第一节 探究:产生感应电流的条件
物理观念:知道电磁感应现象和感应电流,知道导体在磁场中运动时产生感应电流的条件,了解电磁感应在生产生活中的应用。
科学思维:能根据实验现象推理感应电流产生的条件,能判断感应电流的方向。
科学探究:能完成“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验;能进行实验,知道实验操作的意义;能根据实验数据形成结论;能陈述并反思实验过程及结果,能按要求完成实验报告。
科学态度与责任:能感受电生磁与磁生电的对称之美,能体会科学家在探索自然规律中的执着追求。
教学重点:对感应电流的科学探究,培养学生的交流合作意识。
教学难点:组织学生完成电磁感应现象的实验,归纳总结产生感应电流的条件。
教师准备:课件、大蹄形磁体、导体棒、导线、开关、演示灵敏电流计、铁架台等。
学生准备:蹄形磁体、导体棒、导线、开关、灵敏电流计、铁架台等。
教学环节 设计意图
一、创设情境 导入新课 视频导入1:老师先播放隔空取电的视频。 这是魔法,还是虚假视频,还是真实事件 学生:…… 老师:我告诉你,这是真实的,其基本原理就是电磁感应现象。通过今天的学习,你也能做到,你也能解释为什么了。 情境导入2:1820年,丹麦物理学家奥斯特通过实验,发现了通电导体周围的小磁针会发生偏转的现象,才开始揭示了电现象和磁现象的联系,有人把这种现象概括为“电生磁”。 既然电流可以产生磁场,那么,能不能反过来利用磁场来获得电流呢 也就是说,能不能实现“磁生电”呢 这在当时确实是一个十分吸引人的问题。 1831年终于有人解决了这个问题。他是谁 是怎样研究这个问题的呢 最后又得出什么结论 这就是这节课要研究的问题。 创造情景,引导学生带着任务问题,怀有兴趣地去学习新内容
二、新课讲解 探究新知 探究点一 探究产生感应电流的条件 1.问题提出 指导学生认识阅读课本P160“科学书屋”部分内容。 1821年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的周围存在磁场,也就是说“电能生磁”,同学们,根据逆向思维,利用磁能不能得到电流呢 1831年,英国物理学家 法拉第 经过10年探索发现了用磁场得到电流的方法。什么方法使大科学家用了10年时间呢,今天就让我们沿着前辈的足迹,直面他们遇到的问题,去克服它,去实现它。 (1)问题1:为探究磁在什么条件下能产生电流,我们需要哪些方面的器材呢 学生交流讨论后回答,老师适时点拨: (2)我们如何检验电路中是否有电流 提示:转换法;闭合电路中有灯泡或电流表,通过观察灯泡是否发光或电流表指针是否发生偏转来判断。 (3)如果电流很微弱,我们应该怎么办 提示:用灵敏电流计可以测量较小电流。 (4)如何判断电流方向是否改变 提示:通过灵敏电流计指针偏转方向的改变来判断。 (5)如何判断电流大小 提示:根据灵敏电流计指针偏转幅度大小来判断。 指导学生阅读课本P157~158实验:“探究产生感应电流的条件”的内容。 体验科学家们的思维和执着精神,感受物理学的对称之美,体验逆向思维和推理的物理探究方法 考查学生分析问题和解决问题的能力,以及根据实验结果反推实验设计、实验过程的推理法
2.实验目的 (1)探究导体在磁场中运动时产生电流的条件。 (2)探究导体在磁场中运动产生电流的方向与哪些因素有关。 3.实验器材:蹄形磁体、导体棒、导线、开关、灵敏电流计和铁架台。 4.实验设计 (1)实验装置设计 如课本P158图192所示。 将导体棒的两端用细导线悬挂起来,并与灵敏电流计、开关串联组成闭合电路。将导体在蹄形磁体的磁场中,探究产生感应电流的条件和影响电流方向的因素。 (2)实验步骤设计 ①按照设计图安装实验装置,连接电路。 ②闭合开关,让导体在蹄形磁体的磁场中保持静止;沿上下方向、水平左右方向、斜上斜下方向运动;保持导体不动,左右移动蹄形磁体等情况,观察并记录灵敏电流计的指针是否偏转(记录在表格1中)。 ③断开开关,重复步骤②操作。 ④在电路闭合情况下,改变磁场方向或导体做切割磁感线运动的方向,观察并记录灵敏电流计指针偏转方向(记录在表格2中)。 (3)实验表格设计 ①探究导体在磁场中运动时产生电流的条件(表格1)。 试验次数电路状态运动方向是否切割磁感线灵敏电流计指针是否偏转1闭合(或断开) 静止不动2345导体不动,移动磁体
培养学生的质疑和实验设计能力,分析概括及实验数据的处理能力;培养学生质疑、善于发现新问题、敢于探索的精神
②探究导体在磁场中运动产生电流的方向与哪些因素有关表格(表格2)。 实验次数磁场方向导体运动方向灵敏电流计指针偏转方向1234
(4)实验方法点拨:观察导体在什么情况下有电流产生,记下产生电流时的实验条件。改变实验条件,多次实验,记录实验结果,然后通过分析推理得出结论。 5.指导学生按实验设计进行实验,注意小组成员的分工协作,老师巡回指导、纠错。 6.实验结论 (1)大量实验表明,闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中产生感应电流。 (2)感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向皆有关。 7.反思交流 指导学生思考、讨论并尝试回答下列问题: (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 为什么 (2)如果导体不动,移动蹄形磁体,导体中能产生电流吗 为什么 (3)在上述实验过程中,能量是如何转化的 为什么 8.拓展一步 (1)老师:前边我们曾用右手螺旋定则判断通电螺旋管的极性及线圈中的电流方向关系,好不好用呢 学生:好用。 老师:那通电导体在磁场中产生感应电流的方向跟磁场方向和导体的运动方向都有关,有没有一个简单、巧妙的方法也能直观判断它们之间的关系呢 (2)指导学生阅读课本P159“拓展一步”内容,尝试结合实例复述方法: 如图课本P159图193所示,伸开右手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。如图: (3)练习应用。 实验操作设计和实验表格数据处理是解决本节重点和难点的关键。在实验操作过程中,注意培养学生的交流合作意识。实验过程中,既要使实验现象明显,又要在此基础上归纳总结出产生感应电流的条件以及感应电流方向的影响因素 拓展内容,灵活处理。建议分层实施教学,让有能力的同学自己学习,有不明的问题可以单独向老师请教 针对学习知识点做针对性训练
探究点二 电磁感应及其应用 1.电磁感应现象 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 ,其能的转化为 机械 能转化为电能。 2.电磁感应现象的应用 (1)发电机,下节课专门学。 (2)观看动圈式话筒原理、手机无线充电器原理和电磁炉原理的视频,了解电磁感应现象的其他应用。 (3)鼓励同学尝试说出自己所了解的其他应用。 观看视频,既使繁杂的知识变得形象具体,更让学生体验到上网搜集视频是学习的一种有效方式
三、归纳概括 课堂小结 学生讨论发言,梳理本节知识要点,老师随时补充。(“课堂小结”内容见PPT课件) 培养学生归纳总结的意识和能力
第一节 探究:产生感应电流的条件
一、实验:探究产生感应电流的条件
1.问题提出
2.实验目的
3.实验器材
4.实验设计:(1)实验装置设计
(2)实验步骤设计
(3)实验表格设计
5.实验结论:(1)闭合电路的部分导体在磁场中作切割磁感线运动时,电路中产生感应电流。
(2)感应电流的方向与磁场方向和导体运动的方向皆有关。
二、电磁感应及其应用
见PPT课件。
本节是一节科学探究课,应让学生经历科学探究的整个过程。在科学探究过程中,一要注意实验步骤较多,实验现象有可能不是很明显,所以要加强学生在实验过程中的交流合作意识,针对出现的问题及时作出评价和改进。二是要注意实验结论的得出要依赖于实验现象和实验表格数据的处理,所以要注意实验现象的观察和实验信息的记录,让学生有一定的讨论时间,为保证所有的人都能参与到交流和讨论过程,所以实验小组的人数不能太多。