2021-2022学年度人教版九年级物理下册教案 第20章 第5节 磁生电

第5节　磁生电
教学目标
【知识与技能】
1．知道产生感应电流的条件．
2．知道电磁感应现象的原理及其应用．
3．知道发电机的工作原理及能量转化．
【过程与方法】
1．探究磁生电的条件，进一步了解电和磁之间的相互联系．
2．观察和体验发电机是怎样发电的．
【情感、态度与价值观】
通过实验亲身体会科学探究的过程，启发创新意识，感悟科学发展的艰辛和曲折．体会任何创造发明成果都是以科学探究为基础的，培养创新意识和尊重科学、实事求是的科学态度．
重点难点
【重点】
1．电磁感应现象产生的条件．
2．发电机的工作原理．
【难点】
发电机的工作原理．
教学过程
知识点一　什么情况下磁能生电
【自主学习】
阅读课本P138－139，完成以下问题：
1．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动而产生电流的现象称为电磁感应现象.
2．电磁感应现象中产生的电流称为感应电流.感应电流的方向与导体运动的方向和磁感线的方向都有关系．
【合作探究】
通电导线在磁场中会受到力的作用，从而使导体发生了运动，那么反过来，如果让导体在磁场中先运动，导体中会不会产生电流呢？
演示一　按照如下图所示进行实验，让导体在磁场中运动．
(1)闭合开关，让直导线在蹄形磁体的磁场中静止，换用不同强度的磁体，观察电流表指针偏转情况．
(2)闭合开关，让直导线在蹄形磁体中上、下运动，观察电流表指针偏转情况．
(3)闭合开关，将直导线在磁场中左右运动，观察电流表指针偏转情况．
(4)开关断开，将直导线在磁场中左右运动，观察电流表指针偏转情况．
导体做以上运动时，电流表指针的偏转情况是怎样的？
答：当导体向左或向右运动时，电流表指针发生偏转．当导体静止、向上或向下运动时，电流表指针都不发生偏转．
【教师点拨】
1．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，在导体中就会有电流产生，这种现象叫电磁感应现象.产生的电流叫感应电流.
2．产生感应电流的条件：①电路必须是闭合的．②磁场中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动.
【跟踪训练】
如图所示，要使流过电流表的电流反向，下列措施中可行的是(　A　)
①只将磁场反向；
②只将线圈的运动方向反向；
③同时将磁场和线圈的运动方向反向；
④增加磁体的磁性或线圈匝数．
A．①② B．②③
C．①③ D．①④
知识点二　发电机
【自主学习】
阅读课本P139－140，完成以下问题：
1．交流发电机主要由定子和转子两部分组成．线圈不动磁极旋转的发电机叫做旋转磁极式发电机．
2．我国家庭电路使用的是交流电，电压是220V，周期是0.02s，频率是50Hz，电流方向1s改变100次．
【合作探究】
演示二　手摇发电机
1．把一台手摇发电机跟灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，观察到了什么现象？说明了什么？
答：观察到灯泡会发光．说明电路中有了电流．
2．把手摇发电机跟电流表连接起来，线圈在磁场中转动时，观察到了什么现象？说明了什么？
答：可以看到电流表的指针随着线圈的转动而左右摆动．说明发电机发出的电流的大小和方向是变化的．
3．用不同的速度摇动转轮，观察灯泡亮度有什么变化？
答：发电机转速越快，灯泡亮度越亮．
概念：交流发电机产生的电流是交变电流，简称交流．在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率．
探究　交流发电机的工作原理
(1)当转子转到与磁感线垂直时，线圈没有切割磁感线，线圈中不产生电流．
(2)当转子转过平衡位置时，线圈切割磁感线，线圈中产生电流．
(3)当转子继续向下旋转到达与磁感线垂直位置时，线圈没有切割磁感线， 线圈中不产生电流．
(4)当转子继续旋转时，导体切割磁感线方向发生改变，线圈在切割磁感线，线圈中产生电流．
【教师点拨】
发电机与电动机的比较
电动机 发电机
结构 定子和转子
能量转换 电能转换成机械能 机械能转换成电能
原理 通电线圈在磁场里转动 电磁感应现象
分类 交流电动机直流电动机 交流发电机直流发电机
【跟进训练】
下列四幅实验装置图都是用来研究电与磁的，其中制作发电机依据的原理图是(　D　)
课堂小结
1．产生感应电流的条件是：闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动．这种产生感应电流的现象叫电磁感应现象．
2．感应电流的方向不仅与导体运动方向有关，还与磁感线的方向有关．
3．发电机就是根据电磁感应现象制成的，它是把机械能转化成电能的装置，主要由定子和转子组成．
4．周期性变化的电流叫交变电流，简称交流．我国交流电的频率是50 Hz.
练习设计
完成本课对应训练．
温馨提示：实验视频见课件．