教科版初中物理九年级上8.1电磁感应现象教案

8.1电磁感应现象
【学习目标】
1.知道电磁感应现象及其产生的条件
2.知道感应电流的方向与哪些因素有关
3.知道交流发电机的原理
【教学重难点】
重点：实验探究“磁如何产生电”
难点：电磁感应实验方案设计和制作小发电机
【教学方法】
讲解法，集体讨论法。
【教学过程】
新课导入：发电机你听说过吗？看看我们身边的发出的电，“电”是由发电机发出的，那么发电机是怎么回事呢？奥斯特发现电流的磁效应后，许多科学家都在思索：既然电流能产生磁，那么磁能否产生电呢？
教师讲解：英国物理学家法拉第在10年中做了多次探索，1831年终于取得突破，发现了利用磁场产生电流的条件和规律。根据这个发现，后来发明了发电机，使人类大规模用电成为可能，开辟了电气化的时代。
新课讲授：
知识点1：法拉第的发现
实验探究：
导体在磁场中产生电流的条件
1.组成以上的电路，做各种尝试，看能否产生电流？如果不能，可能是因为什么？
猜想：有可能是电流太小或方法不对。
2.如果电路中产生的电流太小，有什么办法改进实验？应该用什么器材来检测呢？
3.实验电路
4.实验器材 蹄形磁铁 导体 电流计 开关
5.实验步骤
（1）将部分导线ab放置于磁场中，开关断开，导体在磁场中上下左右运动，观察电流计的指针。
（2）将部分导线ab放置于磁场中，保持导线与磁场的相对静止，观察电流计的指针。
（3）保持磁场不变，将导线ab左右移动，观察电流计的指针。
（4）保持磁场不变，将导线ab上下移动，观察电流计的指针
（5）保持磁场不变，将导线ab斜着移动，观察电流计的指针。
（6）对换磁极，将导线ab左右移动，观察电流计的指针。
6.实验表格
7.实验结论
（1）产生电流的条件：①电路闭合的部分导体；②导体做切割磁感线运动。
（2）导体中产生的电流的方向跟：
①导体的运动方向②磁感线的方向有关。
电磁感应现象：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
感应电流：由于发生电磁感应现象而产生的电流叫感应电流。感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场的方向有关。
电磁感应现象的应用：发电机、变压器等。
知识点2：发电机
1.演示实验：观察手摇发电机怎样发电的
（1）观察发电机对小灯泡亮度的影响把手摇发电机跟小灯泡连接起来，摇动手柄使线圈转动，观察到什么？
小灯泡发光，说明电路中有了电流。线圈转得越快，小灯泡越亮，说明感应电流越大。
（2）用电流表换下小灲泡，慢摇发电机电流表指针会怎样摆动？
发现电流计的指针左右摆动；说明了通过电流表中的电流方向是变化的。
（3把两个发光二极管极性相反地并联起来，接到原来灯泡的位置，转动摇把二极管交替发光，说明产生的电流方向不停在改变。
2.交变电流
（1）概念：大小和方向随时间周期性变化的电流，叫交变电流，简称交流
（2）频率：电流在1秒内周期性变化的次数。单位是赫兹，符号是Hz；我国电网交流电频率为50 Hz。
（3）周期：交流周期性变化一次的时间。单位：s；我国电网交流供电，周期为0.02 s。
3.直流电：方向不变的电流叫直流电。
4.交流发电机的工作过程
教师总结：
1.发电机
（1）工作原理：电磁感应现象
（2发电机分为：交流发电机和直流发电机两类
2.交流发电机
（1）构造：由定子和转子组成，包括磁极、线圈、铜环、电刷等。实际大型发电机采取的是线圈不动，磁极旋转的方式来发电，叫旋转磁极式发电机。
3.发电机的能量转化
发电机是机械能转化为电能的装置发电机的机械能可以来自风，来自高处下落的水，或者汽轮机（核电站）、内燃机、蒸汽轮机（火力发电站）等。
想一想：当你唱歌时，要用到话筒（麦克风）右图是动圈式话筒构造示意图。请用“磁生电”具体说明动圈式话筒的原理？
教师总结：当你对着话筒说话或唱歌时，声音带动膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着-起振动线圈在磁场中做切割磁感线的运动，能产生随声音的变化而变化的电流，经过放大后通过扬声器还原成声音
课堂练习：
1．如图为自发电式无线门铃发射器的示意图，它主要由可以左右滑动的绕有线圈的铁芯、永磁体、弹簧构成。按下门铃按钮会推动铁芯向右运动，松手后弹簧会将铁芯向左弹回，每按一次按钮的能量可以转化为电能并发射无线信号使接收器发出铃声。门铃发射器工作原理与下列课本实验相同的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【解答】解：当按下门铃按钮时就会推动铁芯向左运动，此时线圈在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，为门铃提供电能，则该部件的工作原理是电磁感应现象；
A.该图是奥斯特实验，说明通电导线的周围存在磁场，故A不符合题意；
B.图中导体ab在在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，是电磁感应现象，故B符合题意；
C.图中有电源，通电导体在磁场中受力的作用而运动，故C不符合题意；
D.该图是探究通电螺线管周围磁场的实验，属于电流的磁效应，故D不符合题意。
故选：B。
2．如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根与螺线管连接的导体棒ab，当ab棒水平向右运动时，小磁针N极转至右边。可使如图所示位置的小磁针S极转至右边的操作是（　　）
A．ab棒水平向左运动
B．ab棒竖直向上运动
C．ab棒竖直向下运动
D．对调磁体的磁极，ab棒水平向左运动
【解答】解：
A.ab 棒水平向左运动时，运动方向发生了变化，则导体ab中的电流方向发生改变，螺线管的磁性会发生变化，磁场方向改变，则小磁针N极转至左边，小磁场S极转向右边，故A正确；
BC.ab 棒竖直向下或向上运动时，ab没有切割磁感线，不会产生感应电流，螺线管不具有磁性，小磁针不会偏转，故BC错误；
D.对调磁体的磁极，ab棒水平向左运动，同时变化两个方向，导体ab中感应电流方向不变，螺线管极性不变，小磁针N极转至右边，S极转向左边，故D错误；
故选：A。
3．2021年淮安马拉松比赛中采用感应芯片计时，芯片里的线圈一旦有电流通过，就会激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息。正确佩带芯片的参赛者，通过起点和终点设置的有磁场地带，就会计时。与此工作原理相同的器件是（　　）
A．电风扇
B．门吸
C．手摇发电电筒
D．电铃
【解答】解：采用感应芯片计时，参赛者须按要求正确佩带计时芯片，当参赛者通过起点、终点设置的磁感应带时，芯片里的线圈切割磁感线运动，因此线圈中就会产生感应电流，从而激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息；
A.电风扇利用的是通电线圈在磁场中受力转动的原理；故A错误，
B.门吸利用的是磁极间的相互作用规律；故B错误，
C.手摇发电电筒的工作原理是电磁感应；故C正确，
D.电铃利用的是电流的磁效应，故D错误，
故选：C。
4．小城家的动感单车及扶手示意图如图所示。骑行时显示屏有数据。观察到当只有在双脚踩踏板骑行时，按压电子仪表的“开始按钮”，同时将双手握住“手握感应片”，电子仪表的显示屏就可以显示骑行人的心率，若双手没握或握不紧“感应片”时，显示屏就不显示数据。若不骑行即使按压也不显示。关于动感单车，下列说法正确的是（　　）
A．车座下方的弹簧受力越大，其弹性形变越小
B．这个“手握感应片”在电路中的作用相当于电源
C．在正常操作下，骑行时动感单车应用电磁感应原理发电
D．单车静止在水平地面上时，地面对单车的支持力和单车对地面的压力是一对平衡力
【解答】解：
A.车座下方的弹簧受力越大，其弹性形变的程度也就越大，故A错误；
B.双手握住“手握感应片”，电子仪表的显示屏就工作，说明是通路，否则显示屏无显示，说明是断路，所以“手握感应片”相当于电路中的开关，故B错误；
C.骑行时，其内部闭合电路的部分导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，利用的是电磁感应的原理发电，故C正确；
D.地面对单车的支持力和车对地面的压力，二力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同物体上，不是一对平衡力，而是一对相互作用力，故D错误。
故选：C。
课堂小结：
电磁继电器：
电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路的装置。
电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
电磁继电器的结构：电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。
作业布置：
【板书设计】
第一节电磁感应现象
一、法拉第的发现
1.时间：1831年
2.内容：（1）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
（2）感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向都有关系
二、发电机
1.构造定子和转子。
2.交变电流、率
3.我国交流电的频率为50 Hz
4.能量转化机械转专化为电能
【课后反思】
感应电流的产生
导体中感应电流的方向，跟导体的运动方向和磁感线方向有关。当导体运动方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时，感应电流的方向也随之改变；当导体运动方向和磁感线方向两者同时都发生改变时，力的方向不变。
产生感应电流的条件：（1）电路必须是闭合的；（2）部分导体在磁场中做切割磁感线运动。两个条件缺一不可。
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