4.5 磁生电
【教学目标】
⑴知识与技能:
知道电磁感应现象及产生感应电流的条件
说出电磁感应现象中能量的转化
知道感应电流方向与什么因素有关
⑵过程与方法:
①通过科学史进行科学方法的教育
②通过控制变量法研究影响感应电流大小的因素
⑶情感、态度与价值观目标:
通过科学家的故事,感受科学家执着追求、孜孜不倦的科学精神以及潜心研究的艰辛
【教学重、难点】
①教学重点:电磁感应现象及产生感应电流的条件
②教学难点:电磁感应
【教学准备】
电磁感应实验装置、PPT
【设计说明】
从制成第一个电池的科学家伏特,到第一个发现电与磁关系的科学家奥斯特,再到本节课主人公法拉弟,想通过科学家的故事,让学生感受科学家执着追求、孜孜不倦的科学精神以及潜心研究的艰辛。同时,带领同学们沿着科学家们的足迹,一起来探究如何利用磁场来获得电流,重温法拉弟电磁感应实验。本设计了二个实验探究,一个理念探究,体现了以科学探究为主线的课堂教学模式。
【教学过程】
一、设置情境,引入新课
1800年,意大利科学家 用铜片和锡片浸于食盐水中,并接上导线,制成了第一个电池,他提供首次的连续性的电源。1820年丹麦科学家 发现了通电导线周围存在磁场(即电生磁),成为第一个发现电与磁关系的科学家。逆向思维:磁能否生电呢?1831年英国科学家法拉第,经过十年坚持不懈的努力,终于成功地利用磁场获得电流。
今天让我们沿着科学家们的足迹,一起来探究如何利用磁场来获得电流吧!
二、新课教学
【活动】电磁感应现象
(一)设计实验方案
1、产生电流的两个必要条件是什么?(电源、闭合电路)
2、如何检验导体中微小电流的存在?(较灵敏的电流表)
3、如何提供磁场?(蹄形磁铁)
(二)教师演示实验过程
(三)实验现象
次序 实验过程 有无电流
1 导体静止于磁场中
2 导体静止,增强磁场
3 导体在磁场中上下运动
4 导体在磁场中左右运动
5 导体在磁场中斜向运动
(四)实验结论
闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应。产生的电流就叫做感应电流。
【思考】
1、产生感应电流的两个条件是什么?(闭合电路的一部分导体;在磁场中做切割磁感线运动)
2、如果电路不闭合,当导体做切割磁感线运动时,导体中会不会产生感应电流?
(没有感应电流,但在导体两端会有感应电压。)
3、在电磁感应现象中,能量如何转化?(机械能转化为电能)
【拓展1】验证电磁感应现象的其它装置(如图4-5-1):将电磁铁A插入线圈B(或拔出)时,电流表指针发生偏转。
【讨论】如何用实验方法探究影响感应电流方向的因素有哪些?
分析现象得出结论:导体中的感应电流方向与磁场方向和导体的运动方向有关。
【拓展2】右手定则(如图4-5-2)
右手四指与大拇指垂直并在同一平面内,手心对着N极(让磁感线垂直穿过手心),大拇指指向导体切割磁感线的运动方向,则四指所指示的方向就是导体中感应电流的方向。
【探究】感应电流的大小与哪些因素有关?
猜测:
1.导线切割磁感线的速度大小
2.导线切割磁感线的方向
3.永磁体的强度
4.切割导线的条数
5.切割的有效长度
实验设计和验证:控制变量法
实验结论:导线切割的速度大,电流大;永磁铁的强度大,电流大;切割导线的条数多,电流大;切割的有效长度长,电流大。感应电流的大小与导线切割的速度方向无关。
三、课堂小结:
1.电磁感应现象:闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体就会产生电流。
2.利用磁场获得感应电流的条件:①闭合电路。②部分导体做切割磁感线运动。
3. 感应电流的方向与导体切割磁感线的方向和磁场方向有关
4. 电磁感应现象中能的转化: 机械能转化为电能
四、课堂练习
1、观察图4-5-3,图(a)的实验证实了____.图(b)的实验证实了_______。
2、如图所示,要想此闭合电路中能产生感应电流,导体棒AB应该( )
A.竖直向下运动
B.水平向右运动
C.水平向外运动
D.在竖直平面内转动
3.要改变导体在磁场中产生感应电流的方向,下面哪种做法是正确的( )
A.改变磁场强弱
B.只改变磁场方向或切割磁感线方向
C.改变切割磁感线的速度
D.同时改变磁场方向和切割磁感线的方向
五、板书设计
§4.5 磁生电
一、电磁感应现象(法拉弟)
二、产生感应电流的条件:
1.闭合电路 2.一部分导体切割磁感线
三、决定感应电流方向的因素:
1.磁场方向 2.导体切割磁感线的运动方向
四、探究:感应电流的大小与哪些因素有关
图4-5-2
图4-5-1
图4-5-3
图4-5-4
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