20.5 磁生电. 教案 2021-2022学年人教版九年级物理

第5节　磁　生　电
【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;能说出发电机为什么能发电;知道发电机发电过程是能量转化的过程。
3.知道什么是交流电;知道我国供生产和生活用的交流电的频率是50 Hz。
【教学重难点】
1.重点:电磁感应现象和产生感应电流的条件,发电机的工作原理。
2.难点:电磁感应现象,发电机的工作原理。
【课前准备】
教师:演示电流表、蹄形磁铁、导线、开关、手摇发电机一台、灵敏电流计、小灯泡、多媒体。
学生:通过上网、查阅图书等方式收集法拉第的有关知识。
【教学过程】
【情境引入】
1.多媒体展示各种发电机,提出问题:现在我们所用的发电机的工作原理是什么,什么条件下才能产生电?
2.科幻故事“科学家带着科考队员乘飞机环地球自西向东考察时,遇到能源不足的问题,科学家巧妙地利用长导线和一个金属球,借地球这个大磁场感应出电能”。为什么能产生电?
3.前面我们学过的奥斯特实验说明电可以生磁,那么反过来磁能不能生电呢?引入新课。
【互动新授】
(一)电磁感应
1.提出问题:
(1)由奥斯特实验可知,当导线中有电流时,小磁针会转动,如果我们让小磁针转动,导体中会不会有电流产生呢?
(2)通电导线在磁场中会受到力的作用,从而使导体发生运动,如果让导体在磁场中先运动,导体中会不会产生电流呢?
2.学生思考,小组讨论,引导学生按照教材所示的方法进行分组实验。
(1)让直导线在蹄形磁体的磁场中静止,换用不同强度的磁体,观察电流表的指针是否偏转。
(2)让直导线在蹄形磁体中上下运动,观察电流表指针是否偏转。
(3)让直导线在磁场中左右运动,观察电流表指针是否偏转。
(4)让直导线在磁场中斜着运动,观察电流表指针是否偏转。
教师提示:实验产生的电流很小,用实验室常用的灯泡和电流表不容易观察,所以采用更灵敏的电流表,即灵敏电流计。
引导学生尝试并提醒学生仔细观察灵敏电流计的变化并进行记录。
次数 磁场方向 导线运动方向 电流表指针是否偏转
1


2


3


4


　　结合实验记录的结果,教师提问:在什么情况下磁能生电?
学生甲:导体在磁场中运动,就有电流产生。
学生乙:电路闭合,导体在磁场中运动,才有电流产生。
学生丙:闭合电路中一部分导体在磁场中上下运动,就没有电流产生。
引导学生:如果把磁感线想象成一根根实实在在的线,把导线想象成一把刀,表达起来会方便些,讨论一下如何表达。
师生共同总结得出: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。我们把这种现象叫电磁感应现象,产生的电流叫感应电流。
教师介绍:电磁感应现象是英国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,后来根据这一现象发明了发电机,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。
(二)发电机
1.手摇发电机:
教师出示发电机模型,让学生观察:磁极是什么形状的?线圈是通过哪些装置和灯泡连接起来的?摇把是通过什么带动线圈转动起来的?
教师演示实验:(1)把手摇发电机跟小灯泡连接起来,摇动手柄使线圈在磁场中快速转动,让学生观察小灯泡的发光情况;改变转速,观察转速和灯泡亮度的关系。
(2)取下灯泡,换上灵敏电流计,慢慢摇动发电机手柄,指导学生观察灵敏电流计指针偏转情况。
引导学生思考以下问题:①电路中为什么会产生电流? ②电流计的指针为什么会左右摆动?说明了什么?③电流的大小和方向的变化与什么因素有关?
引导学生分析总结出发电机的原理。通过分析灵敏电流计指针的来回摆动,得出交变电流和直流的概念。让学生自主学习相关内容了解交变电流的频率:交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数, 我国电网用交流供电,频率是50 Hz。
2.发电机的构造:教师讲解发电机的构造,通过多媒体展示交流发电机的原理,让学生了解发电机的工作过程。
3.发电机的能量转化过程:
引导学生思考:刚才实验中没有电源但灵敏电流计的指针偏转了,电能是从何而来的?学生小组讨论分析得出:发电机发电的过程是把机械能转化为电能。
【课堂小结】
老师:通过今天的学习你学到了什么?有什么成功的经验和收获?
学生:1.电磁感应现象。
2.感应电流的方向跟哪些因素有关。
3.电磁感应现象实现了机械能向电能的转化。
【板书设计】
第5节　磁　生　电
一、什么情况下磁能生电
1.电磁感应:由于导体在磁场中运动而产生电流的现象,产生的电流叫作感应电流。
2.产生感应电流的条件:(1)闭合电路的一部分导体;(2)在磁场中做切割磁感线运动。
二、发电机
1.原理:电磁感应现象。
2.构造:由转子和定子组成。
3.交变电流:在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数。我国电网以交流电供电,频率为50 Hz。
4.能量转化:机械能转化为电能。