16.5 电磁感应 发电机

角斜初中校本课程 ◆ 物理九（上）◆ 教案
主备课人：丁金兵 再备课人：
课题 16-5 电磁感应 发电机 课时 2课时
教学目标 1、认识电磁感应现象，探究感应电流产生的条件，知道感应电流的方向与哪些因素有关；2、通过观察手摇发电机，了解发电机的工作原理和能量转化；3、理解什么是交流电，知道我国家庭电路的交流电的频率和周期；4、能够对直流电动机和交流发电机在构造、工作原理、能量转化、应用等方面的异同进行比较；5、了解电能的输送和高压输电的原理。
教学重点与难点 重点：电磁感应现象及产生感应电流的条件，发电机的工作过程。难点：理解电磁感应，弄清发电机的工作原理。
教具 蹄形磁铁4～6块，漆包线，演示用电流计，导线若干，开关一只、手摇发电机一台，小灯泡一只，电动机模型一只（代替课本上微风电扇）、细绳
主备课教案 再备课补充
第1课时 电磁感应1．由实验引入新课改装发电机找一电动机模型，将原来的电池换为小灯泡或发光二极管．在转轴上绕上线，用力拉线使转轴转动起来．观察小灯泡或发光二极管能否发光． 问：上述现象说明了什么？2．进行新课(1)通过实验研究电磁感应现象板书：〈一、实验目的：探索磁能否生电，怎样使磁生电。〉提问：根据实验目的，本实验应选择哪些实验器材？为什么？师生讨论认同：根据研究的对象，需要有磁体和导线；检验电路中是否有电流需要有电流表；控制电路必须有开关。教师展示以上实验器材，注意让学生弄清蹄形磁铁的N、S极和磁感线的方向，然后按课本图16—37的装置安装好（直导线先不要放在磁场内）。进一步提问：如何做实验？其步骤又怎样呢？我们先做如下设想：电能生磁，反过来，我们可以把导体放在磁场里观察是否产生电流。那么导体应怎样放在磁场中呢？是平放？竖放？斜放？导体在磁场中是静止？还是运动？怎样运动？磁场的强弱对实验有没有影响？下面我们依次对这几种情况逐一进行实验，探索在什么条件下导体在磁场中产生电流。用小黑板或幻灯出示观察演示实验的记录表格。（见书P52）教师按实验步骤进行演示，学生仔细观察，每完成一个实验步骤后，请学生将观察结果填写在上面表格里。实验完毕，提出下列问题让学生思考：上述实验说明磁能生电吗？（能）在什么条件下才能产生磁生电现象？（当闭合电路的一部分导体在磁场中左右或斜着运动时）为什么导体在磁场中左右、斜着运动时能产生感应电流呢？（师生讨论分析：左右、斜着运动时切割磁感线。上下运动或静止时不切割磁感线，所以不产生感应电流。）通过此实验可以得出什么结论？学生归纳、概括后，教师板书：〈实验表明：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。这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。〉教师指出：这就是我们本节课要研究的主要内容—电磁感应现象。板书课题：〈第一课时电磁感应〉讲述：电磁感应现象是英国的物理学家法拉第发现的。他经过十年坚持不懈的努力，才发现了这一现象。这种热爱科学。坚持探索真理的可贵精神，值得我们学习。这一现象的发现进一步揭示了电和磁之间的联系，导致了发电机的发明，开辟了电的时代，所以电磁感应现象的发现具有划时代的意义。(2)研究感应电流的方向提问：我们知道，电流是有方向的，那么感应电流的方向是怎样的呢？它的方向与哪些因素有关呢？请同学们观察下面的实验。演示实验：保持上述实验装置不变，反复改变磁场方向或改变导体在磁场中的运动方向，请同学们仔细观察电流表的偏转方向。提问：同学们观察到了什么现象？（磁场方向、导体运动方向变化时，指针偏转的方向也发生变化，即电流的方向也随着变化）。通过这一现象我们可以得出什么样的结论呢？学生归纳、概括后，老师板书：〈二、导体中感应电流的方向跟导体运动方向和磁感线方向有关。〉(3)研究电磁感应现象中能的转化教师提出下列问题，引导学生讨论回答：在电磁感应现象中，导体作切割磁感线运动，是什么力做了功呢？（外力）它消耗了什么能？（机械能）得到了什么能？（电能）在电磁感应现象中实现了什么能与什么能之间的转化？（机械能与电能的转化）板书：〈三、在电磁感应现象中，机械能转化为电能〉3．小结在这节课中，我们采用了什么方法，探索研究了哪几个问题？4．布置作业 第2课时 发电机1．复习提问：什么叫电磁感应？（教师强调“闭合”、“切割”）提问：感应电流的方向跟哪些因素有关？教师强调“导体切割磁感线的运动方向改变，或者磁感线方向改变时，感应电流方向就改变。”）提问：闭合电路的一部分导体沿图1（出示小黑板）中箭头方向运动时，哪些情况可以产生感应电流？（为了帮助学生理解图意，教师可用铝芯导线作直导体，两端用细软铜线连成闭合电路，把两条形磁体放在两堆书上，让铝芯导线在磁场中分别做图中的运动。）2．进行新课(1)发电机原理提问：把上述直导体弯成线圈，使它在磁场中转动，能否产生感应电流呢？教师边提问边动手，把铝导线弯成线圈并在磁场中转动，让学生思考片刻之后，教师说明：为了便于我们观察和分析，我们在线圈上装一个转轴，并用铁架台固定，做成图2所示的装置，转动线圈，引导学生分析，磁感线是水平方向的，线圈转动时，ab边和cd边切割了磁感线，能够产生感应电流。发电机就是根据上述原理制成的。板书：〈第二课时发电机1．发电机的原理：电磁感应现象〉(2)发电机的构造教师讲：实际利用上述原理制成发电机时，还有一些技术问题需要我们去解决，如：线圈转动时，会带动输出电流的铜线缠在一起。提问：谁能想办法解决这个问题呢？让学生思考讨论一会儿之后，出示铝环、电刷等并装上（如果时间不允许，可以直接出示课前装好的一套装置），让学生拿着电刷靠在两铝环上，转动线圈，观察铝环和电刷的工作情况。教师讲：为了使输出的电流较大，实际制作发电机时，导线要绕成多匝线圈。出示手摇发电机，简介构造。板书：〈2．发电机的构造：由定子和转子两部分组成，包括磁极、线圈、铜环、电刷等〉演示：摇动发电机大轮，小灯泡发光，验证了上述理论。(3)交流电与直流电讲述：下面我们来研究发电机产生的电流有些什么特点。要研究电流的特点，就需要借助电流表，教师边讲边用电流表换下小灯泡，缓慢摇动大轮，要求学生观察电流表指针运动情况。引导学生分析：指针左右摆动，表明电流方向在周期性地重复变化。引出交流电、直流电的概念，并加以区别。板书：〈3．交流电：周期性改变大小和方向的电流〉提问：为什么这种发电机产生的电流方向在改变呢？分析：感应电流的方向是由导体切割磁感线的运动方向和磁感线的方向决定的，感应电流方向的变化肯定是由这二者之一变化所引起的，在刚才这种发电机中，磁极是固定的，所以，这种发电机中电流方向的变化肯定是由于线圈切割磁感线的运动方向变化所引起的。下面我们用模型来研究这个问题。演示：在线圈ab边和cd边上用透明胶绑两把小刀，刀口朝转动方向，转动线圈，学生观察刀口的方向变化情况（即切割磁感线的运动方向变化情况），验证上述分析的结论。讲解：这种发电机由于产生的电流是交流电，所以称为交流发电机。下面进一步研究电流变化的特点：结合模型和挂图分析，把任意一边的运动路线和方向画出来（图3）,线圈每次转动到A、B两点时，切割磁感线的方向发生改变，电流方向也要发生改变。所以线圈转动一周，电流方向变化两次。讲解：周期和频率是用来表示交流电特点的两个物理量（不给定义），我国供生产和生活用的交流电的周期是0.02秒，频率是50赫兹，其意义是发电机线圈转一周用0.02秒，即1秒内线圈转50周。因为线圈每转一周电流方向变化两次，所以频率是50赫兹的交流电电流方向每秒钟改变100次。交流电跟我们从电池得到的电流有所不同，从电池得到的电流的方向不变，通常叫做直流电。板书：〈我国供生产和生活用的交流电周期0.02秒，频率50赫。直流电的电流方向不变。〉(4)讨论：发电机是把机械能转化为电能的机器。①发电机输出什么能？②要发电机发电，我们必须给它提供什么能？这种能量从哪里得到？板书：〈4．发电机将机械能转化为电能。〉(5)请学生阅读课文P54“生活 物理 社会”，然后教师结合课本彩图介绍电从发电厂到千家万户的初步知识，简单说明变压器的作用。3．小结：归纳本节课学习的主要内容。4．布置作业
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班级 姓名 第16章 电磁转换 第5节 电磁感应 电动机