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第二十章 电与磁
第5节 磁生电
第5节 磁生电
课题 第5节 磁生电
课型 新授课 √ 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 本节是在电生磁的基础上，探究磁生电的问题。学生已经有了一些探究经验和问题解决的能力，但探究新问题还受到知识和能力的限制。如何将前面研究问题的方法迁移过来是教学中必须认真考虑的。 本节由什么情况下磁能生电“和发电机”两部分内容构成。教学的重点是通过探究实验来认识电磁感应现象，并发现磁生电的条件，因此做好什么情况下磁能生电”的实验是突出此重点的关键。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、概括得出规律。设计实验方案应从奥斯特发现电生磁入手，逆向思考提出问题一能否利用磁来生电，进而考虑：如何利用磁生电、如何显示电流等。难点是产生感应电流的条件。要突破难点，首先是要做好实验然后引导学生将探究通电导体在磁 场中受力方向与哪些因素有关”的思维方法迁移过来，认真分析实验现象，归纳、总结产生感应电流的条件。本节课应充分发挥学生的能动性，力求最大化地挖掘学生的学习潜能，很好地体现学生学习的主体地位。
2.学习者分析 学生已学过一系列有关电和磁的原理与现象，对电与磁的理解具备了一定的基础。特别已经学习“电生磁”的相关内容，知道电与磁之间存在着特殊的关系，有进一步深入了解电与磁关系的欲望。在教学过程中要充分抓住学生的这种知识基础和求知欲望。
3.学习目标确定 1.通过实验，探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。 2.通过举例分析，了解电磁感应在生产、生活中的应用。 3.通过模型与自学，了解发电机的原理，知道发电机工作过程中的能量转化。
4.学习评价设计 学习评价自我评价表项目评价内容掌握情况很好一般不好科学知识1理解磁生电现象及其产生条件。2掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律的基本内容。3了解发电机的工作原理和简单应用。学科能力通过实验观察磁生电现象，培养实验操作和观察能力。通过探究学习，理解法拉第电磁感应定律和楞次定律的实际应用。科学态度激发对“磁生电”现象的好奇心和探究欲望；培养科学探究的精神和团队合作能力。小组评价表评价内容得分标准成员一成员二成员 三团队精神5分：能高效分工合作完成任务 3分：重大问题能有效沟通 1分：各自独立，不能完成任务实施能力5分：能准确设计详细的实验过程和所用实验道具。 3分：能设计出大概方框架，但不够准确和详细。 1分：不能设计出任何过程和方案。结果展示能力5分：小组完成任务并解答正确。 3分：小组 任务，但解答部分正确，部分错误。 1分：小组完成任务，但解答全部不正确。总分
5.学习活动设计
教师活动 学生活动 设计意图/学习评价
任务一：创设情境
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？ 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，发现了电磁感应现象。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。 现在我们所用的发电机可以产生电，它是如何产生电的？它的工作原理是什么？什么条件下才能生电？ 学生思考、讨论，并尝试回答。 学生了解发电机发明过程。 学生思考、讨论。 学生在交流中不仅掌握规律和原理，更重要让学生体会探究的精神和精巧的设计在试验中闪闪发光，体会从物理原理到发明机器，从理论到现实的心路历程，同时也感悟科学技术创造美好生活，增强节能环保意识，初步树立创新意识。
任务二：什么情况下磁能生电
探究什么条件下磁可以生电？ （1）提出问题：回顾奥斯特实验，提出电能生磁， 引发学生逆向思维，提出要研究的问题 （2）设计实验、改进实验：引导学生思考，设计实验方案，若磁能生电，探究磁生电的条件，需要哪些实验器材？通过什么现象能看出磁生电了呢？ 根据学生的设计演示实验，闭合开关后，电流表指针不偏转。 提问：电流表指针不偏转，电路中一定没有电流吗？应该如何改进实验？ 按照学生设想改进实验，开关闭合后，仍没有偏转。 教师将线圈从磁场中取出再放入，会看到电流计指针的偏转。这是怎么回事呢？ （3）引导学生分组实验：仔细观察灵敏电流计的变化并进行记录： 次数磁场方向导线运动方向电流表指针是否偏转1234
（4）分析、归纳实验结论 提问：在什么情况下磁能生电？ 如果把磁感线想象成一根实实在在的线，把导线想象成一把刀，表达起来会方便些。 总结：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。 （1）定义：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，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。 学生思考：磁能否生电？ 学生选择合适的实验器材：磁体、导线、开关、并用电流表检验是否有电流。 学生思考，设计实验方案。并连接电路，将导体放入磁场中，观察指针偏转情况。 思考可能是因为电流太小测不出。 学生尝试改进实验方案：换成线圈、灵敏电流计、增强磁场。 学生猜测是不是需要运动才能产生电流。 学生分组进行实验：研究线圈在磁场中各个方向运动时，电流计指针的偏转情况，并记录在表。 学生分析实验数据、讨论实验现象，归纳实验结论。 学生边观察图片，边进行想象。 学生参与总结，并得出感应电流的定义和产生的条件。 引导学生注意物理规律之间的联系，学会逆向思维。 使用探究式教学，以学生为主体，让学生亲身经历科学探究的过程并总结出规律，收获成功的喜悦，有利于培养学生的科学探索精神，提高学生的科学素养。 引发学生深层次的思考，将问题的研究推进到导体运动的层面。 通过表格的形式，让学生记录实验数据，有利于培养学生从表格中提取信息的能力。 锻炼学生的实验分析、总结归纳能力。 通过假设法，把磁感线想象成一根实实在在的线，把导线想象成一把刀，利于学生理解“切割磁感线运动的特点。 师生共同总结，得出感应电流的定义和产生的条件，有利于学生内化理解，加深印象。
任务三：发电机
活动1：展示发电机模型。把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来，当摇动手柄使线圈在磁场中快速转动，观察到什么？用电流表换下小灯泡，缓慢摇动大轮，观察电流表。得出什么结论？ 活动2：观察桌面上的发电机，分析发电机的构造是怎样的？与电动机有什么不同？ 活动3：让发电机工作，试着分析活动1中电流表指针来回偏转的原因。 教师补充：当线圈转过图中的这个位置时，两边切割磁感线的方向变成了倾斜的方向，使得切割磁感线的条数减少，故产生的感应电流也减小，所以出现一大一小的指针摆动现象。当线圈转过了180度以后，线圈的每条边的运动方向正好相反，故它们产生感应电流的方向也会相反，所以还会出现电流表指针方向一会儿向左偏一会儿向右偏的现象。 活动4：自学课本P140，找出什么是交流电，我国照明用电的频率和周期各是多少？ 总结出交流电的概念和频率。 学生分组观察发电机模型，描述出电流表的指针变化。并讨论、总结：灯泡会发光，换为电流表时，会观察到电流表指针左右摆动。 学生根据桌面上的发电机试着分析：它是由磁体、线圈、滑环、电刷组成。与电动机相似，但没有电动机的换向器。 学生积极参与，尝试让发电机工作。分析总结：当线圈在外力的带动下在磁场中转动时，线圈的两个边分别切割磁感线，且切割的方向不同，所以它们产生的感应电流方向也不同，这正好使线圈沿着某一个方向向外流出电流。 学生自学课本P140，讨论并总结：（1）概念：线圈转动一周，电流方向变化两次，所发发电机发出的电流方向是周期性变化的，我们把周期性改变方向的电流叫交电流，简称交流。 （2）频率：在交流电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率；频率的单位是赫兹，简称赫，符号为Hz，线圈转动一周所用的时间叫周期。我国照明用电的频率是50Hz，周期是0.02秒。 通过三个课堂活动，引导学生参与体验发电机的构造、原理和作用。同时，在进行活动的过程中，培养了学生的观察能力、探讨分析能力、总结归纳能力、协同合作能力。 通过自主学习课本，相互讨论总结出交流电的概念和频率相关知识，不仅帮助学生理解内化了新知，还培养了学生的自学能力、信息提取能力、总结归纳能力。
任务五：总结反思
通过本节课的学习，你学到了什么？你还有什么问题？ 归纳本课所学 培养学生总结归纳的能力。
6.板书设计 第5节 磁生电 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，这是一种电磁感应现象。 2.发电机： （1）原理：电磁感应。 （2）构造：定子、转子。 （3）能量转化：机械能转化成电能
7.作业与拓展学习设计 1..所有推动社会发展的科学知识和规律，都是经过众多科学家长期、艰苦地科学探究得来的。下列关于科学家及其发现的陈述，符合物理学发展实际的是（ AC ） A.奥斯特通过实验发现电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象间的联系 B.安培通过实验得出影响电流大小的因素，因此电流的单位以他的名字命名 C，法拉第发现了电磁感应现象，进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系 D.汤姆孙首先发现了带电粒子电子，并在此基础上提出原子的核式结构模型 2.最先发现电能生磁的科学家是（ A ） A.奥斯特 B.法拉第 C.沈括 D.安培 3.下列对图片的描述中、说法正确的是（ BD ） A.图甲中，导体棒αb左右运动时灵敏电流计指针偏转，根据该原理可以制成电动机B.图乙中，瓶内的压缩空气推动塞子跳起时与内燃机的做功冲程相似 C.图丙中，小红用力搬石块，但没有搬动，小红对石块做了功 D.图丁中，为近视眼成像示意图，应该载凹透镜矫正
8.特色学习资源分析、技术手段应用说明 多媒体、 电源、开关、导线、蹄形磁铁、直导体、灵敏电流计等。
9.教学反思与改进 本节学习的是磁生电，要注意对之前知识的复习，注意循序渐进和层层深入。注意重点知识的灌输，本节重点是知道电磁感应现象的概念，掌握电磁感应现象的原理，知道电磁感应现象的应用实例。讲课过程中，可结合教具讲解，通过实验得出结论，实验时要让同学们参与进来，进行自主探究。
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物理九年级大单元整体教学设计
第二十章 《电与磁》
本章内容分析
《电与磁》主要介绍了磁现象、电流的磁场、电磁铁及其应用、电动机、电磁感应及其应用。这些内容是学习信息传递常识和有关电能知识的重要基础。与传统教材相比,本章教材内容更加注重学生的亲身体验与感悟,更加注重知识的实际应用。本章内容大多与生产、生活实际紧密相关,电流的磁场、继电器、电动机、发电机等学习内容就在学生的身边。
本章课标要求
2.4.2通过实验认识磁场，知道地磁场
2.4.3通过实验，了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺旋管外部的磁场的方向。
2.4.4通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，知道力的方向与哪些因素有关：
2.4.5通过实验，探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流条件。了解电磁感应在生产、生活中的应用。
2.4.7通过实验，了解电磁铁的特点。了解电磁继电器的结构和工作原理。
本章核心素养
物理观念：
①认识电流的磁效应；
②知道通电导体周围存在着磁场；通电螺线管的磁场与条形磁体相似，
③会利用安培定则判断通电螺线管的极性和线圈上的电流方向。
两个辨析——音调、响度与音色的辨析，乐音与噪声的辨析
物理思维：通过探究过程，进一步体会科学探究方法。
科学探究：培养学生的观察、思考、分析、讨论、总结、归纳的能力。
科学态度与责任：在解决问题的过程中，有克服困难的信心和决心，能体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦。
单元教学目标
（一）内容目标
1.了解简单的磁现象；通过实验认识磁极及磁极间的相互作用；通过实验来认识磁场，知道磁感线可用来形象地描述磁场，会用磁感线描述磁体周围的磁场分布；知道地球周围有磁场及地磁场的南、北极。
2.通过实验了解电流周围存在磁场；会探究通电螺旋管外部的磁场方向，了解通电螺旋管外部的磁场与条形磁体的相似．会判断通电螺旋管的电流方向和两端的极性。
3．能描述电磁铁，说明电磁铁的特点和工作原理。知道电磁铁在生活中的应用；能通过实验，得出电磁铁磁性强弱与哪些因素有关；能说明电磁继电器的结构及工作原理，了解电磁继电器在生产、生活中的应用。
4.通过实验，了解通电导体在磁场中会受到力的作用，知道力的方向与电流的方向和磁场的方向有关；了解电动机的构造，理解电动机的工作原理及换向器的作用。
5.通过实验，探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件；了解电磁感应在生活、生产中的应用；了解发电机的原理，知道发电机工作过程中的能量转化。
（二）学业目标
1.认识：磁极间的相互作用规律；地磁场；电流的磁效应，初步了解电和磁之间的联系；电磁学知识的实际应用；通电导线在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关；
2.了解：什么是电磁铁，知道电磁铁的特性和工作原理；电磁铁在生活中的广泛应用；电磁继电器的结构和工作原理；通电导线在磁场中会受到力的作用；直流电动机的构造和工作原理及其能量转化；发电机的构造和工作原理；
3.理解：电磁感应现象；
4.会：用安培定则判定磁极和通电螺线管的电流方向；解释和判断电磁感应现象
5.知道：什么是磁体和磁体的磁极；磁场的性质及其分布；电流周围存在着磁场；通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似；影响电磁铁磁性强弱的因素；产生感应电流的条件。
五、教学重点：
能认识磁体、磁场性质，知道通电螺线管性质应用、电磁感应现象、电动机工作原理等
六、教学难点：
认识电磁感应现象；通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向与电流及磁场方向的关系；能通过实验探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
七、学情分析，教学建议：
在设计中，力求体现以学生为主体的教学理念，引导学生自主梳理、总结基础知识。教学中，通过知识框架图，唤回学生记忆，紧扣考纲将知识点题目化，归纳、讲练结合、层层深入，检测反馈，挖掘学生知识盲点、易错点和高频考点，力求有效完成学习目标。
通过引导学生自主梳理和总结基础知识，采用提问的方式讲练结合，紧扣考纲,将学生的知识盲点、易错点进行横向和纵向对比， 将知识点题目化、有梯度地设计题目，层层深入，完成教学目标。
八、本章活动主题：
奥斯特意外发现电和磁的关系
1822年，丹麦物理学家奥斯特在一次报告快结束的时候，把当时正巧带着的一根导线的两端与一个伏打电池连接，放在磁针的上方，与磁针平行。
起初，他故意使导线与磁针垂直，但没有什么情况发生。但是，当他偶然将导线平放并与磁针平行时，他惊奇地发现磁针向相反的方向偏转。
这样，完全凭借机遇，奥斯特发现了电和磁的关系，并为法拉第发明电磁发电机开辟了道路。
九、教学过程性评价细目设计
学习任务 磁现象 磁场 电生磁 电磁铁 电磁继电器 电动机 磁生电
优秀 1.熟知什么是磁体和磁体的磁极； 2.知道磁极间的相互作用规律； 3.熟知磁场的性质及其分布以及对磁场的描述； 4.知道地磁场。 1.熟知电流周围存在着磁场； 2.知道电流的磁效应，初步了解电和磁之间的联系： 3.熟知通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似： 4.精通安培定则判定磁极和通电螺线管的电流方向。 1.知道什么是电磁铁，知道电磁铁的特性和工作原理； 2.熟知影响电磁铁磁性强弱的因素；3.了解电磁铁在生活中的广泛应用； 4.知道电磁继电器的结构和工作原理； 5.了解电磁学知识的实际应用。 1.知道通电导线在磁场中会受到力的作用： 2.知道通电导线在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关： 3.知道直流电动机的构造和工作原理及其能量转化。 4.熟知换向器在直流电动机中的作用。 1.理解电磁感应现象； 2.熟知产生感应电流的条件； 3.掌握发电机的构造和工作原理； 4.熟练解释和判断电磁感应现象。
良好 1.知道什么是磁体和磁体的磁极； 2.认识磁极间的相互作用规律； 3.知道磁场的性质及其分布以及对磁场的描述； 4.认识地磁场。 1.知道电流周围存在着磁场； 2.认识电流的磁效应，初步了解电和磁之间的联系： 3.知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似： 4.会用安培定则判定磁极和通电螺线管的电流方向。 1.了解什么是电磁铁，知道电磁铁的特性和工作原理； 2.知道影响电磁铁磁性强弱的因素；3.了解电磁铁在生活中的广泛应用； 4.了解电磁继电器的结构和工作原理； 5.初步认识电磁学知识的实际应用。 1.了解通电导线在磁场中会受到力的作用： 2.认识通电导线在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关： 3.了解直流电动机的构造和工作原理及其能量转化。 4.了解换向器在直流电动机中的作用。 1.理解电磁感应现象； 2.知道产生感应电流的条件； 3.了解发电机的构造和工作原理； 4.会解释和判断电磁感应现象。
合格 1.了解什么是磁体和磁体的磁极； 2.了解磁极间的相互作用规律； 3.了解磁场的性质及其分布以及对磁场的描述； 4.认识地磁场。 1.了解电流周围存在着磁场； 2.初步认识电流的磁效应，初步了解电和磁之间的联系： 3.了解通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似： 4.了解怎么用安培定则判定磁极和通电螺线管的电流方向。 1.了解什么是电磁铁，知道电磁铁的特性和工作原理； 2.了解影响电磁铁磁性强弱的因素；3.了解电磁铁在生活中的广泛应用； 4.了解电磁继电器的结构和工作原理； 5.初步认识电磁学知识的实际应用。 1.了解通电导线在磁场中会受到力的作用： 2.初步了解通电导线在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关： 3.初步了解直流电动机的构造和工作原理及其能量转化。 4.了解换向器在直流电动机中的作用。 1.理解电磁感应现象； 2.了解产生感应电流的条件； 3.了解发电机的构造和工作原理； 4.会简单解释和判断电磁感应现象。
十、教学流程图（思维导图展现整个整体单元教学的思路及课时安排）
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