第一篇:第5節(jié) 磁生電 教學(xué)設(shè)計1
人教版初中物理九年級全一冊 第二十章《電與磁》
第五節(jié) 《磁生電》 教學(xué)設(shè)計
一、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識與技能
1.知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象,知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。2.知道發(fā)電機(jī)的原理。
3.知道什么是交流電,知道我國供生產(chǎn)和和生活用的交流電的頻率,(二)過程和方法
1.探究磁生電的條件,進(jìn)一步了解點和磁之間的相互聯(lián)系。2.觀察和體驗發(fā)電機(jī)是怎樣發(fā)電的。
(三)情感、態(tài)度與價值觀
1.認(rèn)識自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的,認(rèn)識科學(xué)研究方法的重要性。2.認(rèn)識任何創(chuàng)造發(fā)明的基礎(chǔ)是科學(xué)探索的成果,初步具有創(chuàng)造發(fā)明的意識。
二、教學(xué)重點:知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象和磁生電的條件;發(fā)電機(jī)的工作原理。
三、教學(xué)難點:嘗試動手設(shè)計實驗,并在探究過程中發(fā)現(xiàn)磁生電的條件。
四、教學(xué)器材:直導(dǎo)線、鐵架臺、蹄形磁鐵、細(xì)線、矩形線圈、靈敏電流表、手搖發(fā)電機(jī)模型、小燈泡、若干導(dǎo)線、發(fā)電機(jī)原理掛圖。
五、教學(xué)時數(shù):1課時
六、教學(xué)過程:
(一)復(fù)習(xí)回顧
1.磁場對通電導(dǎo)線的作用
2.電動機(jī)工作原理、構(gòu)造及換向器的作用
3.什么是電流的磁效應(yīng)?奧斯特實驗說明了什么?(課件1)
(二)引入新課
奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)之后,許多科學(xué)家都在思索:既然電流能產(chǎn)生磁,那么磁能否產(chǎn)生電呢?(課件2、3、4)
英國物理學(xué)家法拉第在10年中做了多次探索,1831年終于取得突破,發(fā)現(xiàn)了利用磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律。法拉第的發(fā)現(xiàn),進(jìn)一步揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系。根據(jù)這個發(fā)現(xiàn),后來發(fā)明了發(fā)電機(jī),使人類大規(guī)模用電成為可能,開辟了電氣化的時代。(課件5)
我們?nèi)粘I詈蜕a(chǎn)中使用的電,是由電網(wǎng)提供的,是從發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)中產(chǎn)生的,經(jīng)過遠(yuǎn)距離輸送,到達(dá)工廠、農(nóng)村、學(xué)校和家庭。
火力發(fā)電是汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī);水力發(fā)電是水輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī);風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)車帶動發(fā)電機(jī)。無論是火力發(fā)電、水力發(fā)電、還是風(fēng)力發(fā)電,都是通過發(fā)電機(jī)發(fā)電的。那么發(fā)電機(jī)是如何發(fā)電的呢?(課件6)
1、什么情況下磁能生電
(1)實驗:探究什么情況下磁可以生電
提出問題:什么情況下磁場里的導(dǎo)線中能夠產(chǎn)生電流?
設(shè)計實驗:P138頁如圖20.5-1,在蹄形磁鐵的磁場中放置一根導(dǎo)線,導(dǎo)線的兩端跟電流表連接。(課件7)
進(jìn)行實驗,并觀察實驗現(xiàn)象:(課件8)
①讓導(dǎo)線在磁場中靜止,換用不同強(qiáng)度的磁體;觀察到電流表指針不偏轉(zhuǎn),說明沒有產(chǎn)生電流;
②讓導(dǎo)線在磁場中靜止,不用單根導(dǎo)線,而用匝數(shù)很多的線圈;觀察到電流表指針不偏轉(zhuǎn),說明沒有產(chǎn)生電流; ③讓導(dǎo)線在磁場中沿不同方向運動。讓導(dǎo)線在磁場中上下運動,觀察到電流表指針不偏轉(zhuǎn),說明沒有產(chǎn)生電流;
讓導(dǎo)線在磁場中左右運動,觀察到電流表指針偏轉(zhuǎn),說明電路中產(chǎn)生電流;
讓導(dǎo)線在磁場中前后運動,觀察到電流表指針偏轉(zhuǎn),說明電路中產(chǎn)生電流; 讓導(dǎo)線在磁場中斜著運動,觀察到電流表指針偏轉(zhuǎn),說明電路中產(chǎn)生電流。(課件9)
分析論證,得出結(jié)論:
閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流。
這種由于導(dǎo)體在磁場中運動時而產(chǎn)生電流現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,消耗了機(jī)械能,但在閉合電路中產(chǎn)生了電流,獲得了電能,實現(xiàn)了從機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)化(課件10)
2、發(fā)電機(jī)
發(fā)電機(jī)怎樣發(fā)電呢?
如圖20.5-3是實驗室用的手搖發(fā)電機(jī)。把手搖發(fā)電機(jī)跟燈泡連接起來,使線圈在磁場中轉(zhuǎn)動,可以看到燈泡會發(fā)光。這表明電路中有了電流。如果把手搖發(fā)電機(jī)跟電流表連接起來,使線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時,可以看到電流表的指針隨著線圈的轉(zhuǎn)動而左右擺動。這表明發(fā)電機(jī)發(fā)出的電流的大小和方向是變化的。
發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象來發(fā)電。(課件11)
演示:
(1)觀察模型式手搖發(fā)電機(jī)的構(gòu)造 磁極是什么形狀的?線圈是通過那些裝置和燈泡連接起來的?搖把是通過什么帶動線圈轉(zhuǎn)起來的?
手搖發(fā)電機(jī)是由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。磁極呈半圓形;線圈是通過兩個圓環(huán)和電刷把燈泡連接起來;搖把是通過外力帶動線圈轉(zhuǎn)起來的。(課件12)
(2)觀察發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速對小燈泡亮度的影響
小燈泡發(fā)光說明電路中有了電流。線圈轉(zhuǎn)得越快,小燈泡越亮,說明感應(yīng)電流越大。
(3)檢驗手搖發(fā)電機(jī)電流方向的變化
二極管交替發(fā)光,說明產(chǎn)生的電流方向在周期性改變。(課件13)
圖20.5-2就是一個最簡單的發(fā)電裝置示意圖。
當(dāng)導(dǎo)線向左運動時,電流表指針偏轉(zhuǎn),表明電路中產(chǎn)生了電流;當(dāng)導(dǎo)線向右運動時,電流表指針向另一方向偏轉(zhuǎn),表明產(chǎn)生了另一方向的電流。如果導(dǎo)線左右往復(fù)運動,電流表指針來回擺動,電路中產(chǎn)生的是交變電流,簡稱交流。
交變電流的頻率在數(shù)值上等于電流在每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)。我國電網(wǎng)以交流供電,頻率為50Hz。
方向不改變的電流叫做直流。(課件14)
實際的發(fā)電機(jī)比模型式發(fā)電機(jī)復(fù)雜的多,但仍由轉(zhuǎn)子和定子組成。大型發(fā)電機(jī)發(fā)的電,電壓很高,電流很強(qiáng),一般采用線圈不動,磁場轉(zhuǎn)動的方式發(fā)電,因為大型發(fā)電機(jī)的電流大,電刷與滑環(huán)間容易產(chǎn)生電火花,很不安全,故采用旋轉(zhuǎn)磁極的方式發(fā)電。為了得到更強(qiáng)的磁場,要用電磁鐵代替永磁體。(課件15)
發(fā)電機(jī)發(fā)電的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程。(課件16)
手搖發(fā)電機(jī):食物的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)的動能,再轉(zhuǎn)化為電能。
內(nèi)燃機(jī)帶動發(fā)電:燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)的動能,再轉(zhuǎn)化為電能。
水輪機(jī)帶動發(fā)電:水能轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)的動能,再轉(zhuǎn)化為電能。
汽輪機(jī)帶動發(fā)電:燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)的動能,再轉(zhuǎn)化為電能。
科學(xué)·技術(shù)·社會
磁記錄
學(xué)生閱讀,并回答問題:
1、什么是軟磁性材料?什么是硬磁性材料?
2、磁帶上的什么物質(zhì)可記錄聲音、圖像信息?
3、錄音機(jī)是怎樣錄音和放音的?(課件17)
(四)課堂小結(jié)
1、什么情況下磁能生電?
閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流。
這種由于導(dǎo)體在磁場中運動時而產(chǎn)生電流現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。
2、發(fā)電機(jī)
(1)原理:電感感應(yīng)現(xiàn)象;(2)構(gòu)造:轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成。(3)交流電:周期性改變方向的電流是交變電流,簡稱交流。
(4)電流在每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)叫做頻率。
(5)實際發(fā)電機(jī)的構(gòu)造
由轉(zhuǎn)子和定子組成;大型發(fā)電機(jī)的電壓很高,電流很強(qiáng),一般采用線圈不動,磁場轉(zhuǎn)動的方式發(fā)電。(課件18)
(五)課堂練習(xí)(課件19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29)1.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,導(dǎo)體切割磁感線運動時,產(chǎn)生了______________。由此可見,在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,______能轉(zhuǎn)化為______能。
2、判斷正誤:
(1)、導(dǎo)體在磁場中運動一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流()(2)、導(dǎo)體在磁場中做切割運動一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流()
(3)、閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流()
3.周期性改變____的電流叫交流電,_____不變的電流叫直流電,干電池提供的是 電。
4.我國的交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子每秒轉(zhuǎn)____周,即交流電的變化頻率是____赫,因此交流電的方向每秒要改變___次。
5.發(fā)電機(jī)的主要構(gòu)造由____和____兩部分組成,大型發(fā)電機(jī)的線圈作_____,電磁鐵作_____。實際的發(fā)電機(jī)靠內(nèi)燃機(jī)、水輪機(jī)、_____等帶動發(fā)電。6.交流發(fā)電機(jī)的原理是()A電流的磁效應(yīng) B電流的磁現(xiàn)象 C電磁感應(yīng)現(xiàn)象 D電磁鐵原理
7.交流發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)和外電路中的電流分別是()
A、交流電和直流電 B、交流電和交流電 C、直流電和交流電 D、直流電和直流電
8.如圖所示,此裝置是什么機(jī)器?工作原理是什么?工作時能量如何轉(zhuǎn)化? 9.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是()A.導(dǎo)體在磁場中運動
B.導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動 C.閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動
D.閉合導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動 10.同學(xué)們做實驗的裝置如圖所示,閉合開關(guān),先將導(dǎo)體ab水平用力向右移動,導(dǎo)體cd也隨之運動起來.則在以上的實驗中下列說法正確的是()
A.實驗裝置中的甲裝置運用的原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象 B.實驗裝置中的甲裝置把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
C.實驗裝置中的乙裝置產(chǎn)生的現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用是發(fā)電機(jī) D.若將導(dǎo)體ab水平用力向左移動,導(dǎo)體cd的運動方向不變
11.在如圖1所示的實驗裝置中,用棉線將銅棒ab
圖1 懸掛于磁鐵N、S極之間,銅棒的兩端通過導(dǎo)線連接到電流表上。當(dāng)ab做切割磁感線運動時,能觀察到電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。利用這一現(xiàn)象所揭示的原理,可制成的設(shè)備是()A.電流表 B.電動機(jī) C.發(fā)電機(jī) D.電磁繼電器
12.如圖所示的四個裝置,以下關(guān)于它們的說法中錯誤的是()
A.圖a可用來演示電磁感應(yīng)現(xiàn)象 B.圖b可用來演示電流的磁效應(yīng)
C.圖c可用來演示電磁鐵中線圈匝數(shù)與磁性強(qiáng)弱的關(guān)系 D.圖d可用來演示發(fā)電機(jī)的工作原理
14.物理知識廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活實際中,如圖所示的器具應(yīng)用的電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是()
A.電磁起重機(jī) B.動圈式話筒 C.動圈式揚聲器 D.條形碼掃描器
七、板書設(shè)計
第5節(jié) 磁生電
1、什么情況下磁能生電
電磁感應(yīng);感應(yīng)電流。
2、發(fā)電機(jī)
(1)原理:電感感應(yīng)現(xiàn)象;(2)構(gòu)造:轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成。
(3)交流電:(4)交流電:(5)實際發(fā)電機(jī)的構(gòu)造和能量轉(zhuǎn)化
第二篇:電生磁教學(xué)設(shè)計
《電生磁》教學(xué)案例
陜西省商南縣湘河鎮(zhèn)初級中學(xué) 周青煥 郭有文
一、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識與技能
1.認(rèn)識電流的磁效應(yīng),初步了解電和磁之間有某種聯(lián)系。
2.知道通電導(dǎo)體周圍存在著磁場,通電螺線管的磁場與條形磁鐵相似。3.會判斷通電螺線管兩端的極性或通電螺線管的電流方向。
(二)過程與方法
1.觀察體驗通電導(dǎo)體與磁體之間的相互作用,初步了解電和磁之間有某種聯(lián)系。2.體驗探究通電螺線管外部磁場的方向的過程
(三)情感態(tài)度與價值觀
通過“電生磁”現(xiàn)象,初步認(rèn)識電與磁之間的相互聯(lián)系,樂于探索自然界的奧秘。
二、教學(xué)重點、難點
(一)教學(xué)重點
1.通過奧斯特的實驗認(rèn)識電流的磁效應(yīng)。2.通電螺線管外部磁場分布。
(二)教學(xué)難點:通電螺線管兩端的極性或通電螺線管的電流方向的判斷方法。
三、教具準(zhǔn)備:導(dǎo)線、干電池、條形磁體、螺線管、鐵粉、小磁針、媒體課件
四、教學(xué)過程
(一)教學(xué)流程圖
類比實驗引入新課——探究奧斯特實驗——介紹奧斯特實驗──探究螺線管的磁場分布——體會通電螺線管的極性與電流方向的關(guān)系——安培定則──課堂練習(xí)——知識回顧——布置作業(yè)。
(二)教學(xué)過程 1.類比實驗,引入新課
教師:演示1:轉(zhuǎn)動小磁針,觀察小磁針靜止后的指向。
演示2:用磁體靠近靜止的小磁針,有何現(xiàn)象?說明了什么?
學(xué)生:小磁針偏轉(zhuǎn),說明磁體周圍存在磁場。
演示3:將通電直導(dǎo)線靠近靜止的小磁針,有何現(xiàn)象發(fā)生?
學(xué)生:小磁針偏轉(zhuǎn)。
教師:有實驗2可知:磁體周圍存在磁場,使得靜止的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),實驗3中通電導(dǎo)體也能使小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明電和磁可能有著某種聯(lián)系。
【類比實驗,吸引學(xué)生好奇心,磁可能跟電有關(guān),激發(fā)學(xué)生實驗興趣和求知欲。】
過渡:好,今天我們就來學(xué)習(xí)電生磁的相關(guān)知識。教師板書:第三節(jié) 電生磁
2.探究新課,釋疑解惑
(1)探究奧斯特實驗──通電導(dǎo)體周圍有磁場
教師:請同學(xué)們利用桌上的器材,設(shè)計實驗,證明剛才的猜想。
學(xué)生:實驗,并將觀察到的現(xiàn)象向全班交流。
教師:同學(xué)們在實驗過程中觀察到了什么,說明了什么?(播放幻燈片)學(xué)生甲:通電,小磁針偏轉(zhuǎn);斷電,小磁針不偏轉(zhuǎn)。說明通電導(dǎo)線周圍有磁場。學(xué)生乙:改變導(dǎo)線中的電流方向,小磁針偏轉(zhuǎn)方向也改變。說明磁場方向與電流方向有關(guān)。
【經(jīng)歷科學(xué)探究過程,獲得相關(guān)知識和積極的情感體驗】 教師:大家歸納的非常好,這就是電流的磁效應(yīng)。教師板書:
(一)電流的磁效應(yīng) 1.通電導(dǎo)線周圍有磁場 2.磁場的方向跟電流方向有關(guān)
過渡:其實我們今天研究的問題早在1820年丹麥偉大的物理學(xué)家奧斯特在一次偶然的實驗中就發(fā)現(xiàn)了電和磁之間是有聯(lián)系的,這個實驗看上去非常簡單,但在當(dāng)時這一重大發(fā)現(xiàn)轟動了科學(xué)界。因為它揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象不是各自孤立的,而是緊密聯(lián)系的,從而說明表面上互不相關(guān)的自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的,這一發(fā)現(xiàn)有力地推動了電磁學(xué)的研究和發(fā)展。
【對學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)史的教育,培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生探索自然奧秘的興趣】
教師:既然電可以生磁,為什么一根通電直導(dǎo)線卻吸引不起一個大頭針呢?
學(xué)生:磁性太弱了。
教師:我們用什么辦法來增強(qiáng)通電導(dǎo)體的磁場呢?
過渡:人們在生產(chǎn)實踐中把導(dǎo)線彎成各種形狀,發(fā)現(xiàn)把導(dǎo)線繞成一圈一圈的螺線管狀,磁場就會強(qiáng)得多,這樣在生產(chǎn)生活中用途就大。
師:出示螺線管實物。
(2)通電螺線管外部磁場的分布情況
教師:我們已經(jīng)知道通電導(dǎo)線周圍有磁場,它的磁場與前面學(xué)習(xí)過的哪種磁體的磁場相似呢?你用什么辦法來證明你的猜想? 教師板書:
(二)通電螺線管的磁場
學(xué)生甲:在通電螺線管周圍放置小磁針 學(xué)生乙:在通電螺線管周圍撒鐵屑
教師:按照課本的電流方向接好電路,請學(xué)生甲按照他的方法操作驗證。教師將過程和結(jié)果投影到銀幕。
【培養(yǎng)學(xué)生勤思考,多動手的習(xí)慣】
教師:要求學(xué)生在圓圈中畫出小磁針,把小磁針的N級涂黑,提問學(xué)生:通過觀察
小磁針靜止時的指向,通電螺線管外部的磁場與什么磁體的磁場相似?
學(xué)生:條形磁體。
教師板書:1.通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似。
教師:我們再看看通過觀察鐵屑能不能證明我們的猜想。(實物投影)
【將小磁針驗證法和鐵屑驗證法通過銀幕呈現(xiàn)給學(xué)生,生動直觀,并引導(dǎo)學(xué)生對比課本64頁條形磁體的磁場分布圖,使抽象的概念具體化,從而得出預(yù)想的實驗結(jié)果:通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似?!?/p>
(3)通電螺線管的極性與電流方向的關(guān)系
教師:如何改變螺線管的極性?
引導(dǎo)學(xué)生思考:在電路不變的情況下,將螺線管掉頭,看看螺線管中哪些因素發(fā)生了變化?
教師:請你認(rèn)真觀察小磁針的指向。(實物投影)
【通過實驗展示,增強(qiáng)實驗可觀察性和有效性,加快學(xué)生對通電螺線管極性和電流方向關(guān)系的理解】
教師板書:2.通電螺線管的極性與電流方向有關(guān)
(4)安培定則
教師:我們知道通電螺線管兩端的極性跟螺線管中的電流方向有關(guān),有什么樣的關(guān)系?我們能不能找到一種判定的方法呢?下面請大家看畫面中螞蟻和猴子是怎么說的,結(jié)合你自身的優(yōu)勢,你可以得到什么啟示?(播放幻燈片)
學(xué)生:看螞蟻和猴子說的話,小組討論。(合作學(xué)習(xí))教師:如果我們自己沿著電流方向走,北極在哪一邊?你能用右手來概括通電螺線管的北極與電流方向的規(guī)律嗎?(適當(dāng)提示)教師:偉大的物理學(xué)家安培通過實踐發(fā)現(xiàn)在我們的右手上找到了規(guī)律,人們?yōu)榱思o(jì)念他,把他總結(jié)的規(guī)律規(guī)定為安培定則。
教師板書:
(三)安培定則
教師:右手握螺線管,讓四指彎向螺線管中電流的方向,則大拇指所指的那一端就是通電螺線管的N極。
【師生討論,教師引導(dǎo)學(xué)生得出正確方法,讓學(xué)生體會經(jīng)過努力獲得成功的喜悅。同時簡化要點,方便學(xué)生記憶掌握?!?/p>
3.小結(jié)鞏固
(1)隨堂練習(xí):動手動腦學(xué)物理第1、2、3題。
【及時鞏固,引導(dǎo)學(xué)生靈活使用右手定則,學(xué)會判斷通電螺線管極性和電流方向的方法?!?/p>
(2)交流評估:
①今天你收獲了什么知識?
【幫助學(xué)生回顧知識,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)歸納能力和復(fù)習(xí)的好習(xí)慣】
②布置作業(yè):練習(xí)冊66、67頁 ③思考:電能生磁,那么磁能生電嗎?
六、板書設(shè)計
第三節(jié) 電生磁
一、電流的磁效應(yīng)
1.通電導(dǎo)體周圍存在磁場 2.磁場的方向跟電流的方向有關(guān)
二、通電螺線管的磁場
1.通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似 2.通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān)。
三、安培定則
七、教后反思
本節(jié)課主要包括三個重要的知識點:通過奧斯特實驗明確通電導(dǎo)線周圍存在磁場;通電螺線管的磁場;安培定則,是一節(jié)內(nèi)容較多、信息量較大的課。但是本節(jié)課有兩個實驗,并且都有著直觀的實驗結(jié)果,相對較為生動,知識結(jié)構(gòu)上條理清晰、層次分明,容易引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此,我在設(shè)計上首先注重了充分利用媒體資源,圖片展示、實物投影等給學(xué)生帶來視覺上的沖擊,使許多實驗中的細(xì)微變化在投影中擴(kuò)大化,大大增強(qiáng)了學(xué)生的理解,使知識從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。其次注重了培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)生合作學(xué)習(xí)意識,使學(xué)生在學(xué)習(xí)中體驗了成功的樂趣。最后在設(shè)計上還注重了設(shè)計的藝術(shù)性,留給學(xué)生一個思考題,為后續(xù)學(xué)習(xí)埋下伏筆。
通過學(xué)生作業(yè)反饋可見本節(jié)的預(yù)設(shè)與生成達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。
第三篇:教學(xué)設(shè)計:電生磁
教學(xué)設(shè)計
電生磁
朝陽市教師進(jìn)修學(xué)院
馬瑞蘭
【教學(xué)內(nèi)容】
電流的磁效應(yīng);探究通電螺線管周圍的磁場;安培定則?!窘滩姆治觥?/p>
電流的磁效應(yīng)是學(xué)習(xí)電磁現(xiàn)象的重要基礎(chǔ)。因此,要盡可能讓學(xué)生認(rèn)識到電流及其周圍的磁場是同時存在而密不可分的。為了說明這個問題,在做奧斯特實驗的時候,把小磁針放在直導(dǎo)線附近,讓學(xué)生通過觀察導(dǎo)線通電時和斷電時小磁針發(fā)生的變化,幫助學(xué)生加深對知識的理解,初步認(rèn)識電與磁之間存在某種關(guān)系。
通電螺線管的磁場是本節(jié)的重點之一,因此,要讓學(xué)生自己去思考,用自己的語言表述出通電螺線管的極性與電流方向之間的關(guān)系,以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、空間想象能力和語言表達(dá)能力。探究結(jié)束后,讓學(xué)生自己歸納、判斷通電螺線管的極性和電流方向的方法,再在師生相互交流的氣氛中引導(dǎo)學(xué)生得出安培定則。
【學(xué)情分析】
學(xué)生已研究了簡單的磁現(xiàn)象,知道了磁體周圍存在磁場以及磁極間的相互作用規(guī)律;知道磁場是有方向性的,并且能使放入其中的磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn);對條形磁鐵的磁場有了一定的感性認(rèn)識。【教學(xué)重點】
認(rèn)識電流的磁效應(yīng),通電螺線管外部磁場分布,通電螺線管極性與電流方向的關(guān)系,安培定則?!窘虒W(xué)難點】
探究通電螺線管的磁場極性與電流方向的關(guān)系并總結(jié)得出簡單的判斷方法?!窘虒W(xué)目標(biāo)】
1.知識和技能
(1)認(rèn)識電流的磁效應(yīng),初步了解電和磁之間有某種聯(lián)系。
(2)知道通電導(dǎo)體周圍存在著磁場,通電螺線管的磁場與條形磁鐵相似。
(3)會判斷通電螺線管兩端的極性或通電螺線管的電流方向。
2.過程和方法
(1)觀察和體驗通電導(dǎo)體與磁體之間的相互作用。
(2)經(jīng)歷探究通電螺線管外部磁場的方向的過程。
3.情感、態(tài)度與價值觀
通過“電生磁”現(xiàn)象,初步認(rèn)識自然現(xiàn)象之間的存在相互聯(lián)系樂于探索自然界的奧秘。【課程資源】
教具準(zhǔn)備:電腦平臺、實物投影儀、螺線管演示器、干電池、小磁針、導(dǎo)線、多媒體課件、鐵屑、小盒子(內(nèi)裝 9 V 電池、小電磁鐵組成的電路)?!窘虒W(xué)流程】
魔術(shù)引入課題──探究奧斯特實驗──介紹奧斯特實驗,對學(xué)生進(jìn)行物理史教育──由現(xiàn)象設(shè)疑,如何增強(qiáng)通電導(dǎo)體的磁場──引發(fā)學(xué)生思考:纏繞螺線管──師生公共探究螺線管通電后產(chǎn)生的磁場分布──探究改變螺線管磁場的方法──師生探討得出安培定則──知識回顧──學(xué)生課堂練習(xí)──布置作業(yè)?!窘虒W(xué)過程】
一、創(chuàng)設(shè)情景,引入新課(創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)學(xué)生實驗興趣和求知欲)
老師表演小盒子能夠使靜止的小磁針偏轉(zhuǎn),然后提問學(xué)生:此盒中可能是什么?你猜想的依據(jù)是什么?
二、探究新課,釋疑解惑(經(jīng)歷科學(xué)探究過程,獲得相關(guān)知識和積極的情感體驗)
1.探究奧斯特實驗──通電導(dǎo)體周圍有磁場
教師提問:我們怎樣判斷一個物體是否具有磁性呢?我們可以設(shè)計一個什么樣的實驗來檢驗?zāi)愕牟孪耄?/p>
小組討論后交流。
教師:根據(jù)學(xué)生所述對該實驗進(jìn)行演示。
學(xué)生實驗,并將觀察到的現(xiàn)象向全班交流。
總結(jié)電流的磁效應(yīng): 通電導(dǎo)線周圍有磁場,磁場的方向跟電流的方向有關(guān)。
教師:既然電能生磁,為什么手電筒在通電時連一根大頭針都吸不動?
設(shè)置問題過渡:
怎樣才能增強(qiáng)可利用的通電導(dǎo)線所產(chǎn)生的磁場呢?(友情提示:可以嘗試改變導(dǎo)線的形狀。)
學(xué)生討論。
引出螺線管:人們在生產(chǎn)實踐中把導(dǎo)線彎成各種形狀,發(fā)現(xiàn)把導(dǎo)線繞成一圈一圈的螺線管狀,磁場就會強(qiáng)得多,這樣在生產(chǎn)生活中用途就大,下面我們也來制作一個螺線管,怎樣做呢?
2.探究通電螺線管的磁場
探究1:制作螺線管
教師:針對教材內(nèi)容演示螺線管的纏繞方法。
教師提問:下面請同學(xué)們利用桌上的器材制作螺線管,比一比,看誰繞得即快又好。
學(xué)生制作螺線管教師巡查,學(xué)生展示。(對展示的予以肯定和鼓勵)
教師:你認(rèn)為可能有幾種纏繞的方法?
探究2:通電螺線管外部磁場的分布情況
教師設(shè)問:剛才同學(xué)們的探究已經(jīng)證實了通電螺線管能產(chǎn)生磁場,它的磁場以前研究的哪種磁體的磁場相似?說出你的猜想及猜想的依據(jù)。
學(xué)生回答。
我們用什么方法來研究它的磁場分布情況呢?
教師:演示用鐵屑研究螺線管磁場分布的實驗。
教師將用鐵屑做的演示螺線管磁場的分布投影到銀幕上并播放螺線管的磁場與條形磁鐵的磁場對比圖,引導(dǎo)學(xué)生分析通電螺線管的磁場形狀。即:通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似。
探究3:通電螺線管的極性與電流方向的關(guān)系
教師提問:如何改變螺線管的極性?
引導(dǎo)學(xué)生思考:在電路不變的情況下,將螺線管掉頭,看看螺線管中哪些因素發(fā)生了變化?
教師:我們知道通電螺線管兩端的極性跟螺線管中的電流方向有關(guān),有什么樣的關(guān)系?我們能不能找到一種判定的方法呢?(出示投影),下面請大家看畫面中螞蟻和猴子是怎么說的,我們能否受到某種啟示呢?
學(xué)生合作學(xué)習(xí):學(xué)生看螞蟻和猴子說的話,小組討論。
教師給予適當(dāng)提示:如果我們自己沿著電流方向走,北極在哪一邊?你能用右手來概括通電螺線管的北極與電流方向的規(guī)律嗎?
教師:偉大的物理學(xué)家安培通過實踐發(fā)現(xiàn)在我們的右手上找到了規(guī)律,人們?yōu)榱思o(jì)念他,把他總結(jié)的規(guī)律規(guī)定為安培定則下面我們來一起學(xué)習(xí)一下吧!
安培定則:用右手握螺線管,讓四指彎向螺線管中電流的方向,則大拇指所指的那一端就是通電螺線管的N極。并教會學(xué)生安培定則歌:右手握住螺線管,四指順著電流轉(zhuǎn),拇指指向N極端。
教師投影,檢驗學(xué)生掌握情況。
三、交流小結(jié)、隨堂練習(xí)、總結(jié)評估(幫助鞏固知識,讓物理走向應(yīng)用、走向社會)
1.今天你學(xué)到了哪些知識?你有哪些新的體會。
2.布置作業(yè):
(1)反饋練習(xí):動手動腦學(xué)物理:①②③
(2)知識拓展:研究你家或附近住宅樓的電動門是如何工作的,主要靠什么控制門鎖。進(jìn)一步幫助學(xué)生理解通電螺線管在生活中的應(yīng)用。
(3)走進(jìn)生活:研究牽牛花、菜豆的莖纏繞的方向與生長的方向之間的關(guān)系。觀察葡萄、絲瓜的卷須的纏繞方向與生長的方向之間的關(guān)系。看看與我們研究的磁場與電流方向之間有沒有某種聯(lián)系。【板書設(shè)計】
第三節(jié) 電生磁
一、電流的磁效應(yīng)
二、通電螺線管的磁場
三、安培定則
第四篇:磁生電教學(xué)設(shè)計
七
磁生電教學(xué)設(shè)計
【教學(xué)目標(biāo)】
知識與技能:
知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象;知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件;知道發(fā)電機(jī)的原理,能說出發(fā)電機(jī)為什么能發(fā)電;知道什么是交流電;知道我國供生產(chǎn)和生活用的交流電的頻率,區(qū)分交流電和直流電
過程與方法:
探究磁生電的條件,進(jìn)一步了解電與磁的聯(lián)系;觀察和體驗發(fā)電機(jī)是怎樣發(fā)電的
情感態(tài)度與價值觀:
認(rèn)識自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的,了解探索自然奧密的科學(xué)方法;認(rèn)識任何創(chuàng)造發(fā)明的基礎(chǔ)是科學(xué)探究的成果;初步具有創(chuàng)造發(fā)明的意識?!窘虒W(xué)重點】知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象和磁生電的條件
【教學(xué)難點】嘗試動手設(shè)計實驗,并由實驗結(jié)果概括物理規(guī)律
【教
具】鐵架臺、細(xì)線、矩形線圈、蹄形磁鐵、檢流表、導(dǎo)線、開關(guān)、手搖發(fā)電機(jī)模型、小燈泡、多媒體課件 【教學(xué)過程】 新課導(dǎo)入:
師:今天,我給大家請來了一位大大的明星。想認(rèn)識他嗎?下面請大明星出場!
課件展示:五色閃光燈閃爍,屏幕漸黑后逐漸亮起,一人出現(xiàn)在舞臺中央,鏡頭拉近,出現(xiàn)法拉第像。
師:由于大明星生活的年代離我們太遠(yuǎn)了,他本人不能親自到場和大家見面,我只能請來了他的一幅畫像。大家可別小瞧他!下面讓你感受一下他的偉大。課件展示:電的應(yīng)用實例。同時
師:是什么讓漆黑的夜晚變得五彩繽紛,是什么讓我們的生活豐富多彩,是什么讓我們的出行如此方便快捷,是什么讓工廠的機(jī)器轉(zhuǎn)個不停,這所有的一切都源于這位大明星的一個重大的發(fā)現(xiàn)!這位大明星就是—— 課件展示:法拉第簡介。
師:這節(jié)課我們沿著這位大明星的足跡來探尋先哲的智慧之旅。新課教學(xué)
課件展示(并板書)課題:七
磁生電
師:磁能生電?那么同學(xué)們回家后多買些磁鐵放在家中,以后就不用交電費了。
師:開個玩笑。下面,我們利用手邊準(zhǔn)備的器材,跟隨我來探究磁怎樣才能生出電來。師:首先,我們根據(jù)前面我們學(xué)習(xí)過的電學(xué)知識來解決下面兩個問題。課件展示(依次):
問題1:在實驗中,電路應(yīng)該是斷開的還是閉合的? 問題2:如何知道電路中是否產(chǎn)生了電流? 問題3:如何知道電路中電流的方向是否改變? 師引導(dǎo)學(xué)生回答。
答問題1:生:電路閉合是電路中形成電流的必要條件,因此實驗中電路必須是閉合的。答問題2:生:電路中有電流時,電燈可以發(fā)光,電流表會有示數(shù)等。師(補(bǔ)充):由于這個實驗中產(chǎn)生的電流非常微弱,普通的小燈泡根本不會發(fā)光,普通的電流表的指針也不會偏轉(zhuǎn),所以我們要用更靈敏的檢流表檢測電路中是否產(chǎn)生了電流。
答問題3:根據(jù)檢流表指針的偏轉(zhuǎn)方向是否改變,如果第二次實驗中檢流表指針偏轉(zhuǎn)方向與第一次相反,說明第二次產(chǎn)生的電流方向與第一次不同。
師:下面,請大家按圖示實驗裝置圖組裝實驗裝置。課件展示:電磁感應(yīng)實驗裝置圖。
師:實驗裝置組裝完畢后,我們按照實驗提示分步進(jìn)行實驗探究。
課件展示:第一步:導(dǎo)線在磁場中是靜止時還是運動時電路中會產(chǎn)生電流。第一步完成后,師生交流總結(jié):導(dǎo)線只在磁場中運動了電路中才會產(chǎn)生電流。
課件展示:第二步:是不是只要導(dǎo)線運動,電路中就一定產(chǎn)生電流?若不是,請注意導(dǎo)線的運動方向。第二步完成后,師生交流總結(jié):導(dǎo)線在磁場中只有沿著一定的方向運動電路中才會產(chǎn)生電流。師:如果我們把磁感線比作細(xì)木棒,把導(dǎo)線比作一把小刀,請觀察大屏幕上的動畫,回想使能夠使電路產(chǎn)生電流的導(dǎo)線運動方向與哪把小刀的動作類似? 課件展示:三幅動畫:(1)小刀鋸磨細(xì)木棒;(2)小刀剮削細(xì)木棒;(3)小刀切割細(xì)木棒。生:切割。師:只有導(dǎo)線作切割磁感線運動時電路中才能產(chǎn)生電流,如果導(dǎo)線作鋸磨或者剮削磁感線運動時電路中是不能產(chǎn)生電流的。
課件展示:第三步:保持磁場方向不改變,比較讓導(dǎo)線水平向右作切割磁感線運動和水平向左作切割磁感線運動,檢流表指針偏轉(zhuǎn)方向是否相同。
第三步完成后,師生交流總結(jié):檢流表指針偏轉(zhuǎn)方向不同,說明在磁場方向一定時,導(dǎo)線作切割磁感線運動方向與原來相反時,產(chǎn)生的電流方向也與原來相反。
課件展示:第四步:保持導(dǎo)線作切割磁感線運動方向不變,把蹄形磁鐵的N、S極上下對調(diào),比較檢流表指針偏轉(zhuǎn)方向是否相同。
第四步完成后,師生交流總結(jié):檢流表指針偏轉(zhuǎn)方向不同,說明在導(dǎo)線作切割磁感線方向不變時,磁場方向與原來相反,產(chǎn)生的電流方向也與原來相反。實驗結(jié)束后,師生進(jìn)行交流總結(jié):(1)閉合電路的一部分導(dǎo)體,在磁場中作切割磁感線運動時,電路中能夠產(chǎn)生電流;(2)在磁場方向不變時,導(dǎo)線作切割磁感線運動方向與原來相反,產(chǎn)生的電流方向也與原來相反;在導(dǎo)線作切割磁感線運動方向不變時,磁場方向與原來相反,產(chǎn)生的電流方向也與原來相反。
師:由于導(dǎo)體在磁場中運動而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象,是法拉第最早發(fā)現(xiàn)的,他把這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象,產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。
板書
1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象
(英國
法拉第)
2、閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:閉合電路的一部分導(dǎo)體,在磁場中作切割磁感線運動。師:電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是非常微弱的,但是它的發(fā)現(xiàn)為后來發(fā)電機(jī)的發(fā)明奠定了堅實的理論基礎(chǔ),也就是說,發(fā)電機(jī)的基本原理就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。板書:
3、發(fā)電機(jī)
(1)原理:電磁感應(yīng)現(xiàn)象 展示手搖發(fā)電機(jī)模型。
師:大家請看,這是一個發(fā)電機(jī)模型。發(fā)電機(jī)主要由兩部分組成:轉(zhuǎn)子和定子。另外還有銅環(huán)和電刷。
(2)基本組成:轉(zhuǎn)子和定子、銅環(huán)、電刷
師:發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是用很多匝的銅線繞成的線圈,定子是具有很強(qiáng)磁性的永磁體,轉(zhuǎn)子可以高速的轉(zhuǎn)動,因此它可產(chǎn)生很大的電流。
教師請一名學(xué)生搖動發(fā)電機(jī),使小燈泡發(fā)光(注意轉(zhuǎn)速不要太快),提醒其他學(xué)生觀察小燈泡的發(fā)光情況。
師:大家是否觀察到小燈泡的發(fā)光情況與以前電路實驗時小燈泡的發(fā)光情況有什么不同嗎? 生:這個小燈泡在不停地閃爍。
師:小燈泡為什么會閃爍呢?請大家觀察大屏幕上發(fā)電機(jī)模型工作過程中電流的變化情況。課件演示:發(fā)電機(jī)模型工作過程中電流方向和強(qiáng)弱的變化 師:大家回想一下,這與干電池提供的電流有什么不同? 課件演示:干電池作電源的電路中電流的情況
師生交流總結(jié):(1)干電池提供的電流方向和強(qiáng)弱都不發(fā)生變化。
(2)發(fā)電機(jī)提供的電流方向和強(qiáng)弱在發(fā)生著周期性的變化。
師:把方向和強(qiáng)弱都不發(fā)生變化的電流叫做直流電;把方向和強(qiáng)弱發(fā)生周期性變化的電流叫做交變電流,簡稱交流。
板書:
4、交流電:方向和強(qiáng)弱發(fā)生周期性變化的電流
師:我國工農(nóng)業(yè)中所使用的都是交流電,1s內(nèi)發(fā)生50次周期性變化,因此我國所使用交流電的頻率是。板書:50Hz 師:我們課堂上所演示的發(fā)電機(jī),是最簡單的發(fā)電機(jī),生產(chǎn)生活中實際使用的發(fā)電機(jī)要復(fù)雜得多。
課件展示:各式各樣的發(fā)電機(jī)圖片
師:在實際使用中,為產(chǎn)生更強(qiáng)的電流,常用電磁鐵代替永磁體,為了避免電刷與銅環(huán)之間由于接觸不良產(chǎn)生電火花造成損壞,一般把線圈固定做成定子,而旋轉(zhuǎn)磁極,這與我們課堂用的發(fā)電機(jī)模型的定子與轉(zhuǎn)子是不同的。
課件展示:風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電、火力發(fā)電、核能發(fā)電圖片
師:無論是哪一種發(fā)電形式,都要把其它形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動才能產(chǎn)生電能。因此,從能量轉(zhuǎn)化角度來說,電動機(jī)是把什么能轉(zhuǎn)化為什么能? 生:機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
板書:
5、電動機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。課堂小結(jié)
通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)我們知道了,磁生電的條件是什么,電動機(jī)是利用什么原理工作的,另外我們通過實驗探究也親身體驗了科學(xué)家發(fā)明創(chuàng)造的過程和方法,從這個過程中我們知道了任何創(chuàng)造發(fā)明的基礎(chǔ)是科學(xué)探究的成果。課堂練習(xí)(課件展示)
1、下圖中的a表示垂直于紙面的一根導(dǎo)線,它是閉合電路的一部分。它在磁場中按箭頭方向運動時,在哪種情況下會產(chǎn)生感應(yīng)電流?
2、發(fā)電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)是
和,它把
能轉(zhuǎn)化為
能。
3、我國供生產(chǎn)和生活用的交流電,頻率是
Hz,周期是
s,電流在每秒內(nèi)產(chǎn)生的周期性變化的次數(shù)是
次。
4、當(dāng)你唱卡拉OK時,要用到話筒(麥克風(fēng))。話筒的種類很多,下圖是動圈式話筒的構(gòu)造示意圖。當(dāng)你對著話筒說話或唱歌時,產(chǎn)生的聲音使膜片
,與膜片相連的線圈也跟著一起,線圈在磁場中的這種運動,能產(chǎn)生隨著聲音的變化而變化的,經(jīng)放大后,通過揚聲器還原成聲音。布置作業(yè):(略)
第五篇:磁生電教學(xué)設(shè)計
磁生電教學(xué)設(shè)計
一、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識與技能
1.通過探究活動,知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象,知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。
2.通過實驗探究,知道感應(yīng)電流的方向與磁場方向、切割磁感線的運動方向有關(guān)。3.了解發(fā)電機(jī)的原理,知道發(fā)電機(jī)工作過程中的能量轉(zhuǎn)化。
(二)過程與方法
經(jīng)歷什么情況下磁能生電的學(xué)習(xí),掌握從多種因素中找出與研究目的有關(guān)的信息,得出電磁感應(yīng)的條件。
(三)情感態(tài)度和價值觀
了解電磁感應(yīng)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。通過電生磁以及磁能生電的對比,認(rèn)識自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的。
二、教學(xué)重難點
本節(jié)內(nèi)容是“電生磁”的逆向思維,可以從奧斯特實驗入手,電能生磁,考慮磁能否生電。如何利用磁生電,通過實驗發(fā)現(xiàn),只有當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,電路中才會有感應(yīng)電流。導(dǎo)體的運動方向與磁場方向不能平行。電磁感應(yīng)實驗中要消耗機(jī)械能,最后獲得了電能,所以電磁感應(yīng)是發(fā)電機(jī)的原理,工作時把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。本節(jié)中感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件既是重點也是難點,實驗就是圍繞這個主題展開的,通過實驗還發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流的方向與磁場方向和導(dǎo)線切割磁感線的運動方向有關(guān)。
重點:通過電磁感應(yīng)實驗,認(rèn)識電磁感應(yīng)現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)磁生電的條件。
難點:產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。
三、教學(xué)策略
利用逆向思維提出磁如何能生電的問題后,可以利用遷移的方法來研究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。在磁場對電流的作用中,磁場方向、電流方向與導(dǎo)線的受力方向是相互垂直的,那么在感應(yīng)電流產(chǎn)生條件中磁場方向、導(dǎo)線運動方向及感應(yīng)電流的方向這三者是否也是垂直的呢。從四個方面來研究,即閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中靜止;沿著磁感線的方向、與磁感線相垂直;導(dǎo)線靜止,磁體沿與導(dǎo)線垂直的方向運動等。通過實驗總結(jié)出感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。在實驗中除了可以看到感應(yīng)電流的產(chǎn)生,還看到電流的方向也在改變,當(dāng)磁場方向、切割磁感線的運動方向發(fā)生改變時,感應(yīng)電流的方向就會發(fā)生改變。電磁感應(yīng)在實際中應(yīng)用于發(fā)電機(jī)、動圈式話筒等,電磁感應(yīng)的過程就是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程,通過手搖發(fā)電機(jī)來了解電磁感應(yīng)在實際中的應(yīng)用。
四、教學(xué)資源準(zhǔn)備
手搖發(fā)電機(jī)、線圈、檢流計、U形磁鐵、鐵架臺、發(fā)電機(jī)模型、發(fā)光二極管、小燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線、多媒體等。
五、教學(xué)過程 創(chuàng)設(shè)情景 教師活動
重做奧斯特實驗,請同學(xué)們觀察后回答:此實驗稱為什么實驗?它揭示了一個什么現(xiàn)象?奧斯特實驗說明了電可以生磁,那么,我們可不可以反過來進(jìn)行逆向思索:磁能否生電呢?怎樣才能使磁生電呢?
學(xué)生活動
回憶:通電導(dǎo)線周圍存在磁場,并且磁場方向與電流方向有關(guān)。學(xué)生提出猜想。設(shè)計意圖
創(chuàng)造課堂情景,激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。利用逆向思維引入課堂。引入新課
不少科學(xué)家進(jìn)行了這方面的探索,英國科學(xué)家法拉第,堅信電與磁有密切的聯(lián)系。經(jīng)過10年堅持不懈的努力,終于在1831年取得了重大的突破,發(fā)現(xiàn)磁可以產(chǎn)生電,但需要一定的條件。什么條件下磁才能生電呢? 學(xué)生了解法拉第。
通過對科學(xué)家的介紹,對情感態(tài)度和價值觀的培養(yǎng)。新課內(nèi)容
什么情況下磁能生電
本實驗應(yīng)選擇哪些實驗器材?為什么? 還需要補(bǔ)充實驗器材嗎? 思考:
(1)如何獲得磁場?
(2)電路中有電流的條件?(3)如何顯示電路中有無電流? 在電路中誰是電源呢?
(1)讓導(dǎo)線在磁場中靜止,換用不同強(qiáng)度的永磁體;觀察電流表的反應(yīng),分析現(xiàn)象;用多匝數(shù)導(dǎo)線線圈進(jìn)行實驗,仍保持靜止。
(2)改進(jìn)實驗方案,固定磁體不變,使導(dǎo)線在磁場中沿著不同方向運動,觀察電流表的反應(yīng)。把磁感線想象成一根根線,把導(dǎo)線想象成一把刀,總結(jié)閉合電路中產(chǎn)生電流的條件。于導(dǎo)體在磁場中運動而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。思考:如圖2,導(dǎo)線固定不動,移動磁鐵,在電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎?為什么?
重做圖1所示的實驗,導(dǎo)線在磁場中向左和向右運動,觀察電流表的指針偏轉(zhuǎn)情況。固定導(dǎo)線不變,把把磁體向左和向右運動,觀察電流表的指針偏轉(zhuǎn)情況。若把磁場方向和導(dǎo)體切割磁感線的運動方向同時改變,觀察電流表指針偏轉(zhuǎn)情況。小結(jié):感應(yīng)電流方向與磁場方向和切割磁感線的運動方向有關(guān),磁場方向或?qū)Ь€運動方向相反,則感應(yīng)電流的方向會變化,而同時改變磁場和導(dǎo)線運動方向,則感應(yīng)電流方向不變。發(fā)電機(jī)
展示手搖發(fā)電機(jī)。觀察手搖發(fā)電機(jī)的構(gòu)造。把手搖發(fā)電機(jī)與電流表連接起來,先慢后快的搖動把手,觀察燈泡的亮暗情況。把兩個發(fā)光二極管極性相反地并聯(lián)起來,接到原來燈光的位置,進(jìn)行實驗。觀察二極光的發(fā)光情況。說明了什么問題?這種方向不斷變化的的電流叫交變電流,簡稱交流。交流和直流電有什么區(qū)別?常見的直流電源有電池、有些充電器的輸出電流等。演示:利用電池給燈泡供電和手搖發(fā)電機(jī)給燈泡供電,比較它們有什么不同。課件播放:發(fā)電機(jī)的工作過程。分析發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)至不同位置時,電流方向的變化。了解電磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件及感應(yīng)電流方向與切割磁感線運動方向的關(guān)系。總結(jié):發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理制成的,從工作過程我們能看出,線圈轉(zhuǎn)動一周,電流方向變化兩次。回憶:什么叫頻率?單位是什么?交變電流的頻率在數(shù)值上等于電流在每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)。我國電網(wǎng)以交流供電,頻率為50Hz。根據(jù)前面的分析,我國的交流電在1s內(nèi)電流方向改變了幾次?播放發(fā)電站、發(fā)電廠中電機(jī)組的工作視頻,了解實際發(fā)電機(jī)是如何工作的。討論:發(fā)電機(jī)發(fā)電過程中能量的轉(zhuǎn)化。機(jī)械能從哪兒來?你能說出一些來源嗎?閱讀課本中“科學(xué)?技術(shù)?社會”,了解磁記錄的原理。了解生活中哪些地方利用了磁記錄。
學(xué)生討論總結(jié)
根據(jù)研究的對象,需要有磁體和導(dǎo)線;檢驗電路中是否有電流需要有電流表;控制電路必須有開關(guān)。導(dǎo)線、直導(dǎo)線、鐵架臺、細(xì)線等。學(xué)生思考后回答:
(1)磁體周圍有磁場,利用磁體可以獲得磁場。(2)電路中有電流,電路要閉合,還需要電源。(3)利用電流表來檢測電路中有沒有電流。
磁場中的導(dǎo)線。觀察現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)不變,說明導(dǎo)線在磁場中靜止,電路中不會產(chǎn)生電流。在實驗中,觀察到當(dāng)導(dǎo)體沿著磁場方向運動時,電路中沒有電流。當(dāng)導(dǎo)線在磁場中水平運動、斜運動都會產(chǎn)生電流。學(xué)生根據(jù)實驗現(xiàn)象總結(jié):閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流。學(xué)生思考得出結(jié)論:也會產(chǎn)生感應(yīng)電流,因為當(dāng)磁體運動時,線圈相對于磁場也是運動的,并且在做切割磁感線,所以會產(chǎn)生感應(yīng)電流。學(xué)生觀察實驗,當(dāng)導(dǎo)線的運動方向不同的,電流表指針偏轉(zhuǎn)方向不同,說明感應(yīng)電流方向與切割磁感線的運動方向有關(guān)。電流表指針偏轉(zhuǎn)情況也不同,說明感應(yīng)電流方向與磁場方向有關(guān)。電構(gòu)造:線圈、U形磁體等。學(xué)生描述看到的現(xiàn)象:燈泡一閃一閃的發(fā)光,并且轉(zhuǎn)速越快,燈越亮。說明電流大小與轉(zhuǎn)速有關(guān),轉(zhuǎn)速越快,電流越大。觀察實驗,二極管在交替發(fā)光,說明手搖發(fā)電產(chǎn)生的電流方向在變化。交流電的電流方向是變化的,而直流電的電流方向不變。電池是直流電源,給燈泡供電時電流大小和方向都不變,燈泡的亮度恒定。手揺發(fā)電機(jī)供電時,燈的亮度發(fā)生改變。分析交流發(fā)電機(jī)的工作過程,了解線圈中感應(yīng)電流方向的變化?;貞洠侯l率是物體在每秒內(nèi)振動的次數(shù),本實驗中線圈中的感應(yīng)電流是周期性變化的。頻率的單位是赫茲(Hz)。流表指針偏轉(zhuǎn)方向不變。
交流電一個周期內(nèi),電流方向改變了兩次,50Hz表示1s內(nèi)有50個周期,電流改變了100次。實際的發(fā)電機(jī)也有轉(zhuǎn)子和定子,大型發(fā)電機(jī)發(fā)的電,電壓高、電流強(qiáng),一般采用線圈不動,磁極轉(zhuǎn)動的方式來發(fā)電。并且為了得到較強(qiáng)的磁場,還利用電磁鐵來替代永磁體。實際發(fā)電機(jī)發(fā)電時是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。提供機(jī)械能的有內(nèi)燃機(jī)、水輪機(jī)、汽輪機(jī)等。討論錄音機(jī)是如何進(jìn)行磁記錄的?如何把磁帶上的磁信息轉(zhuǎn)化成聲信息的? 總結(jié)
課堂小結(jié):1.通過這節(jié)課你學(xué)到了什么?2.感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。3.發(fā)電機(jī)是怎樣發(fā)電的?4.交流電與直流電的區(qū)別。拓展:如圖是一個話筒的簡圖,說出它是如何把聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號的?學(xué)生根據(jù)本課所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)。其余同學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充。提示:可以從電磁感應(yīng)的角度來分析話筒的工作原理。作業(yè)布置
1.完成《動手動腦學(xué)物理》
第1~3題。
2.思考:如圖是一個揚聲器的結(jié)構(gòu)圖,它的構(gòu)成與話筒相似,有同學(xué)說可以利用揚聲器作為話筒,把聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號,請談?wù)勀愕南敕ā?/p>