第5节 磁生电

第5节 磁生电

一、教学目标：
1、知道电磁感应现象及产生感应电流的条件。
2、说出电磁感应现象中能量转化。
3、通过控制变量法研究影响感应电流大小的因素。
4、知道感应电流方向与什么因素有关。
5、知道交流发电机的工作原理。
6、知道交流电和直流电的区别，知道大型交流电动机的组成，知道我国交流电的周期和频率。
二、教学重点和难点：重点：电磁感应现象及产生感应电流的条件
难点：电磁感应，直流电动机和交流电动机的工作原理
三、教学用品：
四、教学过程：
双边活动
意图
反思
【引入】先回顾奥斯特实验的现象和结论，说明电能生磁。
设问：既然用电流能获得磁场，那么能否用磁场获得电流呢？许多科学家都在探索这个问题。英国的物理学家法拉第经过10年的研究，在1831年发现了磁产生电的条件和规律，实现了他利用磁场获得电流的愿望。法拉第的这个重要发现，导致了电能的大规模生产和利用，开辟了电气化的新纪元。
一、磁生电－－电磁感应
【实验】将一根导体放入磁场中，导体和电流表串联成一个闭合回路。然后让导体在磁场中运动。
①回顾产生持续电流的条件，一是需要电源，二是电路要闭合。怎样知道电路中有电流呢？－－显然需要一个电流表。因为获得的感应电流较小，所以采用测量微小电流的灵敏电流计较好。
②怎样才能从磁场中获得电流呢？引导学生设计实验方案，教师演示并填表：
操作方法
现象
（观察电流表）
说明
将电路的一部分导体垂直磁感线放在磁场中
导体不动
指针不偏转
无电流产生
导体沿磁感线方向运动
指针不偏转
无电流产生
导体逆磁感线方向运动
指针不偏转
无电流产生
导体垂直磁感线方向向右运动
指针偏转，方向相反
有电流产生
导体垂直磁感线方向向左运动
指针偏转，方向相反
有电流产生
【板书】
1、电磁感应－－闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应。产生的电流叫感应电流。
③若电路不闭合，重复上述实验，有什么现象？－－电路中没有感应电流。2、电路不闭合，当导体做切割磁感线运动时，没有感应电流，但是导体中却有感应电压。
3、产生感应电流的条件：电路闭合且一部分导体作切割磁感线运动。
4、【讨论】感应电流的方向与导体切割磁感线方向之间的关系
【问】在实验中，有没有发现灵敏电流表的指针左右偏转，这说明了什么？
－－说明电流的方向发生了改变。
那么，感应电流的方向与什么因素有关呢？学生猜测后，演示：
闭合电路的一部分导体在磁场中
磁极位置
电流表指针偏转方向
向右切割磁感线
N上S下
向左偏转
向左切割磁感线
N上S下
向右偏转
向右切割磁感线
N下S上
向右偏转
向左切割磁感线
N下S上
向左偏转
感应电流的方向与导体切割磁感线的方向、磁场的方向有关。用右手定则可以形象地表示三者的关系：伸开右手，使大拇指跟四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，大拇指指向导体运动的方向，那么，其余伸开的四指所指的方向就是感应电流的方向。（注意：在“三个方向中只要知道其中任意两个方向就可以确定另一个方向。）
5、电磁感应现象中能量变化：用机械力移动导体，消耗了机械能，却在闭合电路中产生了电能。即机械能转化为电能。
【探究】感应电流的大小与哪些因素有关
猜测：①导线切割的速度大小；②导线切割的速度方向；③永磁铁的强度；④切割导线的条数；⑤切割的有效长度；等等。
实验设计和验证：控制变量法
实验结论：导线切割的速度大，电流大；永磁铁的强度大，电流大；切割导线的条数多，电流大；切割的有效长度长，电流大。感应电流的大小与导线切割的速度方向无关。
第2课时
二、交流发电机的工作原理：
【复习提问】1、什么叫电磁感应？－－强调“闭合”、“切割”
2、感应电流的方向跟哪些因素有关？－－强调“导体切割磁感线的运动方向改变，或者磁感线方向改变时，感应电流方向就改变。”
3、提问：闭合电路的一部分导体沿图1 中箭头方向运动时，哪些情况可以产生感应电流？－－乙、丙、丁
【新授】1、演示手摇发电机的发电过程，电流表的指针左右摆动，小灯泡发光。－－说明发电机产生电流的方向是不断变化的。
【设问】那么电流是怎样产生的呢？
1、矩形线圈、圆环、电刷、电流表组成了闭合电路。当线圈在磁场中转动时，切割磁感线，线圈中产生感应电流。
2、分析线圈运动到几个特殊位置时产生感应电流的情况：
当线圈平面和磁感线垂直时，两边的运动方向和磁感线平行，不切割磁感线，线圈上无感应电流。
当线圈平面和磁感线平行时，两边的运动方向和磁感线垂直，切割磁感线，线圈上有感应电流。（注意两次的切割方向，及电流方向的改变）
3、线圈在磁场转动一周，感应电流方向改变两次；线圈不断转动，则感应电流方向不断作周期性变化。这种周期性改变方向的电流就是交流电。
交流电跟我们从电池得到的电流有所不同，从电池得到的电流的方向不变，通常叫做直流电。
我国交流电的周期是0、02秒，频率为50赫兹，即发电机线圈转一周用0.02秒，即1秒内线圈转50周，每秒出现50个周期，方向改变100次。
【板书】
1、发电机的原理：电磁感应现象
2、发电机的模型结构：包括磁体、线圈、铜环、电刷等。
实际交流发电机由转子（电磁铁）和定子（线圈）组成。
【讲解】：这种发电机由于产生的电流是交流电，所以称为交流发电机。
3、发电机是把机械能转化为电能的机器。
【讨论】发电机和电动机的结构本质上是一样的。因此电动机也可以做发电机。
交流发电机发电时，线圈内是交流电，对外供应也是交流电；直流发电机发电时，线圈内是交流电，对外部供电是直流电。
【小结】略
使学生知道进行科学实验应考虑的问题.
注意观察实验,完成任务,让学生带着任务去观察.
列表的目的是让学生有较明显的感知,利
于现象的综合比较分析.
利用事物联系观引导学生去猜想和假设.
过程进行详细分析和讲解,利于学生有更深刻的认知.
归纳产生感应电流和感应电压的条件有一定的困难.
很多学生看到课本中的图4—46甲、丙两图中线圈平面与磁感线垂直，就认为导线切割磁感线，图乙、丁两图中线圈平面与磁感线平行，就认为导线没切割磁感线，本教案中在ab边和cd边上绑两把小刀能很好地突破这一难点，排除学生的错误认识。
课
后
随
笔
1．本节属于应用课，教学中应该注意启发和培养学生应用知识的能力。
2．本节是初中物理教学的一个难点：学生受空间想象能力所限，不容易看懂书上的图形，更难通过静止的图形想象连续的运动过程，所以，制作直观的模型是教师备课的重要工作，也是教好本节内容的关键。