教科版初中物理九年级上册第八章第一节8.1电磁感应现象教案

电磁感应现象
教学目标
1．知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件。
2．知道发电机的原理，知道发电机的能量转化。
3．知道什么是交变电流，能区别交流与直流。
教学重难点
教学重点：电磁感应现象产生的条件；发电机的工作原理。
教学难点：发电机的工作原理。
教学用具
开关、铁架台、方形线圈、灵敏电流表、小灯泡、手摇发电机模型各一个，磁性不同外形一样的蹄形磁体2个，发光二极管2个，导线若干。
教学过程
一、创设情景，引入新课
视频播放：水力发电站、火力发电站，电网输送电能，诸多用电设备使用电能的场景。
导入新课：电能在当今社会可谓是必不可少，发电站是如何产生巨大的电能的呢？既然奥斯特发现了“电生磁”，反过来想，磁能否生电呢？1831年，英国伟大的物理学家法拉第，在长达10余年的探索后，就实现了这一愿望。依据他的成就发明的发电机，开辟了电气化时代。
二、进行新课
（一）法拉第的发现
实验探究：导体在磁场中产生电流的条件
设计实验装置：思考教师提出的引导性问题，选择仪器，设计出实验装置
问题一：既然探究磁生电，一定离不开磁场，那么，选择什么样的磁体好呢？
联想通电导体的受力实验，选用蹄形磁体。
问题二：假设能够磁生电，必须具备怎样的电路呢？
不要电源的闭合电路，为电流提供路径。
问题三：如何验证是否有电流存在呢？
串联小灯泡。但是当电流很弱时，不会发光，无法观察现象；串联普通电流表。因不知电流方向，无法正确连线；串联灵敏电流表。电流弱时，指针也会摆动，且接线时不分正负接线柱，同时，根据指针摆动方向，还可以判断电流方向。
猜想可能条件：引导学生猜想磁生电需具备的条件。如：闭合电路在磁场中静止即可；磁体的磁性要足够强；部分导体在磁场中要运动等。
设计实验步骤：
（1）将部分导线ab放置于磁场中，保持导线与磁场的相对静止，观察灵敏电流表指针。
（2）更换强磁体，增强磁场强度，仍保持导线ab与磁场的相对静止，观察灵敏电流表指针。
（3）保持磁场不变，将导线ab上下移动（平行于磁感线方向），观察灵敏电流表指针。
（4）保持磁场不变，将导线ab左右移动（与磁感线方向垂直），观察灵敏电流表指针。
（5）保持磁场不变，将导线ab与磁感线方向相交的方向移动，观察灵敏电流表指针。
尝试操作实验：按以上步骤，尝试性操作实验，观察发生的实验现象并记录。
分析归纳结论：（1）（2）（3）现象：指针不动。（4）（5）现象：指针摆动。学生尝试性总结后，由教师引导性告知学生，（4）（5）步骤中的运动情形，就像是“刀割线”。进而总结出产生电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。这种现象，称为电磁感应现象。此时产生的电流，称为感应电流。
根据电磁感应现象的结论讨论交流：太空悬绳发电
探究新问题：实验中我们发现，产生电流时，指针是来回摆动的，这说明什么？（电流方向在不断变化）是什么影响到了电流方向呢？还有其他的影响因素吗？
猜想后探究：重复以上实验步骤（4），学生会快速总结出：切割磁感线的运动方向，会影响到电流方向。进而猜想其他因素：磁感线的方向会影响电流方向。然后实验：不改变导线ab运动方向，对调磁极，改变磁感线的方向，观察电流表的指针偏转方向变化。最后总结出：感应电流的方向跟导体切割磁感线方向和磁感线方向有关。
总结后导入：通过以上探究活动，我们不仅通过“磁生电”得到了“电流”，而且还知道了其中的一些规律。其实，这就是简单地“小小发电机”！当然，要想应用到实际中还远远不够，那么，实际中的电动机又是怎样的呢？
（二）、发电机
动手做：做一个小发电机
然后先同学们展示实验室的手摇发电机
演示
1、介绍发电机构造：指导学生观察后板书：转子、定子、铜环、电刷等。说明：转子在定子中旋转，完成切割磁感线运动。铜环、电刷的配合，既始终形成通路，又避免了导线的缠绕，向外输送电流。
2、观察发电机转速对电路中电流的影响：加快转动速度时，灵敏电流表的示数会变大，现象很明显。这表明：加快切割磁感线的速度，电流会变大。
3、检验发电机电流方向的变化：a、吹动小风轮带动发电机转动，会发现：指针来回摆动；b、把两个发光二极管极性相反的并联起来，串联接入电路中，催动小风轮，会发现指针摆动有规律。这些都说明产生的电流其方向在发生规律性的改变。
教师总结：电流方向周期性变化的电流叫交变电流，简称交流。这和电池供电电流不同，电池供电电流方向总是从电池的正极流向负极，方向不变，称为直流。我国电网采用交流供电，频率为50Hz。
提出问题：这台发电机为我们提供了交流电，原理是什么呢？为什么电流方向还会发生规律性的改变呢？
播放动画：播放发电机发电时，线圈两个边框切割磁感线的慢动作动画，板书发电机原理：电磁感应现象。再仔细观察会发现：两个边框在同样的磁场中切割运动方向总是相反的，这正好在闭合通路中形成向外输送电流。但是，当线圈转过线圈平面与磁感线垂直的位置时，两个边框切割运动方向都发生了改变。原理图如课本127页图8-1-7所示，因此，产生的电流方向也都发生了改变。于是电路中的电流方向出现了周期性的变化。
播放视频：视频内容包括水力发电机组、转子、定子、水轮机、发电过程等内容。根据内容提出思考问题，由学生讨论后回答：大型发电机组为什么用多组线圈？（增大输出电流）。定子和转子各是什么？（线圈为定子，磁极为转子）。较强的磁场是怎样获得的？（永磁体改为电磁体）。发电机的能量转化是什么？（机械能转化为电能）。
讨论交流：婴儿的未来
向同学们展示发电机的广泛应用。
三、课堂小结
四、随堂练习
1、_______发现了电流的磁场之后，法拉第发现了 现象，进一步揭示了电和磁的联系，导致了 的发明，实现了 能转化为 能．
2、 的一部分导体在磁场中做 运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫做 ，产生的电流叫做 。
3、下列说法正确的是（ ）
A．导体在磁场中运动能产生感应电流
B．电动机是消耗了机械能得到电能
C．发电机将贮存的化学能转化成电能
D．换向器能改变线圈中的电流方向
四、作业
自我评价1、2、3