材准备：电磁炉，导线，小灯泡，滑动变阻器，小铝盆
实验原理：电磁炉可以在其周围产生变化的磁场，我们将一匝线圈连接灯泡和滑动变阻器套在电磁炉上，滑动变阻器主要起到保护电路的作用，这个时候保持线圈匝数不变，逐步升高电磁炉的频率，我们可以清楚地看到灯泡逐步变亮;然后保持电磁炉的频率为某一定值，依次增加线圈的环绕匝数，灯泡的量度也会逐渐变亮。注意：这里有一个很好的教学机会，就是我们在放置最后一匝线圈的时候，趁学生不注意，转个圈，让电流方向与之前的相反，导致的直观现象就是，匝数增加，但小灯泡的亮度并没有增加反倒降低了，学生非常震撼，进一步利用此现象讲解磁通量的方向性，从而巧妙地突破教学难点。
2.学生分组实验
设计初衷：本节内容一直都没有简单有效的学生分组实验，因此设计此实验，力图让学生从理论和实验上双重理解法拉第电磁感应定律，加深认识。
器材准备：学生电源、大小线圈、指针式多用电表、滑动变阻器、导线
实验原理：用导线将学生电源、滑动变阻器、大线圈连接起来，滑动变阻器主要起到保护电路的作用，学生电源使用交流电，大线圈周围就会产生变化的磁场，小线圈里面就会产生感应电流，随着交流电压的升高，小线圈里面磁通量的变化率也会升高，交流电压成倍增加，小线圈产生的感应电动势也成倍增加，从而精确地验证法拉第电磁感应定律，数据如下表：
UAB（V）△φ△t1.52.22.93.64.3
UCD（V）E1.42.12.83.54.2
数据分析和误差分析：从数据中我们可以看到，当小线圈的电压逐渐增加，它周边产生的磁通量的变化率就会增加，小线圈周边的磁通量增加多少，我们看到大线圈产生的感应电动势也会增加多少，那为什么小线圈产生的磁通量的变化率不等于大线圈的感应电动势，仔细分析有以下三条原因：
大小线圈的匝数不同
小线圈和大线圈中间没有完全紧贴，有空隙
周边电路中的交流电产生的磁场对大线圈的影响
如果我们可以克服这些误差，做到小线圈产生的磁通量的变化率和大线圈产生的感应电动势第一组数据相等，那我们通过后面的数据就准确的验证了法拉第电磁感应定律。
综上，本文通过设计创新实验，既还原了课本真实的物理学发展历史，又通过演示实验和小组实验，让学生真实的体会到法拉第电磁感应定律的正确性，锻炼了学生的思维能力和动手能力，也提高了学生学习物理的兴趣，落实了物理学科核心素养，让我们的学生真正具备将来应对各种挑战的必备品格和关键能力。
[参考文献]
[1]袁俊.法拉第电磁感应定律”创新实验设计[J].中学物理教学参考，2018（Z1）.
（作者单位：陕西省西安市第六十六中学，陕西 西安 710018）
关键词：法拉第电磁感应定律;感应电动势;磁通量变化率
中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1992-7711（2020）16-075-1
《法拉第电磁感应定律》是人教版普通高中课程标准实验教科书·物理选修3-2·第四章第四节。新课程标准对本节内容的要求层次为：知道什么叫感应电动势，理解法拉第电磁感应定律的内容及数学表达式。课程标准的这种要求充分考虑到高中学生的知识基础和认知能力。通过学习，提高学生的观察能力、理解能力、探究能力和分析能力。就本节内容而言，“法拉第电磁感应定律”是电磁学的核心内容，从知识的发展来看，它既能与电场、磁场和恒定电流有紧密的联系，又是学习交流电、电磁振荡和电磁波的重要基础;从能力的发展来看，它既能在与力、热知识的综合应用中培养综合分析能力，又能全面体现能量守恒的观点。因此，它既是教学的重点，又是教学的难点。
一、思想创新
教科书用“在法拉第、纽曼、韦伯等人工作的基础上，人们认识到：感应电动势与穿过这一回路的磁通量的变化率成正比”的表述给出了电磁感应定律，其目的是力圖通过这一物理规律的教学，充分体现人类认识事物的一种真实图景。本文的思想是既再现历史的真实研究场景，又结合科学技术的发展，设计实验进行验证，提高学生学习物理的兴趣。
二、实验创新
本节课在实验上做了两个创新，一个是从生活中获得的灵感，设计了教师演示实验利用电磁炉可以产生变化的磁场，间接导致回路上有变化的磁通量，而灯泡的亮度变化可以直观的让学生感受匝数和磁通量的变化率对感应电动势的理解;二是设计了学生实验，利用学生电源，大小线圈，滑动变阻器，多用电表等定量验证法拉第电磁感应定律，数据的处理学生可以直接进行计算，也可以作图说明;最后对误差进行分析，充分培养了学生分析问题、解决问题的能力，感悟从不同物理现象中抽象出个性与共性问题的方法，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想。
三、容易推广
本次实验不管是教师演示实验，还是学生分组实验，用到的所有实验器材均为实验室常用器材和生活中常见材料，做出来的实验现象效果明显，学生震撼，并且能够通过问题设置疑惑，充分调动学生学习的积极性，进行思维的碰撞，从而达到师生共鸣的效果。
实验解说：
1.教师演示实验
设计初衷：长期以来，学生对于法拉第电磁感应定律的理解停留在思想层面和理解层面，并未直观的通过实验看到匝数，磁通量的变化率对感应电动势的理解，尤其是磁通量的方向性，更是学生较难理解的难题之一，因此设计该试验，让学生从现象层面加深认识从而促进对其本质的理解。
器材准备：电磁炉，导线，小灯泡，滑动变阻器，小铝盆
实验原理：电磁炉可以在其周围产生变化的磁场，我们将一匝线圈连接灯泡和滑动变阻器套在电磁炉上，滑动变阻器主要起到保护电路的作用，这个时候保持线圈匝数不变，逐步升高电磁炉的频率，我们可以清楚地看到灯泡逐步变亮;然后保持电磁炉的频率为某一定值，依次增加线圈的环绕匝数，灯泡的量度也会逐渐变亮。注意：这里有一个很好的教学机会，就是我们在放置最后一匝线圈的时候，趁学生不注意，转个圈，让电流方向与之前的相反，导致的直观现象就是，匝数增加，但小灯泡的亮度并没有增加反倒降低了，学生非常震撼，进一步利用此现象讲解磁通量的方向性，从而巧妙地突破教学难点。
2.学生分组实验
设计初衷：本节内容一直都没有简单有效的学生分组实验，因此设计此实验，力图让学生从理论和实验上双重理解法拉第电磁感应定律，加深认识。
器材准备：学生电源、大小线圈、指针式多用电表、滑动变阻器、导线
实验原理：用导线将学生电源、滑动变阻器、大线圈连接起来，滑动变阻器主要起到保护电路的作用，学生电源使用交流电，大线圈周围就会产生变化的磁场，小线圈里面就会产生感应电流，随着交流电压的升高，小线圈里面磁通量的变化率也会升高，交流电压成倍增加，小线圈产生的感应电动势也成倍增加，从而精确地验证法拉第电磁感应定律，数据如下表：
UAB（V）△φ△t1.52.22.93.64.3
UCD（V）E1.42.12.83.54.2
数据分析和误差分析：从数据中我们可以看到，当小线圈的电压逐渐增加，它周边产生的磁通量的变化率就会增加，小线圈周边的磁通量增加多少，我们看到大线圈产生的感应电动势也会增加多少，那为什么小线圈产生的磁通量的变化率不等于大线圈的感应电动势，仔细分析有以下三条原因：
大小线圈的匝数不同
小线圈和大线圈中间没有完全紧贴，有空隙
周边电路中的交流电产生的磁场对大线圈的影响
如果我们可以克服这些误差，做到小线圈产生的磁通量的变化率和大线圈产生的感应电动势第一组数据相等，那我们通过后面的数据就准确的验证了法拉第电磁感应定律。
综上，本文通过设计创新实验，既还原了课本真实的物理学发展历史，又通过演示实验和小组实验，让学生真实的体会到法拉第电磁感应定律的正确性，锻炼了学生的思维能力和动手能力，也提高了学生学习物理的兴趣，落实了物理学科核心素养，让我们的学生真正具备将来应对各种挑战的必备品格和关键能力。
[参考文献]
[1]袁俊.法拉第电磁感应定律”创新实验设计[J].中学物理教学参考，2018（Z1）.
（作者单位：陕西省西安市第六十六中学，陕西 西安 710018）