第4节 电磁感应（表格式教学设计）物理新教材沪科版（五四学制）九年级下册

该初中物理教学设计聚焦电磁感应现象及发电机原理，以白鹤滩水电站发电案例导入，通过风扇叶片转动使二极管发光实验，衔接电生磁知识，引导学生从生活现象探究磁生电规律，构建知识脉络。 突出科学探究与科学思维培养，设计多组对比实验（如导体运动方向、开关状态）和发电机模型操作，类比“镰刀割麦子”助切割磁感线理解，例题区分电磁感应与电动机原理，强化推理，激发探究兴趣，资料实验与练习结合，提升教学效率。

第4节 电磁感应 （教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第4节 电磁感应 教学 目标 物理观念 知道电磁感应现象及感应电流的概念；理解产生感应电流的条件；了解交变电流及我国电网交流电频率；知道发电机工作原理及能量转化 科学思维 · 通过分析实验现象归纳感应电流产生条件，培养归纳推理能力；通过发电机结构与原理的联系，建立电磁转化的物理模型。 科学探究 · 经历“探究导体在磁场中运动产生感应电流条件”的实验，提升实验设计与操作能力；通过观察手摇发电机现象，提高分析与总结能力。 科学态度 与责任 · 养成严谨求实的科学态度，认识电磁感应在生产生活中的应用价值，增强对科学技术的探究兴趣。 教材 分析 本节物理课选自沪科版（五四学制）电与磁的第四节，它是发电机的工作原理，是电到磁的转折，应用知识解释日常生活中磁现象的关键。在教学中通过多列举生活中的磁现象，通过奇妙的现象感染学生，增强趣味感。同时运用教学课件展示物理的严谨性，具体化，增加实效性。学生更容易理解。本节以“磁生电”为核心，通过实验探究电磁感应现象，建立闭合电路中产生感应电流的条件，即部分导体切割磁感线运动，体现能量从机械能向电能转化。知识体系由实验现象引出电磁感应概念，进而过渡到发电机原理，形成“现象—规律—应用”的逻辑链。重点为感应电流产生的条件和交流电的特征，难点在于理解“切割磁感线”与电流方向变化的关系。教学应遵循实验观察、归纳结论、模型解释的思路，采用演示与学生探究相结合的方法，利用手摇发电机等装置增强直观体验。学习活动强调动手操作与现象记录，促进学生从具体感知上升到抽象思维。目标定位在理解电磁感应基本规律及其在发电中的应用，达成通过实验现象判断电流产生条件，并能解释发电机工作原理，培养科学思维与工程意识。 学情 分析 1. 知识储备分析：学生此前已学过磁场、电流、电路等基础知识，知道磁体周围有磁场，闭合电路有电流。 2. 思维能力分析：初中阶段学生抽象思维在发展，对实验探究有兴趣，但空间想象和逻辑推理能力有限，分析多因素条件时易混淆 3. 学习兴趣与态度分析：要求学生能动手操作、分析现象并联系实际应用 教学 重点 知道电磁感应现象的原理及其应用 教学 难点 知道发电机的工作原理及能量转化。 教学 器材 PPT, 小磁针，干电池，导线，通电螺线管。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【提出问题】金沙江白鹤滩水电站首台百万千瓦水轮发电机组转子。2022 年 12 月 20 日，白鹤滩水电站 16 台百万千瓦水轮发电 机组全部投产发电，标志着世界最大清洁能源 走廊全面建成。水电站的发电机是如何发电的呢？ 思考并回答问题，进入情景。 学习新课 一、磁能生电吗？ 【实验探究】如图1 所示，在微型风扇的插头处接一个发光二极管，旋转叶片时，观察到二极管发光；手指捏住插头的两个插脚，旋转叶片时，手指感到麻． 【实验结论】旋转叶片时，实际上是线圈在磁场中转动，二极管发光、手指感到麻说明产生电流，即线圈在磁场中转动可以产生电流． 学习新课 二、电磁感应现象 （1）概念：电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应现象. 电磁感应产生的电流叫作感应电流. (2)发现：英国物理学家法拉第经过近10 年的探索，于1831 年发现了电磁感应定律. 学习新课 三、产生感应电流的条件 【问题思考】1.当单根导线或线圈的一边在磁场中静止不动时，仔细观察，灵敏电流计的指针会偏转吗？ 2.单根导线或线圈的一边在磁场中做怎样的运动时，灵敏电流计的指针才会偏转呢？如果单根导线或线圈的一边平行于磁感线运动，灵敏电流计的指针会发生偏转吗？ 3.改变磁场两极的位置（改变磁场的方向），或者使单根导线或线圈的一边反向运动，灵敏电流计的指针偏转方向是否改变？ 【实验结论】闭合电路的一部分导体在磁场里做___切割_____磁感线的运动时，导体中就会产生电流。电流的方向与______磁场的方向______和________导体运动方向______有关。 这就是电磁感应现象。电磁感应现象中所产生的电流，叫做感应电流。 学习新课 四、感应电流的影响因素 实验序号 图示 实验操作 现象 说明 1 闭合开关， 导体棒保持静止 灵敏电流计指针没有发生 偏转 导体棒静止，没有切割磁 感线 2 断开开关， 导体棒左右运动 灵敏电流计指针没有发生 偏转 导体棒左右运动，切割磁感线，但开关断开， 所以不能产生电流 3 闭合开关， 导体棒左右运动 灵敏电流计指针发生偏转 开关闭合， 导体棒左右运动，切割磁 感线 4 闭合开关， 导体棒上下运动 灵敏电流计指针没有发生 偏转 开关闭合， 导体棒上下运动，不切割磁感线 5 闭合开关， 导体棒斜向右上下运动 灵敏电流计指针发生偏转 开关闭合， 导体棒斜向右上下运动，切割磁感线 6 闭合开关， 导体棒斜向左上下运动 灵敏电流计指针发生偏转 开关闭合， 导体棒斜向左上下运动，切割磁感线 装置图 磁体摆 放方向 ab运动方向 电流计指针偏转情况 1 N极 在上 水平向左运动 向右偏转 2 水平向右运动 向左偏转 3 N极 在下 水平向左运动 向左偏转 4 水平向右运动 向右偏转 【实验结论】：感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动的方向有关 【物理模型】类比法：把磁感线当成麦子，运动的导体当成镰刀，导体切割磁感线比作“镰刀割麦子”(如图)。事实上磁感线是切不断的。 【例题01】某同学用如图甲所示的装置探究什么情况下磁可以生电. 在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线两端跟电流表连接组成闭合回路 (1) 让导线AB 在磁场中静止， 观察到电流表指针______；让导线AB 在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体，观察到电流表指针______ ；保持蹄形磁体静止，让导线AB 从图中所示位置水平向右运动，观察到电流表指针______ ．(均填“偏转”或“不偏转”) (2)图乙中的a 表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分．它在磁场中按箭头方向运动时，会产生感应电流的是______(填标号)． 【答案】（1）不偏转 不偏转 偏转 （2） C，D 【解析】（1）让导线AB 在磁场中静止，导线在磁场中没有做切割磁感线运动，没有感应电流产生，观察到电流表指针不偏转；让导线AB 在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体，同样不会有感应电流产生，从而观察不到指针偏转；保持蹄形磁体静止，让导线AB 从图中所示位置水平向右运动，导线在磁场中做切割磁感线运动，有感应电流产生，会观察到电流表指针偏转； （2)由图乙可知，C、D 两图中导线做切割磁感线运动，会产生感应电流；A、B 两图中的导线运动时没有切割磁感线，不会产生感应电流． 学习新课 五、发电机的认识与原理 【认识发现】仔细观察如图所示的手摇式发电机，用导线把它与发光二极管连接起来。试一试，怎样才能使发光二极管发光。 【实验观察】 实验操作 现象 结论 将手摇发电机、小灯泡、开关、导线连成电路，闭合开关，摇动发电机 小灯泡发光 灯泡发光是因为电路中有电流。说明摇动发电机产生了电流 用不同速度摇动  转轮 灯泡的亮度在变化，转速大时，灯泡亮些，转速小时，灯泡暗些 手摇发电机产生的电流与发电机的转速有关 【交流讨论】 (1)将发电机模型拆开，观察发电机的内部结构，类比电动机模型，说出各部件的名称。发电机的主要部件有磁体和线圈。 (2)实际的交流发电机结构比较复杂，但主要是由转子(转动部分)和定子(固定部分)两部分组成。 (3)实际用的发电机的转子是由水轮机、汽轮机或内燃机来带动的。 【工作原理】1. 原理：电磁感应现象. 2. 结构：手摇发电机模型如图7 甲所示、工作原理图如图乙 【例题02】如图所示实验中，闭合开关，导体ab向右运动，下列操作能让导体ab向左运动的是（　　） A. 改变电压大小 B. 改变电流方向 C. 改变电流大小 D. 改变导体ab长度 【答案】B 【解析】A．通电导体在磁场中受力的方向与磁场的方向和导线棒中电流的方向有关，且两个因素只改变其中一个导体棒受力方向才会发生改变，改变电压大小，只改变电流的大小，不能改变导体的受力方向，故A不符合题意； B．改变电流方向，磁场的方向不变，可以改变导体受力的方向，可以使导体ab向左运动，故B符合题意； C．改变电流大小，不能改变电流的方向和磁场的方向，因此不能改变导体棒受力的方向，故C不符合题意； D．改变导体ab长度，不能改变电流的方向和磁场的方向，因此不能改变导体棒受力的方向，故D不符合题意。 故选B。 【例题03】如图，在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，下列说法正确的是（　　） A. 上下移动导线AB，电流表的指针一定会偏转 B. 左右移动导线AB，电流表的指针不会发生偏转 C. 动圈式话筒采集声信号时，利用了该实验规律 D. 该实验探究得到的规律与奥斯特实验规律一样 【答案】C 【解析】AB．导线AB在U型磁体里面，上下移动导线AB，与磁场方向平行，不能切割磁感线，故不能产生感应电流；左右移动导线AB，可以切割磁感线，能够产生感应电流。故A，B错误； C．动圈式话筒原理是电磁感应，即话筒内线圈因震动切割磁感线，产生感应电流，故C正确； D．奥斯特实验得出通电导体周围存在磁场，与本实验规律不同，故D错误； 故选C 。 【例题04】如图5所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置 (1) 我们可以通过灵敏电流计______________来判断电路中是否有感应电流产生。 （2）闭合开关，根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做_______运动。在该运动过程中，主要将机械能转化为_____能 （3）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，则要探究的问题是_________________________________。 【答案】 指针是否偏转 切割磁感线 电 感应电流的方向与磁场方向的关系 【解析】电路中是否有感应电流产生不易观察，实验中可以通过观察灵敏电流计指针是否偏转来判断是否有感应电流产生，采用了转换法。 闭合开关，导体向左运动，即做切割磁感线运动时，灵敏电流计的指针发生偏转，说明有感应电流产生；导体上下运动，即没有做切割磁感线运动时，灵敏电流计的指针不发生偏转，说明没有感应电流产生，故得出结论：产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 导体在切割磁感线时有感应电流产生，该过程中机械能转化为电能。保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，探究的是感应电流的方向与磁场方向的关系。 通过做风扇的实验，让学生实践操作 老师也可以补充法拉第一生的物理学贡献 通过表格呈现多样的结论 切割磁感线的回顾 实验方法很重要，会考实验题，选择 本题重点在于对感应电流的理解有误 很类似于电影手摇的 提升学生的总结能力 电磁感应现象注意与电动机原理区分 多数以选择题形式考察 课 堂 练 习 1．近年来，我国科技取得了巨大成就，下列分析不合理的是 A．四川舰上的电磁弹射系统工作原理与电动机相同 B．人形机器人对舞台的压力大小等于地面对它的支持力大小 C．运-20大型运输机获得的升力利用了流体压强与流速的关系 D．天宫二号由近地点向远地点运动时重力势能减小，动能增加 【答案】D 【解析】 A.电磁弹射系统与电动机的工作原理相同，即通电导体在磁场中受到力的作用，故A正确不合题意； B.人形机器人对舞台的压力与地面对它的支持力是一对相互作用的力，大小相等，故B正确不合题意； C.飞机的机翼做成上凸下平的形状，机翼上方的空气流速大、压强小，机翼下方的空气流速小、压强大，所以机翼受到一个向上的压强差，从而产生向上的升力，故C正确不合题意； D.天宫二号由近地点向远地点运动时，质量不变，高度增加，速度减小，重力势能增加，动能减小，故D错误符合题意。 故选D。 2.如图所示，是我国首艘海洋级智能科考船“同济”号，它采用了先进混合动力系统，该系统能在轮船制动时将动能回收转化为电能储存起来。下列四幅图能反映“同济”号动能回收原理的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】“同济”号在轮船制动时将动能回收转化为电能储存起来，其原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能。 A．该图是奥斯特实验，实验表明通电导体周围存在磁场，即电流磁效应，故A不符合题意； B．此图中有电源，是通电导体在磁场中受力运动的实验装置，是电动机的原理，将电能转化为机械能，故B不符合题意； C．司南的磁勺受到地球磁场的作用而具有指示南北方向的能力，故C不符合题意； D．该图中没有电源，当磁体在线圈中运动时，灵敏电流计的指针会发生偏转，说明电路中产生了感应电流，这是电磁感应现象，能反映“同济”号动能回收原理，故D符合题意。 故选D 。 3.发电机的工作原理是___________，能说明直流电动机工作原理的是图中的_______(填“甲”或“乙”). 【答案】电磁感应 乙 【解析】甲图中没有电源，即线圈做切割磁感线运动会产生电流，即甲是发电机的工作原理图；乙图中有电源，即通电后磁场中的线圈会受力运动，所以乙是直流电动机的工作原理图． 4.如图所示，下列操作或物理知识与结果对应正确的是（　　） A. 甲：电磁感应扬声器发声 B. 乙：闭合开关电铃发声 C. 丙：同名磁极相斥小车相互靠近 D. 丁：导线触接电池负极小磁针静止不动 【答案】B 【解析】A．扬声器中的线圈通过电流时，线圈会受到永久磁铁的磁场力的作用，当线圈中电流的方向改变时，线圈受到力的方向改变，带动与线圈相连的纸盆振动，纸盆振动发声，扬声器工作的主要原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故A错误； B．闭合开关，电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性吸引衔铁，敲击铃碗发声，故B正确； C．车上相邻的两个磁极都是N极，同名磁极相斥，两个小车相互远离，故C错误； D．导线触接电池负极，导线中有电流通过，通电导体周围存在磁场，小磁针受到磁力作用会转动，故D错误。 故选B。 5.动圈式话筒可将声信号转换成电信号。下列四幅实验装置图能反映其工作原理的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】A．动圈式话筒的工作原理是电磁感应，将声信号转换成电信号，属于磁生电；本实验装置图探究磁极间的作用规律，故A不符合题意； B．本实验装置图为电流的磁效应，属于电生磁，故B不符合题意； C．本实验装置图探究与电磁铁磁性强弱有关的因素，与动圈式话筒的工作原理不同，故C不符合题意； D．本实验装置图探究电磁感应的条件，属于磁生电，与动圈式话筒的工作原理相同，故D符合题意。 故选D。 板 书 设 计 第4节 电磁感应 一，法拉第实验 二，发电机的构成 三，发电机的原理 课 堂 小 结 发电机 原理 结构 交流电 电磁感应 定子、转子 学科网（北京）股份有限公司 $