内容正文:
第一节 探究:产生感应电流的条件
◇教学目标◇
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1.知道导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。知道电磁感应现象。了解电磁感应现象在生活中的应用。
2.经历科学探究的过程,培养学生逆向思维能力、实践能力、科学探究能力以及交流与合作意识。
3.通过交流讨论学习法拉第持之以恒、坚持不懈的精神;培养学生健康的积极向上的心理品质。
◇教学重难点◇
1.教学重点:探究感应电流方向与哪些因素有关。
2.教学难点:总结产生感应电流的条件。
◇教学过程◇
一、新课导入
1820年奥斯特发现了通电导体的周围存在磁场,首先揭示了电和磁之间存在着内在联系。反过来,利用磁场是否也能产生电呢?电可以产生磁,那么能否做到“磁生电”呢?
二、教学步骤
探究点1 实验:探究产生感应电流的条件
[阅读课本]P157~159“实验:探究产生感应电流的条件”
[思考]你能指出发电机模型的主要结构吗?
[提示]注意观察固定的磁体和转动的线圈。
[思考]发电机的主要结构和电动机有区别吗?
[提示]主要部件都是磁体和线圈,电动机通电时线圈转动,发电机线圈转动时小灯泡发光。
[实验]P157~158“探究”
[思考]你认为发电机能发电的原因是什么?说说你的猜想依据。
[提示]发电机线圈转动时,小灯泡亮;线圈不转动时,小灯泡不亮。所以可以推断发电机发电,可能与线圈导体在磁场中的运动有关。
[思考]实验中用导体棒代替线圈,有什么优点?
[提示]导体棒相比线圈要简单很多,运动的方向便于观察。
[思考]实验中用灵敏电流计代替灯泡,有什么优点?
[提示]灯泡发光需要一定大小的电流,而灵敏电流计可检测到很小的电流;灯泡发光只能说明有电流,而灵敏电流计偏转,不仅可以判断电流的大小,还能判断电流的方向。
[思考]实验器材是怎样组装的呢?
[提示]将导体棒、灵敏电流计、开关串联,将导体棒放在蹄形磁体的磁场中。
[思考]闭合开关,让导体在磁场中运动,观察是否有电流产生?
[提示]灵敏电流计发生偏转说明有电流产生,相反说明没有电流产生。
[思考]导体棒任意运动都能产生感应电流吗?
[提示]闭合开关,让导体在磁场中向各个方向运动,观察电流表的指针偏转情况。
竖直方向运动时,灵敏电流计不发生偏转。
[思考]你能用准确的物理语言归纳这种运动特点吗?
[提示]我们知道磁感线可以形象地描述磁场,也可以把磁感线想象成一根根细线,将导体棒想象成一把锋利的刀,便会发现竖直运动时,这把“刀”不能将“细线”切断,而向其他方向运动都能切断“细线”。
[小结论]导体棒做切割磁感线的运动。
[思考]如果导体不动,移动蹄形磁体,导体中也能产生电流吗?
[提示]运动是相对的,移动磁体,磁感线同样被切割,所以能产生电流。
[思考]断开开关,让导体棒做切割磁感线运动,电流表还会偏转吗?
[提示]开关断开,电路断路,灵敏电流计不再偏转。
[思考]电磁感应现象过程中能量是如何转化的呢?
[提示]导体棒运动具有机械能,电流计偏转说明产生了电能。电磁感应现象是将机械能转化为电能。
[思考]拿走磁体,让导体棒做切割磁感线运动,电流表还会偏转吗?
[提示]导体棒只有在磁场中才能切割磁感线。
[思考]你认为产生电流需要哪些条件呢?
[提示]有三个条件:闭合电路,部分导体,做切割磁感线运动。
[思考]感应电流的方向该如何判断?
[提示]如课本图19-3所示,伸开右手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
探究点2 电磁感应及其应用
[思考]什么是电磁感应?
[归纳提升]闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象是一种电磁感应现象,电磁感应现象中产生的电流称为感应电流。
[思考]电流是有方向的,你能改变电路中产生的电流的方向吗?
[提示]改变导体棒运动的方向,观察电流计的偏转方向是否改变,如果改变说明感应电流的方向与导体棒切割磁感线的方向有关。
[思考]改变磁场的方向,感应电流的方向会变吗?
[提示]观察电流计的偏转方向是否改变,如果改变说明感应电流的方向与磁场的方向有关。
[思考]如果同时改变切割磁感线方向和磁场的方向,感应电流的方向会改变吗?
[提示]观察电流计的偏转方向是否改变,如果改变说明感应电流的方向发生了改变。
[归纳提升]感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向皆有关。只改变其中一个条件,感应电流的方向会发生改变,两者同时改变,感应电流的方向不变。
[思考]导体在磁场中产生的电流大小与什么因素有关呢?
[提示]一次让导体棒快速运动,一次慢速运动,比较灵敏电流计的偏转角度。
[思考]如果换一个磁性较弱的磁体,会怎样呢?
[提示]换一个磁性较弱的磁体后,灵敏电流计的偏转角度较小。
[归纳提升]感应电流的大小与导体棒切割磁感线运动的快慢有关,与磁场的强弱有关。
[思考]除了发电机以外,电磁感应现象在生活中还有哪些应用呢?
[提示]麦克风(动圈式话筒)。
[思考]能否简单地说说你的判断依据?
[提示]麦克风的内部主要是磁体和线圈,对着麦克风讲话,线圈振动,切割磁体的磁感线产生大小变化的感应电流,音箱再将变化的电流转换为声音。
[习题]如图所示,导体ab在外力作用下向左运动时电流表指针偏转,向右运动时电流表指针向另一方向偏转。这个实验事实说明 ( )
A.通电导线在磁场中受力大小与电流大小有关
B.通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关
C.感应电流的大小与导体在磁场中切割磁感线运动的快慢有关
D.感应电流的方向与导体在磁场中切割磁感线运动的方向有关
[分析]图中装置没有电源,导体在磁场中做切割磁感线运动而产生感应电流,是电磁感应现象,不能说明通电导线在磁场中受力的大小和方向;当导体运动的方向改变时,电流表指针偏转的方向也改变,即感应电流的方向改变了,由此可以得出:感应电流的方向与导体在磁场中切割磁感线运动的方向有关。
[答案]D
三、板书设计
第一节 探究:产生感应电流的条件
1.感应电流产生的条件
(1)闭合电路
(2)部分导体
(3)切割磁感线运动
2.电磁感应现象
3.感应电流方向
(1)磁感线方向
(2)导体运动方向
4.电磁感应现象中能量转化:机械能转化为电能
5.电磁感应现象的应用
(1)发电机
(2)变压器
(3)话筒
◇教学反思◇
本节课的主要特点是创造条件让学生自己动手获得了知识与技能,体验探究的乐趣、学习的乐趣,同时也培养了学生的交流与合作意识。从而改变重结论轻过程,重理论轻实践的教学观念。
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