1.5 磁生电（第1课时）（教学设计）-【上好课】八年级科学下册同步高效课堂（浙教版）

1.5 磁生电（第1课时）（教学设计） 年级 八年级 授课时间 课题 1.5 磁生电（第1课时） 教学 目标 科学观念：理解电磁感应现象； 科学思维：知道产生感应电流的条件； 态度责任：通过实验探究和分析产生感应电流条件。 教学 重难点 重点：电磁感应现象 难点：产生感应电流的条件 学情 分析 本节内容选自浙教版八下第一章第五节第一课时。八年级学生已积累了一定的科学知识，对电学和磁学有初步认知，像简单电路的连接、电流和磁场的基本概念他们并不陌生，这些前期知识为理解电磁感应现象搭建了基础。但电磁感应涉及到较为抽象的电磁转换原理，对学生的抽象思维能力要求较高，这恰恰是他们现阶段的薄弱点。 从学习能力来看，八年级学生正处于思维发展的关键时期，他们对直观、生动的实验充满热情，在实验操作中能够按照要求完成基本步骤，观察实验现象时也较为细致 。不过，当面对从实验数据中提炼规律、总结科学结论时，他们往往会感到棘手，数据分析和归纳总结能力还有很大的提升空间。同时，在课堂学习中，学生们容易被新奇的事物吸引，导致注意力分散，难以长时间聚焦于知识的深入理解。 此外，学生之间的个体差异也较为明显。有的学生在科学学习上表现出较强的主动性和探索精神，能够快速掌握新知识，而有的学生则相对被动，需要更多的引导和鼓励。在实验操作中，动手能力强的学生能够高效完成任务，而部分学生可能会在操作上遇到困难 。因此在 “磁生电” 第一课时的教学中，教师需要充分考虑这些学情特点，因材施教，设计多样化的教学活动来满足不同学生的学习需求。 教学 准备 课件、课本、视频、活动器材等 教学过程 教师活动 学生活动 新 课 导 入 灯泡通电能发光，洗衣机通电能转动，电磁炉通电能加热食物……这些电器使用的电来自于发电厂。火力发电中，是汽轮机带动发电机；水力发电中，是水轮机带动发电机；风力发电中，是风车带动发电机。 无论是火力发电、水力发电还是风力发电，都是通过发电机发电的。那么发电机是如何发电的？ 问题引入：发电机是如何发电的？引出电磁感应现象的教学主题。 新 知 讲 授 一、电磁感应现象 科学史记 1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。自从奥斯特发现了“电”能生“磁”后，许多科学家开始探索磁能否产生电。 1825年，物理学家科拉顿将一个灵敏电流表与螺线管串联成闭合电路，并把螺线管和电流表分别放置在两个相邻的房间。他将条形磁铁插入螺线管内，同时跑到另一个房间里，观察电流表的指针是否偏转。进行多次实验后，科拉顿都没有发现电流表指针发生偏转。 英国物理学家法拉第于1821年开启磁生电探索之旅。起初，他让磁铁靠近静止线圈，未达目的。此后十年，法拉第不断改变实验条件，如更换磁铁、线圈材质和匝数等。直至1831年8月29日，他在软铁上环绕两个线圈，接通其中一个线圈的电流瞬间，另一线圈的电流表指针摆动，终于实现了利用磁场获得电流的愿望。 探索活动：产生电磁感应现象的条件和规律 1．提出问题： 如何通过“在磁场中运动的导体”和“运动的磁体”来产生电？ 2．设计实验电路： 在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线、开关和灵敏电流表串联成一个闭合回路，电流表用来检测电路中是否有电流。 3．实验过程： （1）导线在磁场中静止时： 说明：导线在磁场中静止时，不会产生电流 （2）导线在磁场中运动时： ①闭合开关后，让导线在磁场中做水平（即垂直于磁场方向）向左运动 和向右运动，观察电流表指针是否偏转：是，并且偏转方向不同。 ②闭合开关后，让导线在磁场中做垂直（即平行于磁场方向）向上运动 和向下运动，观察电流表指针是否偏转：否。 ③闭合开关后，让导线在磁场中做斜向上运动和斜向下运动，观察电流 表指针是否偏转：是，并且偏转方向不同。 （3）导线静止而磁体运动： ①闭合开关后，让磁体做水平向左运动和向右运动，观察电流表指针 是否偏转：是，并且偏转方向不同。 ②闭合开关后，让磁体做垂直向上运动和向下运动，观察电流表指针是否偏转：否。 ③闭合开关后，让磁体做斜向上运动和斜向下运动，观察电流表指针是否偏转：是，并且偏转方向不同。 4．设计记录实验数据的表格： 5．分析与论证： 归纳什么情况下能够产生感应电流？产生的电流方向跟哪些因素有关？ （1）产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体做切割磁感线的运动 （2）影响感应电流方向的因素：①导体的运动方向 ②磁场方向 6．实验结论： 闭合电路的一部分导线在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电流，感应电流的方向跟导体的运动方向和磁场方向有关。 1、电磁感应现象 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。 2、产生感应电流的条件 ①闭合电路②部分导体切割磁感线 如果电路不闭合，当导体做切割磁感线运动时，导体两端会产生感应电压。 3、感应电流方向的影响因素 ①导体的运动方向②磁场方向 只改变导体的运动方向或磁场的方向，感应电流的方向会发生改变。同时改变导体的运动方向和磁场的方向，电流方向不会改变。 4、电磁感应中的能量转换——机械能转化为电能 在电磁感应现象中，导体运动消耗了机械能，闭合电路中产生了电能。 思考与讨论： 如何用实验方法研究感应电流的大小与导体切割磁感线的速度及磁场强弱之间的关系？ ①研究感应电流的大小与导体切割磁感线速度的关系 将导体置于磁场中组成闭合回路，保持磁场不变，改变导体切割磁感线的速度，比较灵敏电流计的读数。 ②研究感应电流的大小与磁场强弱的关系 保持导体切割磁感线的速度不变，更换不同的磁铁，比较灵敏电流计的读数。 科学阅读：电吉他 电吉他的发音是通过电磁拾音装置（拾音器）连接扬声器来实现的。拾音器的基本结构如图所示，由铜线在磁铁上绕成线圈，线圈连接到放大器。磁铁产生的磁场使吉他弦线磁化，弦线反过来会产生自己的磁场。当弦线被拨动而产生振动时，相当于线圈相对弦线切割弦线磁场的磁感线，从而在线圈中产生感应电流。此感应电流的频率与弦线振动的频率相同，感应电流通过放大器和扬声器，再由扬声器发出声音。 通过科学史了解科学家对电与磁的探索过程。 学生分成小组，每组发放一套实验器材，包括蹄形磁体、导线、灵敏电流计、开关。指导学生连接电路，闭合开关，让导线在磁场中静止、水平左右运动、竖直上下运动，观察灵敏电流计指针的偏转情况。 学生活动：按照老师的指导进行实验操作，认真观察实验现象，并将现象记录在实验表格中。小组内交流讨论，分析实验现象，初步得出导线在磁场中做切割磁感线运动时能产生电流的结论。 引导学生思考，感应电流的方向是否与某些因素有关呢？再次组织学生进行实验，保持磁场方向不变，改变导线切割磁感线的运动方向；再保持导线切割磁感线的运动方向不变，改变磁场方向，观察灵敏电流计指针的偏转方向变化。 学生活动：进行实验探究，仔细观察并记录实验数据。小组讨论分析，总结出感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。 课 堂 练 习 【典例1】（2024八上·东阳月考）关于电磁现象，下列说法中正确的是（　　） A．通电线圈在磁场中受力转动的过程中，机械能转化为电能 B．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流 C．感应电流的方向只跟磁场方向有关 D．法拉第最早发现了电流的磁效应 【答案】B 【解析】 A．通电线圈在磁场中受力转动的过程中，电能转化为机械能，此选项错误； B．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，此选项正确； C．感应电流的方向跟磁场方向和导体的运动方向有关，此选项错误； D．法拉第最早发现了电磁感应现象，此选项错误。 【典例2】（2024八下·义乌期中）老师上课时常用“小蜜蜂”扩音，声音信号由话筒传入扩音器放大后从扬声器播出。话筒、扬声器的工作原理相当于（　　） A．发电机、电动机 B．电动机、发电机 C．发电机、发电机 D．电动机、电动机 【答案】A 【解析】话筒工作原理：电磁感应现象；扬声器的工作原理：通电导体在磁场中受力；因此发电机和动圈式话筒都是电磁感应现象原理；电动机和扬声器都是通电导体在磁场中受力原理，故A符合题意，BCD不符合题意。 【典例3】（2024八下·余杭期末）电动汽车刹车时，汽车电动机”变身”为发电机，将汽车机械能转化为电能，简称能量回收系统。下列实验中与该能量回收系统原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】 A.当导线中有电流经过时，小磁针的指向发生偏转，说明电流周围存在磁场，故A不合题意； B.闭合开关后，导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流计的指针发生偏转，这是电磁感应现象，故B符合题意； C.闭合开关后，线圈匝数多的电磁铁吸引大头针的数量多，说明电磁铁的磁场强弱与线圈匝数有关，故C不合题意； D.闭合开关后，通过电流的导体在磁场中受力运动，故D不合题意。 【典例4】（2024八下·杭州月考）对图中甲、乙、丙、丁四幅图解释合理的是 (　　) A．图甲：可以从磁场中获得电流 B．图乙：闭合开关，小磁针N极将向右偏转 C．图丙：发电机的工作原理图 D．图丁：闭合开关，机械能转化为电能 【答案】C 【解析】 A.该实验是奥斯特实验：当导线中通过电流时，小磁针发生偏转，实验现象表明电流周围存在磁场，即电生磁，这个现象叫做电流的磁效应，故A错误； B.闭合开关，通电螺线管中的电流方向向上，根据安培定则可知，螺线管的左端是N极。根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极向左转动，故B错误； C.当导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中便会产生电流，外边的电流表就是用来检测电路中有没有电流的，所以该装置的实验原理，应用于制造发电机，故C正确； D.电动机的原理是通电线圈在磁场中受力而发生转动，将电能转化为机械能，故D错误。 课 堂 小 结 一、电磁感应 1、电磁感应现象 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。 2、产生感应电流的条件：①闭合电路②部分导体切割磁感线 3、感应电流方向的影响因素：①导体的运动方向②磁场方向 4、电磁感应中的能量转换：机械能转化为电能 板 书 设 计 作 业 设 计 反 思 评 价 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$