第一节 电能的获得和转化 教学设计
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文档简介
1教学目标
（1）知识与技能目标：
①了解电能的各种来源及在生活中有广泛的应用
②知道利用发电机可以大规模生产电能
③知道发电机是把机械能转化为电能的装置，大致了解发电机的结构和工作原理
④知道通电导体在磁场中受力（安培力）的方向与磁场方向、电流方向有关
（2）过程与方法目标：
①通过调查电能的各种来源及应用，学习收集和处理信息的方法
②通过参与安培力方向和大小的科学探究，体验探究的乐趣，学习探究的方法
（3）情感态度与价值观
①初步认识科学技术的进步对人类社会的发展具有巨大的促进作用；
②激发和培养学生的科学探究与创新的思想和精神。
2学情分析
电能作为一种能的形式，有它的优点，在生活中应用甚广。“从生活走向科学，从科学走向生活”，是新课程的基本理念。
在八下的学习中，同学们已经了解到奥斯特的电生磁，以及法拉第的电磁感应现象。在这一节的教学内容中，就涉及到电磁感应现象的应用。了解发电机就是将机械能转化成电能。在教学中突出科学、技术、社会三大主题，增强学生社会责任感和时代紧迫感。
在整个教学过程中，要注重与学生的交流、共同发展的互动过程。当学生遇到困难时，教师要和学生一起猜想、分析，从中点拨他们的思维。
3重点难点
（1）知识与技能目标：
①了解电能的各种来源及在生活中有广泛的应用
②知道利用发电机可以大规模生产电能
③知道发电机是把机械能转化为电能的装置，大致了解发电机的结构和工作原理
④知道通电导体在磁场中受力（安培力）的方向与磁场方向、电流方向有关
（2）过程与方法目标：
①通过调查电能的各种来源及应用，学习收集和处理信息的方法
②通过参与安培力方向和大小的科学探究，体验探究的乐趣，学习探究的方法
（3）情感态度与价值观
①初步认识科学技术的进步对人类社会的发展具有巨大的促进作用；
②激发和培养学生的科学探究与创新的思想和精神。
4教学过程
4.1 第一学时
教学活动
活动1【导入】电能的获得和转换
1、感受电能
师：这是“熄灯前后北京鸟巢”不同风景图，这是为了响应世界自然基金会的号召，减缓全球的气候异常，我们全世界各地纷纷加入每年3月的最后一个星期六20:30---21:30的“地球一小时”。近期的让你们也提出了“低碳生活”的口号。
今天，我们的生活几乎每时每刻都无法与电分离。有了电，有了电，电灯可以给我们带来光明，电灯将电能转化为光能；有了电，风扇可以给我们带来风，使我们感觉凉爽，风扇将电能转化为机械能。。。
板书：电能转化成其他形式的能，
师：上述用电器证明电能与我们的生活密切相关，那么这些电能又是从何而来的呢？
2、寻找电能来源
学生讨论：
小组1：电能的来源有各种发电站，也有来自于电池的。
小组2：我们发现电池可以分为几种，有干电池、蓄电池、太阳能电池等等。
小组3：我们的发电站可以有火力的、风力的、水力的、核能、潮汐能还有核能等
师：我们要大规模获得电能，就要依靠各种发电厂，其实它们都有相似的机器叫发电机。
板书：通过发电机我们可以将其他形式的能可以转化为电能。
可是发电机是怎样发电的呢？又是何原因呢？
活动2【讲授】2、寻找电能来源
学生讨论：
小组1：电能的来源有各种发电站，也有来自于电池的。
小组2：我们发现电池可以分为几种，有干电池、蓄电池、太阳能电池等等。
小组3：我们的发电站可以有火力的、风力的、水力的、核能、潮汐能还有核能等
师：我们要大规模获得电能，就要依靠各种发电厂，其实它们都有相似的机器叫发电机。
板书：通过发电机我们可以将其他形式的能可以转化为电能。
可是发电机是怎样发电的呢？又是何原因呢？
活动3【活动】获得电能
师：回忆八上法拉第的《电磁感应原理》，它的内容是什么呢？
生：导线在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感生电流，从而使灵敏电流计发生偏转。
从中我们知道磁能生电。
师：（出示手摇发电机），下面请一位同学上台摇动这个机器，看看我们是否能发电呢？
师：如果真能产生电，不用灵敏电流计，我们还可以用什么来指示呢？
生：小灯泡可以作为指示
师：我们仔细观察，看看有什么现象，从中能说明什么问题。
操作方法
灯泡的是否发光
及发光的明暗程度
结论
（1）不摇动手柄
（2）缓慢摇动手柄
（3）快速摇动手柄
（4）不匀速摇动手柄
【思考与讨论】
1、为什么电灯能发光，但有时又是忽明忽暗的呢？
生：因为我们摇动时有快有慢，所以产生的感应电流有大有小。
2、手摇发电机由哪些部分组成？
生：磁极，线圈，铜环以及电刷。
师：我们也可以把固定的部分叫做定子，转动的部分叫做转子。
3、那么摇动发电机为什么能使小灯泡发光呢，也就是说摇动发电机为什么会产生电流呢？你来解释发电机中产生电流的原理。
生：发电机摇动时发电机的转子在磁场中连续做切割磁感线运动，形成源源不断的电能
师：大型发电机线圈匝数很多，导线很粗，高速旋转较困难，因此常常采用线圈不动而磁场旋转的方式。
4、发电机工作时的能量转化
师：现在让我们从能量转化的角度来分析发电机工作时的情况。
生：机械能转化为电能。
活动4【讲授】四、电能的应用
人们在生产和生活中的用电可分为动力用电和照明用电两大类。
活动5【活动】五、安培力
师：让我们来看这个电风扇，用的是干电池，接通电源之后，我们看到电风扇转了起来，
为什么通电的风扇扇叶会转动？
师：让我们再来看看这个小板车，对调电源之后，小车的运动有什么不同，又是为什么？
学生讨论：他们都有电动机（马达），里面也包含着通电的线圈和磁体。
师：对，它们都会转动，它们转动是靠电动机来带动的。那么电动机通电后为什么会转动呢？下面让我们一起来研究这个问题。
师：回忆八下的“奥斯特实验”
师：通过导体附近的小磁针发生偏转，表明通电导体周围存在磁场，并通过磁场对小磁体产生力的作用，那么，反过来，磁体对电流有没有力的作用呢？
师：我们需要用实验来验证。
师：（演示实验），闭合开关时，观察通电导体发生了什么现象？
生：线圈运动。
板书：说明1、通电线圈在磁场中受到力的作用。
师：早在1820年，法国物理学家安培早就对通电导体在磁场中会受到力的作用，给予关注并深入研究，后人为了纪念安培，把通电导体在磁场中受到的作用力叫做安培力。
师：力具有方向和大小，安培力的方向可能跟什么有关呢？
活动6【活动】了解安培力
【实验演示】安培力的方向
若改变通入导体的电流方向，重复实验会如何？
若不改变电流的方向，改变通电导体所处的磁场方向，重复实验又如何？
实验次数
磁场方向
电流方向
导线运动情况
导线受力情况
1
上下
射向黑板(3V)
2
上下
远离黑板(3V)
3
下上
4
下上
5
上下
射向黑板(5V)
师：【分析比较】：(控制变量法---只改变一个量，其余量保持不变)
比较实验1、2（或3、4），可以发现：磁场方向相同，安培力方向与电流方向有关
(2)比较实验1、3（或2、4），可以发现：电流方向相同，安培力方向与磁场方向有关
板书：2、安培力的方向与电流方向和磁场方向有关
师：如果将电流方向和磁感线方向同时改变，结果会是怎样的呢？
(3)比较实验1、4（或2、3），可以发现：电流和磁场方向同时改变，安培力方向不变
3、安培力的大小：
师：力有方向也有大小，力的大小又和什么因素有关呢？
【阅读】P85《安培力的大小和方向》，安培力的大小与磁场强弱、电流大小以及在磁场中的导线长度、还与磁场方向与电流方向的夹角大小等都有关
活动7【练习】练习
1、在磁场中的通电导体 (B)
A、一定受到磁场力的作用B、可能受到磁场力的作用
C、一定不受磁场力的作用D、以上说法均不正确
2、关于通电导体在磁场里受力方向与电流方向和磁感线方向之间的关系，下列说法中错误的是（C）
A、电流方向改变时，导体受力方向改变
B、磁场方向改变时，导体受力方向改变
C、电流方向和磁场方向同时改变，导体的受力方向改变
D、电流方向和磁场方向同时改变，导体的受力方向不变
活动8【测试】小结和巩固：
发电机是根据闭合电路的一部分导体在磁场中做_________________运动产生感应电流的原理制成的。发电机工作时，将_________转化为电能。
最早研究出电磁感应现象的科学家是（）
A、奥斯特B、法拉第C、焦耳D、安培
3、通电的导体在磁场中运动，那么导体在磁场中，正确的是（）
一定的感应电流
可能有感应电流通过
一定无感应电流通过
可能有感应电流通过
4、发电机运用的原理是（）
A、电磁感应B、通电线圈在磁场中受力作用而转动
C、奥斯特实验D、右手定则
5、通电导体在磁场中受力的方向由（）决定
A、电流的大小B、电流的方向
C、磁场与电流方向的夹角大小D、磁场的强弱
活动9【作业】作业
作业本对应地方
（1）知识与技能目标：
①了解电能的各种来源及在生活中有广泛的应用
②知道利用发电机可以大规模生产电能
③知道发电机是把机械能转化为电能的装置，大致了解发电机的结构和工作原理
④知道通电导体在磁场中受力（安培力）的方向与磁场方向、电流方向有关
（2）过程与方法目标：
①通过调查电能的各种来源及应用，学习收集和处理信息的方法
②通过参与安培力方向和大小的科学探究，体验探究的乐趣，学习探究的方法
（3）情感态度与价值观
①初步认识科学技术的进步对人类社会的发展具有巨大的促进作用；
②激发和培养学生的科学探究与创新的思想和精神。
2学情分析
电能作为一种能的形式，有它的优点，在生活中应用甚广。“从生活走向科学，从科学走向生活”，是新课程的基本理念。
在八下的学习中，同学们已经了解到奥斯特的电生磁，以及法拉第的电磁感应现象。在这一节的教学内容中，就涉及到电磁感应现象的应用。了解发电机就是将机械能转化成电能。在教学中突出科学、技术、社会三大主题，增强学生社会责任感和时代紧迫感。
在整个教学过程中，要注重与学生的交流、共同发展的互动过程。当学生遇到困难时，教师要和学生一起猜想、分析，从中点拨他们的思维。
3重点难点
（1）知识与技能目标：
①了解电能的各种来源及在生活中有广泛的应用
②知道利用发电机可以大规模生产电能
③知道发电机是把机械能转化为电能的装置，大致了解发电机的结构和工作原理
④知道通电导体在磁场中受力（安培力）的方向与磁场方向、电流方向有关
（2）过程与方法目标：
①通过调查电能的各种来源及应用，学习收集和处理信息的方法
②通过参与安培力方向和大小的科学探究，体验探究的乐趣，学习探究的方法
（3）情感态度与价值观
①初步认识科学技术的进步对人类社会的发展具有巨大的促进作用；
②激发和培养学生的科学探究与创新的思想和精神。
4教学过程
4.1 第一学时
教学活动
活动1【导入】电能的获得和转换
1、感受电能
师：这是“熄灯前后北京鸟巢”不同风景图，这是为了响应世界自然基金会的号召，减缓全球的气候异常，我们全世界各地纷纷加入每年3月的最后一个星期六20:30---21:30的“地球一小时”。近期的让你们也提出了“低碳生活”的口号。
今天，我们的生活几乎每时每刻都无法与电分离。有了电，有了电，电灯可以给我们带来光明，电灯将电能转化为光能；有了电，风扇可以给我们带来风，使我们感觉凉爽，风扇将电能转化为机械能。。。
板书：电能转化成其他形式的能，
师：上述用电器证明电能与我们的生活密切相关，那么这些电能又是从何而来的呢？
2、寻找电能来源
学生讨论：
小组1：电能的来源有各种发电站，也有来自于电池的。
小组2：我们发现电池可以分为几种，有干电池、蓄电池、太阳能电池等等。
小组3：我们的发电站可以有火力的、风力的、水力的、核能、潮汐能还有核能等
师：我们要大规模获得电能，就要依靠各种发电厂，其实它们都有相似的机器叫发电机。
板书：通过发电机我们可以将其他形式的能可以转化为电能。
可是发电机是怎样发电的呢？又是何原因呢？
活动2【讲授】2、寻找电能来源
学生讨论：
小组1：电能的来源有各种发电站，也有来自于电池的。
小组2：我们发现电池可以分为几种，有干电池、蓄电池、太阳能电池等等。
小组3：我们的发电站可以有火力的、风力的、水力的、核能、潮汐能还有核能等
师：我们要大规模获得电能，就要依靠各种发电厂，其实它们都有相似的机器叫发电机。
板书：通过发电机我们可以将其他形式的能可以转化为电能。
可是发电机是怎样发电的呢？又是何原因呢？
活动3【活动】获得电能
师：回忆八上法拉第的《电磁感应原理》，它的内容是什么呢？
生：导线在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感生电流，从而使灵敏电流计发生偏转。
从中我们知道磁能生电。
师：（出示手摇发电机），下面请一位同学上台摇动这个机器，看看我们是否能发电呢？
师：如果真能产生电，不用灵敏电流计，我们还可以用什么来指示呢？
生：小灯泡可以作为指示
师：我们仔细观察，看看有什么现象，从中能说明什么问题。
操作方法
灯泡的是否发光
及发光的明暗程度
结论
（1）不摇动手柄
（2）缓慢摇动手柄
（3）快速摇动手柄
（4）不匀速摇动手柄
【思考与讨论】
1、为什么电灯能发光，但有时又是忽明忽暗的呢？
生：因为我们摇动时有快有慢，所以产生的感应电流有大有小。
2、手摇发电机由哪些部分组成？
生：磁极，线圈，铜环以及电刷。
师：我们也可以把固定的部分叫做定子，转动的部分叫做转子。
3、那么摇动发电机为什么能使小灯泡发光呢，也就是说摇动发电机为什么会产生电流呢？你来解释发电机中产生电流的原理。
生：发电机摇动时发电机的转子在磁场中连续做切割磁感线运动，形成源源不断的电能
师：大型发电机线圈匝数很多，导线很粗，高速旋转较困难，因此常常采用线圈不动而磁场旋转的方式。
4、发电机工作时的能量转化
师：现在让我们从能量转化的角度来分析发电机工作时的情况。
生：机械能转化为电能。
活动4【讲授】四、电能的应用
人们在生产和生活中的用电可分为动力用电和照明用电两大类。
活动5【活动】五、安培力
师：让我们来看这个电风扇，用的是干电池，接通电源之后，我们看到电风扇转了起来，
为什么通电的风扇扇叶会转动？
师：让我们再来看看这个小板车，对调电源之后，小车的运动有什么不同，又是为什么？
学生讨论：他们都有电动机（马达），里面也包含着通电的线圈和磁体。
师：对，它们都会转动，它们转动是靠电动机来带动的。那么电动机通电后为什么会转动呢？下面让我们一起来研究这个问题。
师：回忆八下的“奥斯特实验”
师：通过导体附近的小磁针发生偏转，表明通电导体周围存在磁场，并通过磁场对小磁体产生力的作用，那么，反过来，磁体对电流有没有力的作用呢？
师：我们需要用实验来验证。
师：（演示实验），闭合开关时，观察通电导体发生了什么现象？
生：线圈运动。
板书：说明1、通电线圈在磁场中受到力的作用。
师：早在1820年，法国物理学家安培早就对通电导体在磁场中会受到力的作用，给予关注并深入研究，后人为了纪念安培，把通电导体在磁场中受到的作用力叫做安培力。
师：力具有方向和大小，安培力的方向可能跟什么有关呢？
活动6【活动】了解安培力
【实验演示】安培力的方向
若改变通入导体的电流方向，重复实验会如何？
若不改变电流的方向，改变通电导体所处的磁场方向，重复实验又如何？
实验次数
磁场方向
电流方向
导线运动情况
导线受力情况
1
上下
射向黑板(3V)
2
上下
远离黑板(3V)
3
下上
4
下上
5
上下
射向黑板(5V)
师：【分析比较】：(控制变量法---只改变一个量，其余量保持不变)
比较实验1、2（或3、4），可以发现：磁场方向相同，安培力方向与电流方向有关
(2)比较实验1、3（或2、4），可以发现：电流方向相同，安培力方向与磁场方向有关
板书：2、安培力的方向与电流方向和磁场方向有关
师：如果将电流方向和磁感线方向同时改变，结果会是怎样的呢？
(3)比较实验1、4（或2、3），可以发现：电流和磁场方向同时改变，安培力方向不变
3、安培力的大小：
师：力有方向也有大小，力的大小又和什么因素有关呢？
【阅读】P85《安培力的大小和方向》，安培力的大小与磁场强弱、电流大小以及在磁场中的导线长度、还与磁场方向与电流方向的夹角大小等都有关
活动7【练习】练习
1、在磁场中的通电导体 (B)
A、一定受到磁场力的作用B、可能受到磁场力的作用
C、一定不受磁场力的作用D、以上说法均不正确
2、关于通电导体在磁场里受力方向与电流方向和磁感线方向之间的关系，下列说法中错误的是（C）
A、电流方向改变时，导体受力方向改变
B、磁场方向改变时，导体受力方向改变
C、电流方向和磁场方向同时改变，导体的受力方向改变
D、电流方向和磁场方向同时改变，导体的受力方向不变
活动8【测试】小结和巩固：
发电机是根据闭合电路的一部分导体在磁场中做_________________运动产生感应电流的原理制成的。发电机工作时，将_________转化为电能。
最早研究出电磁感应现象的科学家是（）
A、奥斯特B、法拉第C、焦耳D、安培
3、通电的导体在磁场中运动，那么导体在磁场中，正确的是（）
一定的感应电流
可能有感应电流通过
一定无感应电流通过
可能有感应电流通过
4、发电机运用的原理是（）
A、电磁感应B、通电线圈在磁场中受力作用而转动
C、奥斯特实验D、右手定则
5、通电导体在磁场中受力的方向由（）决定
A、电流的大小B、电流的方向
C、磁场与电流方向的夹角大小D、磁场的强弱
活动9【作业】作业
作业本对应地方