沪科版九年级物理 第十八章第二节科学探究：怎样产生感应电流 教案

第二节 科学探究：怎样产生感应电流
设计说明 本节课是由“电磁感应现象”和“发电机原理”两部分内容构成。教学的重点是“通过探究实验，认识电磁感应现象，发现磁生电的条件”，因此做好“电磁感应现象”的实验是解决此重点的关键。实验中应让学生充分讨论探究实验方案，认真观察实验现象，引导学生分析归纳、概括出规律。我们已经探究到通电的导体在磁场中会受到力的作用，引导学生逆向思考，受到力作用的导体在磁场中运动会不会产生电呢？让学生学会这种逆向思考问题的方法。当学生完全明白探究实验的思想、原理和方法后，分组放手让学生进行实验，并收集证据，最后要求学生分组汇报他们的结论。因为学生很难说出“闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动”这段话，所以在学生汇报的基础上教师要进行总结，同时还要让学生接受电磁感应现象和感应电流两个概念。在学习发电机工作原理时，教师要以手摇模型发电机发电为例，说明机械能与电能的转化；引导学生观看发电机工作原理图，并组织学生说出发动机的工作原理。 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.通过实验探究的过程，观察和体验发电机是怎样发电的。 【情感、态度和价值观】 通过实验亲身体会科学探究的过程，启发创新意识，培养创新意识和尊重科学、实事求是的科学态度。 重点难点 教学重点 电磁感应现象产生的条件；发电机的工作原理。 教学难点 理解“切割磁感线运动”的含义。 教学方法 实验探究法、讲解法、讨论法、启发诱导、活动体验、控制变量法、对比法、归纳法。 教具、学具 计算机多媒体教学系统、教学课件、灵敏电流计、蹄形磁体、线圈、开关、风扇、灯泡、自制教具等。 授课时数 1课时 教学过程 导入新课 教师展示PPT上的图片，并提出下列问题：图片上展示的分别是风力发电、火力发电和水力发电时的情景，那么电动机是如何发电的呢？今天就让我们一起学习第十八章第二节《科学探究：怎样产生感应电流》。 讲授新课 一、电磁感应 1.演示实验 （1）认真观察发电机模型，说出它的构造。 线圈、磁体。 （2）摇动发电机把手，使线圈快速转动，说出看到的现象。 ①灯泡发光→电路中有了电流。 ②灵敏电流计的指针随着线圈的转动而左右摆动→发电机发出的电流的大小和方向是变化的。 2.探究什么情况下磁可以生电 （1）提出问题 发电机为什么能发电呢？ （2）猜想与假设 实验表明：发电机的线圈只有在转动时才能发出电来，由此可以猜想：发电机发电，可能与线圈在磁场中的运动有关。 （3）设计实验与制订计划 将一根导体的两端用细导线悬挂起来，并与灵敏电流计、开关串联组成闭合电路。将导体放在蹄形磁体的磁场中，探究导体在磁场中怎样运动时，才能在电路中产生电流，并探究影响电流方向的因素。 （4）进行实验与收集证据 次序实验条件灵敏电流计指针偏转情况1将闭合电路的部分导体放在磁场中静止不偏转2使这部分导体在磁场中上下运动不偏转3使这部分导体在磁场中向左运动向左偏转4使这部分导体在磁场中向右运动向右偏转5对调磁极，使这部分导体在磁场中向左运动向右偏转6对调磁极，使这部分导体在磁场中向右运动向左偏转7使这部分导体在磁场中斜着运动偏转8断开开关，使这部分导体在磁场中左右运动不偏转
（5）交流与合作 ①比较实验3、4和8可知产生感应电流的条件是什么？ 答：必须是闭合电路。 ②比较实验1、2、3可知产生感应电流的条件是什么？ 答：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 ③比较实验3、4、5、6可知感应电流的方向与什么有关？ 答：与导体运动方向和磁场方向有关。感应电流的方向与导体切割磁感线的方向和磁场的方向有关。当只改变磁场或导体运动中某一个方向，感应电流方向发生改变；如果同时改变两个方向，感应电流的方向不变。 ④本实验的主要研究方法有哪些？ 答：控制变量法和转换法。 ⑤此实验的过程中的能量是如何转化的？ 答：机械能转化为电能。 （6）实验结论 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫电磁感应现象。电路中产生的电流叫做感应电流。 4.动圈式话筒 （1）构造：在接收声音的膜片后粘着一个线圈，它能随膜片一起振动，膜片后有一个环形永久磁体，线圈置于它的磁场中。 （2）工作过程：当对着话筒说话时，声音使膜片振动，线圈也跟着在磁场中运动，产生随声音变化而变化的电流，经放大后，通过扬声器还原成声音。 （3）总结归纳 5.法拉第简介 法拉第是英国科学家，出生在英国一个贫穷的工人家庭。他从小就热爱科学，发奋自学成才。 法拉第坚信，如果电流能产生磁场，磁场也一定能产生电流。经过了十年的不懈探索，终于在1831年发现了电磁感应现象，并发明了最原始的发电机。 法拉第的发现，进一步揭示了电和磁的密切联系，在科学发展史上具有划时代的贡献，开辟了电气化的新纪元。 二、发电机原理 1.合作探究：交流发电机的工作原理 （1）设线圈绕自身的轴线逆时针转动。当线圈平面与磁感线垂直时，线圈AB边和CD边运动方向与磁感线平行，不切割磁感线，线圈中不能产生电流。 （2）当线圈平面与磁感线平行时，AB边运动方向向上、CD边运动方向向下，都切割磁感线，产生感应电流。电流在由线圈、铜环1、电刷3、灵敏电流计、电刷4以及铜环2构成的电路中流动。 （3）线圈平面再次转到与磁感线垂直时，AB边和CD边运动方向又与磁感线平行，线圈中不会产生感应电流。 （5）线圈平面再次与磁感线平行，此时AB边运动方向向下，CD边运动方向向上，切割磁感线，产生感应电流，但电流方向与前面的相反。 （6）发电机工作过程中的能量是如何转化的？ 2.教师点拨 （1）发电机的制造原理：利用电磁感应现象制成的。 （2）发电机工作时能量的转化情况：机械能转化为电能。 （3）交流发电机的构造主要由转子(转动部分)和定子(固定部分)两部分组成。 （4）大型发电机发的电，电压很高、电流很强，一般采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电，为了得到较强的磁场，还要用电磁铁代替永久磁体。 课堂小结 当堂达标 1.产生感应电流的条件是（ ） A.导体在磁场中运动 B.导体在磁场中做切割磁感线运动 C.闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动 D.闭合导体在磁场中做切割磁感线运动 答案：C 2.在如图所示的电路中，能使灵敏电流计指针发生偏转的情况是（ ） A.导体棒向上运动 B.导体棒向下运动 C.导体棒向左运动 D.导体棒不动，磁体向上运动 答案：C 3.下列设备中，利用了电磁感应原理工作的是（ ） A.电饭锅 B.动圈式话筒 C.热水壶 D.扬声器 答案：B 4.如图所示，表示垂直于纸面的一根导体，它是闭合电路的一部分。当导体在磁场中按箭头方向运动时，下列四种情况中不会产生感应电流的是（ ） A B C D 答案：D 5.小明同学在探究磁能否生电的实验中，将闭合电路的部分导体做切割磁感线的运动，可是电流计的指针几乎没有发生偏转，若想改善实验效果，使指针发生偏转，可采取哪些措施，请给出你的意见。 答案：措施一：换用更强的磁体； 措施二：增加线圈的匝数； 措施三：加快导体切割磁感线的速度； 措施四：将电流计换为灵敏电流计。 6.如图所示，某小组探究导体在磁场中产生感应电流的条件，实验时保持蹄形磁体位置不变，下面四幅图是实验中观察到的现象。 甲 乙 丙 丁 （1）实验中，通过_________________________来判断电路中是否产生感应电流。 （2）分析比较甲、乙、丙三次实验，可以得出产生感应电流的条件：闭合电路的部分导体，在磁场中做____________。分析比较丙和丁两次实验，可以得出感应电流的方向与导体的___________有关。 答案：灵敏电流计的指针是否偏转 切割磁感线运动 运动方向 板书设计 第二节 科学探究：怎样产生感应电流 一、电磁感应现象 1.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫电磁感应现象。电路中产生的电流叫做感应电流。 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。 二、发电机原理 1.发电机就是根据电磁感应现象制成的。 2.构造：由定子和转子组成。 3.能量转化：机械能→电能。