沪科版九年级物理下册第18章 电能从哪里来第2节 科学探究：怎样产生感应电（同步教学设计）

第二节　 科学探究：怎样产生感应电流
知识与技能：
1．知道电磁感应现象，知道磁生电过程中能量的转化。
2．知道产生感应电流的条件，知道感应电流的方向跟什么因素有关。
3．知道发电机的原理是电磁感应现象，初步了解发电机的构造、工作过程。
4．知道发电机发电过程是能量转化的过程。
过程与方法：
1．通过探究磁生电的条件，进一步了解电与磁的联系，提高学生观察能力、分析概括能力和联系简单现象探索物理规律的能力。
2．观察和体验发电机是怎样发电的，提高学生运用知识分析和解决问题的能力。
情感、态度与价值观：
通过了解电磁感应应用于发电机这一科学技术事例，提高学生学习科学技术的兴趣，认识到创新在科学方法中的重要性，培养学生把所学的物理知识应用到实际生活中去的习惯。
重点：①了解电磁感应现象；②知道产生感应电流的条件；③知道交流发电机的工作原理。
难点：①探究电磁感应现象；②总结归纳产生感应电流的条件。
多媒体课件、蹄形磁体、灵敏电流计、开关、细线、导线、支架、导体棒。
一、情景导入
国外科研人员设计了一种“能量采集船”，如图所示，在船的两侧附着可触及水面的旋转“工作臂”，每只“工作臂”的底端装有一只手掌状的、紧贴水面的浮标。当波浪引起浮标上下浮动时，“工作臂”就前后移动，获得电能储存起来。你知道这种“能量采集船”的工作原理吗？通过今天这节课的学习，你就能知道了。
1820年，丹麦的物理学家奥斯特通过实验发现了“电生磁”。那么能不能实现“磁生电”呢？最终，英国物理学家法拉第在1831年解决了这个问题。法拉第是怎样研究这个问题的呢？最后又得出了什么结论呢？这个结论又有哪些应用呢？这就是我们这节课要研究的问题。
二、合作探究
　电磁感应现象
通电导线在磁场中会受到力的作用，从而使导体发生运动，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？如何设计实验来进行验证？
【设计实验】将一根导体的两端用细线悬挂起来，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，如图所示。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。
【实验步骤】
(1)闭合开关，让导体在蹄形磁体的磁场中静止，换用不同强度的磁体，观察灵敏电流计指针偏转情况。
(2)闭合开关，让导体在蹄形磁体中上、下运动，观察灵敏电流计指针偏转情况。
(3)闭合开关，让导体在磁场中左、右运动，观察灵敏电流计指针偏转情况。
(4)开关断开，让导体在磁场中左、右运动，观察灵敏电流计指针偏转情况。
(5)改变磁场方向，闭合开关，让导体在磁场中左、右运动，观察灵敏电流计指针偏转情况。
同学们交流讨论实验中发现的问题，并思考下列问题，归纳得出结论。
(1)如果导体的运动方向与磁感线方向不垂直，导体中能产生电流吗？(能)
(2)导体保持不动，左右移动蹄形磁体，导体中能产生电流吗？(能)
(3)在上述过程中，能量是如何转化的？(机械能转化为电能)
(1)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象是一种电磁感应现象，电磁感应现象中产生的电流称为感应电流。
(2)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。
(3)在电磁感应现象中，感应电流的方向跟导体在磁场中做切割磁感线运动的方向和磁场的方向有关。只改变磁场的方向或导体切割磁感线的方向，感应电流的方向改变；若同时改变磁场的方向和导体切割磁感线的方向，则感应电流的方向不变。
(4)能的转化：机械能转化为电能。
影响感应电流大小的因素：①导体切割磁感线运动的速度越大，感应电流越大；②磁场越强，感应电流越大。
　发电机原理
通过前面的学习，我们知道将电能转化为机械能的装置是电动机，那么将机械能转化为电能的装置是什么呢？(学生回答：发电机)
多媒体播放视频交流发电机的原理。(视频详见教学课件)
(1)发电机是利用电磁感应现象制成的。发电机发电过程中，机械能转化为电能。
(2)交流发电机主要由转动部分(转子)、不动部分(定子)和其他部件组成。在大型发电机中，转子是电磁铁，定子是线圈，这种结构便于产生高电压和强电流。
(3)发电机与电动机的区别：
电动机 发电机
实物图
原理图
工作原理 通电线圈在磁场中受力而转动 电磁感应
能量转化 电能→机械能 机械能→电能
线圈转动的原因 通电线圈受磁场力作用而转动 线圈在外力作用下转动
线圈中电流的来源 由电源提供电流 线圈转动产生感应电流
在电路中的作用 用电器 电源
第二节　科学探究：怎样产生感应电流
完成本课时对应练习。
本节课在探究“磁生电”的过程中，采用了“逆向思维”“科学探究”等方法，使学生始终处于积极的思考之中，把“教学过程”转变为“探究过程”，培养学生良好的思维习惯和初步的科学实践能力。这节课的关键是设计并做好演示实验，要在学生观察、实验的基础上提出明确的问题，学生积极思考、讨论，并对实验现象加以归纳、概括，培养学生从实验事实中归纳、概括出物理概念和规律的能力。 教学中，将电动机与发电机进行对比分析总结，有利于学生系统掌握知识，让学生形成完整的知识印象。