20.5 磁生电 教案 -2023-2024学年 人教版物理九年级下学期

20.5.磁生电 课题 20.5磁生电 教学 目标 【知识与技能】 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。 【过程与方法】 1．经历探究磁生电条件的过程，提高学生观察分析能力及概括能力。 2．培养将科学技术应用于日常生活的意识和能力。 【情感态度与价值观】 1．认识自然现象之间是相互联系的，进一步了解探索自然奥妙的科学方法； 2．认识任何创造发明的基础是科学探索的成果，初步具有创造发明的意识。 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。 器材 手摇发电机模型、电源、开关、导线、蹄形磁铁、真金属棒、线圈、铁架台等。 教学 过程 教 学 内 容 与 师 生 活 动 设计意图 一、创设情景，提出问题 导入新课：奥斯特实验说明了什么？ 奥斯特实验说明了通电导体周围存在着磁场。（电能生磁） 追问：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。 图片展示：水力发电站、火力发电站，风能发电站。 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？ 二、探究性活动：什么情况下磁可以生电 1、让学生依据教师的引导设计实验装置，引导问题(让学生讨论回答）: 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，讨论回答：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？ 讨论回答：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？ 讨论回答：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。 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。 2、设计实验步骤： ⑴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。 ⑵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。 ⑶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。 ⑷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。 ⑸保持磁场不变，将导线ab与磁感线方向相交方向移动，观察灵敏电流表指针。 1、 操作实验：按以上步骤，尝试性操作实验， 让学生观察发生的实验现象并记录。 导线与磁场运动情况 电流计指针摆动情况 导线ab放置于磁场中 相对静止 基本不动 导线ab放置于强磁场中 相对静止 基本不动 导线ab放置于磁场中 ab平行于磁感线运动（上） 基本不动 导线ab放置于磁场中 ab平行于磁感线运动（下） 基本不动 导线ab放置于磁场中 ab垂直于磁感线运动（左） 向左摆动 导线ab放置于磁场中 ab垂直于磁感线运动（右） 向右摆动 导线ab放置于磁场中 ab在磁场所中斜向运动 摆动 2、 学生尝试性总结后，引导性告知学生，⑷⑸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。 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。 5、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？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⑷，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。 学生观察讨论总结出：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。 三、发电机 1、展示并演示手摇式发电机，注意观察灯泡是否发光。（由慢到快摇动摇把，会发现灯泡发光，逐渐变亮） 2．让学生观察手摇发电机构造：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。 3.观察发电机转速对灯泡亮度的影响：加快转动速度时，灯泡会变得越亮，现象很明显。这表明：加快切割磁感线的速度，电流会变大。（机械能转化为电能） 4.检验手摇发电机电流方向的变化： a.将灯泡换成灵敏电流表，慢摇发电机，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，摇动摇把，会发现交替发光。 这些都说明产生的电流其方向在发生规律性的改变。 总结：电流方向周期性变化的电