20.5.磁生電課題20.5磁生電教學(xué)目標(biāo)【知識(shí)與技能】1知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象，知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。2知道發(fā)電機(jī)的原理，知道發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)化。3知道什么是交變電流，能區(qū)別交流與直流。【過(guò)程與方法】1經(jīng)歷探究磁生電條件的過(guò)程，提高學(xué)生觀察分析能力及概括能力。2培養(yǎng)將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活的意識(shí)和能力。【情感態(tài)度與價(jià)值觀】1認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的，進(jìn)一步了解探索自然奧妙的科學(xué)方法；2認(rèn)識(shí)任何創(chuàng)造發(fā)明的基礎(chǔ)是科學(xué)探索的成果，初步具有創(chuàng)造發(fā)明的意識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件；發(fā)電機(jī)的工作原理。 教學(xué)難點(diǎn)發(fā)電機(jī)的工作原理。 器材手搖發(fā)電機(jī)模型、電源、開關(guān)、導(dǎo)線、蹄形磁鐵、真金屬棒、線圈、鐵架臺(tái)等。教學(xué)過(guò)程教 學(xué) 內(nèi) 容 與 師 生 活 動(dòng)設(shè)計(jì)意圖一、創(chuàng)設(shè)情景，提出問(wèn)題導(dǎo)入新課：奧斯特實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？奧斯特實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了通電導(dǎo)體周圍存在著磁場(chǎng)。（電能生磁）追問(wèn)：反過(guò)來(lái)想，磁能否生電呢？1831年，英國(guó)偉大的物理學(xué)家法拉第，在長(zhǎng)達(dá)10余年的探索后，就實(shí)現(xiàn)了這一愿望。依據(jù)他的成就發(fā)明的發(fā)電機(jī)，開辟了電氣化時(shí)代。圖片展示：水力發(fā)電站、火力發(fā)電站，風(fēng)能發(fā)電站。電能在當(dāng)今社會(huì)可謂是必不可少，發(fā)電站是如何產(chǎn)生巨大的電能的呢？二、探究性活動(dòng)：什么情況下磁可以生電1、讓學(xué)生依據(jù)教師的引導(dǎo)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，引導(dǎo)問(wèn)題(讓學(xué)生討論回答）:問(wèn)題一：既然探究磁生電，一定離不開磁場(chǎng)，那么，選擇什么樣的磁體好呢？聯(lián)想通電導(dǎo)體的受力實(shí)驗(yàn)，討論回答：選用蹄形磁體。問(wèn)題二：假設(shè)能夠磁生電，必須具備怎樣的電路呢？討論回答：不要電源的閉合電路，為電流提供路徑。問(wèn)題三：如何驗(yàn)證是否有電流存在呢？ 討論回答：串聯(lián)小燈泡。但是當(dāng)電流很弱時(shí)，不會(huì)發(fā)光，無(wú)法觀察現(xiàn)象；串聯(lián)普通電流表。因不知電流方向，無(wú)法正確連線；串聯(lián)靈敏電流表。電流弱時(shí)，指針也會(huì)擺動(dòng)，且接線時(shí)不分正負(fù)接線柱，同時(shí)，根據(jù)指針擺動(dòng)方向，還可以判斷電流方向。引導(dǎo)學(xué)生猜想磁生電需具備的條件。如：閉合電路在磁場(chǎng)中靜止即可；磁體的磁性要足夠強(qiáng)；部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中要運(yùn)動(dòng)等。2、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟：將部分導(dǎo)線ab放置于磁場(chǎng)中，保持導(dǎo)線與磁場(chǎng)的相對(duì)靜止，觀察靈敏電流表指針。更換強(qiáng)磁體，增強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)度，仍保持導(dǎo)線ab與磁場(chǎng)的相對(duì)靜止，觀察靈敏電流表指針。保持磁場(chǎng)不變，將導(dǎo)線ab上下移動(dòng)（平行于磁感線方向），觀察靈敏電流表指針。保持磁場(chǎng)不變，將導(dǎo)線ab左右移動(dòng)（與磁感線方向垂直），觀察靈敏電流表指針。保持磁場(chǎng)不變，將導(dǎo)線ab與磁感線方向相交方向移動(dòng)，觀察靈敏電流表指針。1、 操作實(shí)驗(yàn)：按以上步驟，嘗試性操作實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄。導(dǎo)線與磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)情況電流計(jì)指針擺動(dòng)情況導(dǎo)線ab放置于磁場(chǎng)中相對(duì)靜止基本不動(dòng)導(dǎo)線ab放置于強(qiáng)磁場(chǎng)中相對(duì)靜止基本不動(dòng)導(dǎo)線ab放置于磁場(chǎng)中ab平行于磁感線運(yùn)動(dòng)（上）基本不動(dòng)導(dǎo)線ab放置于磁場(chǎng)中ab平行于磁感線運(yùn)動(dòng)（下）基本不動(dòng)導(dǎo)線ab放置于磁場(chǎng)中ab垂直于磁感線運(yùn)動(dòng)（左）向左擺動(dòng)導(dǎo)線ab放置于磁場(chǎng)中ab垂直于磁感線運(yùn)動(dòng)（右）向右擺動(dòng)導(dǎo)線ab放置于磁場(chǎng)中ab在磁場(chǎng)所中斜向運(yùn)動(dòng)擺動(dòng)2、 學(xué)生嘗試性總結(jié)后，引導(dǎo)性告知學(xué)生，步驟中的運(yùn)動(dòng)情形，就像是“刀割線”。進(jìn)而總結(jié)出產(chǎn)生電流的條件。閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。這種現(xiàn)象，稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。此時(shí)產(chǎn)生的電流，稱為感應(yīng)電流。5、探究新問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生電流時(shí)，指針是來(lái)回?cái)[動(dòng)的，這說(shuō)明什么？是什么影響到了電流方向呢？還有其他的影響因素嗎？猜想后探究：重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)步驟，改變導(dǎo)線ab運(yùn)動(dòng)方向，對(duì)調(diào)磁極，改變磁感線的方向，觀察電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向變化。學(xué)生觀察討論總結(jié)出：感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體切割磁感線方向和磁感線方向有關(guān)。三、發(fā)電機(jī)1、展示并演示手搖式發(fā)電機(jī)，注意觀察燈泡是否發(fā)光。（由慢到快搖動(dòng)搖把，會(huì)發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光，逐漸變亮）2讓學(xué)生觀察手搖發(fā)電機(jī)構(gòu)造：轉(zhuǎn)子、定子、銅環(huán)、電刷等。說(shuō)明：轉(zhuǎn)子在定子中旋轉(zhuǎn)，完成切割磁感線運(yùn)動(dòng)。銅環(huán)、電刷的配合，既始終形成通路，又避免了導(dǎo)線的纏繞，向外輸送電流。3.觀察發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)燈泡亮度的影響：加快轉(zhuǎn)動(dòng)速度時(shí)，燈泡會(huì)變得越亮，現(xiàn)象很明顯。這表明：加快切割磁感線的速度，電流會(huì)變大。（機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能）4.檢驗(yàn)手搖發(fā)電機(jī)電流方向的變化：a.將燈泡換成靈敏電流表，慢搖發(fā)電機(jī)，會(huì)發(fā)現(xiàn)：指針來(lái)回?cái)[動(dòng)；b.把兩個(gè)發(fā)光二極管極性相反的并聯(lián)起來(lái)，串聯(lián)接入電路中，搖動(dòng)搖把，會(huì)發(fā)現(xiàn)交替發(fā)光。這些都說(shuō)明產(chǎn)生的電流其方向在發(fā)生規(guī)律性的改變。總結(jié)：電流方向周期性變化的電流叫交變電流，簡(jiǎn)稱交流。這和電池供電電流不同，電池供電電流方向總是從電池的正極流向負(fù)極，方向不變，稱為直流。我國(guó)電網(wǎng)采用交流供電，頻率為50Hz。5、提出問(wèn)題：這臺(tái)發(fā)電機(jī)為我們提供了交流電，原理是什么呢？為什么電流方向還會(huì)發(fā)生規(guī)律性的改變呢？播放動(dòng)畫：播放發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，線圈兩個(gè)邊框切割磁感線的慢動(dòng)作動(dòng)畫。發(fā)電機(jī)原理：電磁感應(yīng)現(xiàn)象。展示發(fā)電機(jī)原理圖，讓學(xué)生仔細(xì)觀察分析：兩個(gè)邊框在同樣的磁場(chǎng)中切割運(yùn)動(dòng)方向總是相反的，這正好在閉合通路中形成向外輸送電流。但是，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)線圈平面與磁感線垂直的位置時(shí)，兩個(gè)邊框切割運(yùn)動(dòng)方向都發(fā)生了改變。因此，產(chǎn)生的電流方向也都發(fā)生了改變。于是電路中的電流方向出現(xiàn)周期性的變化。6、 播放視頻：自制渦輪發(fā)電機(jī)。根據(jù)內(nèi)容提出思考問(wèn)題，由學(xué)生討論后回答：大型發(fā)電機(jī)組為什么用多組線圈？（增大輸出電流）。定子和轉(zhuǎn)子各是什么？（線圈為定子，磁極為轉(zhuǎn)較強(qiáng)的磁場(chǎng)是怎樣獲得的？（永磁體改為電磁體）。發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)化是什么？（發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)化：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能）。創(chuàng)造課堂情景，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引入新課。引導(dǎo)學(xué)生一步步進(jìn)入電磁感應(yīng)的學(xué)習(xí)。經(jīng)歷整個(gè)探究過(guò)程。引導(dǎo)猜想，培養(yǎng)學(xué)生猜想能力。讓學(xué)生經(jīng)歷探究過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。讓學(xué)生設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)記錄表格，正確記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)分析實(shí)驗(yàn)、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力。創(chuàng)設(shè)情景，提出問(wèn)題，讓學(xué)生觀察思考討論，并總結(jié)出結(jié)論。培養(yǎng)學(xué)生觀察分析能力。開擴(kuò)學(xué)生視野，知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用。讓學(xué)生從物理走向社會(huì)，感受物理學(xué)在生活中的巨大作用。培養(yǎng)學(xué)生，讓學(xué)生知道任何創(chuàng)造發(fā)明的基礎(chǔ)都是科學(xué)探索的成果。課堂小結(jié)回顧本節(jié)知識(shí)點(diǎn)：1、 什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象?產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么?感應(yīng)電流的方向與什么方向有關(guān)?2、 發(fā)電機(jī)的原理是什么?發(fā)電機(jī)中能量轉(zhuǎn)化情況如何?3、 什么是交流電?我國(guó)交流電的頻率和周期分別是多少?板書設(shè)計(jì)20.5磁生電一、電磁感應(yīng)1、閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。這種現(xiàn)象，稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。此時(shí)產(chǎn)生的電流，稱為感應(yīng)電流。2、感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體切割磁感線方向和磁感線方向有關(guān)。二、發(fā)電機(jī)1、發(fā)電機(jī)構(gòu)造：轉(zhuǎn)子、定子、銅環(huán)、電刷等。2、發(fā)電機(jī)原理：電磁感應(yīng)現(xiàn)象。3、發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)化：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能）。課堂訓(xùn)練1.在央視2套“是真的嗎”欄目中，一位網(wǎng)友演示了一把如圖所示的“銅絲琴”；他將一根張緊的銅絲兩端與揚(yáng)聲器接通，銅絲旁邊放置一塊磁鐵，用手指撥動(dòng)銅絲，就能使揚(yáng)聲器發(fā)聲，演奏出優(yōu)美的樂(lè)曲。這個(gè)聲音是（D）A振動(dòng)的銅絲直接發(fā)出的 B空氣振動(dòng)而發(fā)出的 C通電銅絲在磁場(chǎng)中受力振動(dòng)而發(fā)出的 D振動(dòng)的銅絲切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流使揚(yáng)聲器發(fā)出的2. 圖為交流發(fā)電機(jī)原理圖，線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，則（B）A兩磁極間的磁場(chǎng)方向向左B線圈在磁場(chǎng)中切割磁感線 C通過(guò)燈泡的電流方向不變 D線圈一定不受磁場(chǎng)力作用 3. 如圖是研究產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（B）A只要導(dǎo)體AB在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，電流表的指針就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn) B對(duì)調(diào)兩個(gè)磁極方向，電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變 C改變導(dǎo)體AB切割磁感線的方向， 電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向不發(fā)生改變 D電磁感應(yīng)是把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能 4.中央電視臺(tái)“加油向未來(lái)”某期節(jié)目中，有一項(xiàng)比賽，兩個(gè)小組利用完全相同的設(shè)備，通過(guò)騎車發(fā)電來(lái)烤熟兩個(gè)一樣的面包，首先烤熟面包的小組獲勝，以下判斷正確的是（ C）A騎車發(fā)電利用了電流的磁效應(yīng) B騎車發(fā)電利用了磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 C獲勝小組獲得的電流要大些 D兩個(gè)小組烤熟面包用的發(fā)熱體是串聯(lián)的 5. 如圖所示，兩根絕緣細(xì)線懸掛著的導(dǎo)體ab，放在U形磁鐵中央，ab兩端連接著導(dǎo)線。在虛線框中接入某種實(shí)驗(yàn)器材可進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究。下列說(shuō)法中正確的是（A）A接入電流表可探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，與發(fā)電機(jī)原理相同 B接入電流表可探究通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力，與發(fā)電機(jī)原理相同C接入電源可探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，與電動(dòng)機(jī)原理相同 D接入電源可探究通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力，與發(fā)電機(jī)原理相同 6. 科學(xué)家經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究，發(fā)現(xiàn)了電和磁有密切的聯(lián)系，其中兩項(xiàng)重要的科學(xué)探究如圖甲、乙所示，下列關(guān)于這兩項(xiàng)科學(xué)探究的說(shuō)法正確的是 （B）A甲圖實(shí)驗(yàn)探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用 B乙圖實(shí)驗(yàn)所揭示的原理可制成電動(dòng)機(jī) C甲圖中導(dǎo)體棒ab只要運(yùn)動(dòng)，電路中就會(huì)產(chǎn)生電流 D乙圖中若只將磁體的兩極對(duì)調(diào)，導(dǎo)體棒ab的運(yùn)動(dòng)方向不改變 作業(yè)布置1.課后P142“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”第1、2、4題2.調(diào)查生活中還有哪些地方用到了發(fā)電機(jī)