第五节 磁生电（表格式教学设计）物理新教材鲁科版（五四学制）九年级下册

该初中物理教学设计聚焦“磁生电”核心，围绕电磁感应现象、感应电流条件及发电机原理展开。通过“起重机警示灯无电自亮”情境导入，关联“电生磁”旧知，搭建“磁如何生电”的探究支架。 突出实验驱动与思维可视化，设计递进式探究实验（基础条件→方向影响→发电机模型），用“刀割磁感线”类比突破抽象概念。结合中考真题巩固，落实科学探究与科学思维素养，助力学生建构知识，教师易上手。

第五节 磁生电（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第五节 磁生电 教学目标 物理观念 理解电磁感应现象，知道感应电流的概念；了解发电机的工作原理，知道交变电流及其频率的含义。 科学思维 通过分析电磁感应实验现象，培养逻辑推理能力；从发电机模型理解物理建模思想。 科学探究 经历探究导体在磁场中产生感应电流条件的实验，提升观察与分析能力；通过观察手摇发电机发电，提高动手操作和归纳总结能力。 科学态度 与责任 养成实事求是的科学态度，认识到物理知识在发电技术中的应用价值，增强对物理学科的探索热情。 教材分析 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，形成感应电流，体现能量从机械能向电能转化。重点在于理解电磁感应的基本条件和发电机的工作原理，难点在于抽象的磁感线概念与电流方向变化的关联。教学通过演示与探究活动引导学生观察、分析现象，采用问题驱动与实验验证相结合的方法，帮助学生建构知识。学习活动围绕导体运动方向、磁场强弱变化展开探究，目标定位为掌握电磁感应条件及交流电特征。 学情分析 学生此前已学过电流、磁场、闭合电路等知识，了解电生磁现象。初中阶段学生抽象思维和探究能力逐步发展，能通过实验归纳规律，但对“切割磁感线”等抽象概念理解困难，对发电机结构与电磁感应原理的联系易混淆。教材重点是电磁感应条件及应用，要求学生通过实验总结规律，理解发电机工作原理及能量转化，难点在于感应电流产生条件的准确表述及交变电流的特点。 教学重点 通过实验探究，理解闭合电路中产生感应电流的条件。 教学难点 理解发电机工作时能量转化及交变电流产生的过程。 教学准备 导体棒、线圈、开关、导线、蹄形磁体、灵敏电流计、发电机、二极管、灯泡等。 教学过程 导入新课 看一看 想一想 傍晚放学路上，小明路过工地时发现一台大型起重机正在工作，工人师傅用它吊起一根长长的金属横梁。突然，小明注意到一个奇怪的现象：这台起重机没有通电，可驾驶室里的警示灯却一闪一闪地亮着！ 他好奇地问师傅，师傅笑着说：“这不是电池供电，是金属梁在磁场里来回摆动时自己‘生’出了电。”小明更困惑了，我们一直学的是通电导线在磁场中会受力运动，怎么现在导体在磁场里一动，反而能产生电流呢？这种“磁生电”的现象需要什么条件才能发生？？ 本节课将学习相关内容。 学习新课 一、电磁感应 观察与实验： 【实验方法】如图把手摇发电机和灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，观察灯泡是否发光。 把手摇发电机和电流表连接起来，使线圈在磁场中转动，观察电流表指针是否摆动。 【实验结论】摇动发电机使线圈在磁场中转动，观察灯泡发光、电流表指针摆动。这表明电路中有电流产生。 那么，什么情况下磁场能产生电流呢？ 1.实验：探究什么情况下磁可以生电？ 【设计实验】 （1）需要一个磁场：可以蹄形磁体提供； （2）需要一段导体：可以导体棒或线圈完成。 为了获得电流，应该用导线连成闭合电路，并将电流表连入电路中，使导线静止在磁场中，或在磁场中运动……看看电路中是否有电流产生？ 【实验器材】 蹄形磁体、导体棒（或线圈）、导线、开关、灵敏电流计等； 【实验装置图】 【实验步骤】 （1）在蹄形磁体的磁场中放置一根导体棒（或线圈），导体棒的两端与灵敏电流计组成闭合电路； （2）闭合开关，让导线AB在磁场中静止，并换用不同强度的永磁体，看灵敏电流计指针是否偏转； （3）让导线在磁场中沿竖直方向上下运动（与磁感线平行）； （4）让导线在磁场中沿水平方向里外运动（与AB平行）； （5）让导线在磁场中沿水平方向左右运动（切割磁感线）； （6）让导线在磁场中斜向上运动（或斜向下）； （7）断开开关，让导线在磁场中沿水平方向左右运动（切割磁感线）； （8）把导体棒换成线圈，重复上述实验。 【实验现象】 步骤（2）（3）（4）（7）中电流表指针不偏转，无电流产生； 步骤（5）（6）中电流表指针偏转，有电流产生。 【实验分析】 如果把磁感线想象成一根根实实在在的线，把导线想象 成一把刀，表达起来可能会方便些。 【实验结论】 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作感应电流。 2.实验：感应电流方向与什么因素有关？ 【进行实验】 （1）控制磁场方向不变，闭合开关让分别让导体向左和向右做切割磁感线运动，发现电流表指针分别向右和向左偏转。 （2）控制导体运动方向方向不变，将磁体的N、S极对调，闭合开关分别让导体同一方向做切割磁感线运动，发现电流表指针分别向相反方向偏转。 【实验结论】 在电磁感应中，感应电流的方向跟导体在磁场中做切割磁感线运动的方向和磁场的方向有关。 只改变磁场的方向或导体做切割磁感线运动的方向，感应电流的方向改变； 若同时将磁场的方向和导体做切割磁感线运动的方向改变，则感应电流的方向不变。 3.电磁感应现象中能量的转化： 消耗了机械能，得到了电能，即机械能转化为电能。 4.物理名人： 法拉第 迈克尔·法拉第（1791～1867），英国物理学家、化学家，他的主要贡献在于电磁感应现象的发现，进一步揭示了电与磁的内在联系，为建立完整的电磁理论奠定了坚实的基础。 【例题1】4．（2025·河北唐山·二模）将导体、开关、灵敏电流计、蹄形磁体按如图方式组装起来，闭合开关，让导体水平向右运动，会观察到电流计指针偏转。这种现象称为 现象，下列器件中与此工作原理相同的是 （选填“发电机”、“电磁继电器”或“电风扇”）。 【答案】 电磁感应 发电机 【详解】[1][2]闭合开关，让导体水平向右运动，此时导体AB做切割磁感线运动，产生感应电流，因此会观察到电流计指针偏转，这是电磁感应现象，应用是发电机，电磁继电器的原理是电流的磁效应，电风扇的原理是通电导体在磁场中受力运动。 5．（2025·山东烟台·中考真题）如图所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验的装置，下列关于该实验说法正确的是（　　） A．该装置也可以探究通电导线在磁场中受到力的作用 B．该装置也可以探究感应电流方向跟导体运动方向有关 C．扬声器就是通过本实验的原理进行工作的 D．闭合电路的部分导体在磁场中运动一定会产生感应电流 【答案】B 【详解】A．图中装置没有电源，不能探究通电导线在磁场中受到力的作用，故A错误； B．改变导体运动的方向，可以发现电流计的指针会反向偏转，说明感应电流方向跟导体运动方向有关，故B正确； C．扬声器是把电信号转化为声信号，其工作原理是通电导体在磁场中受力的作用，故C错误； D．只有闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流，故D错误。 故选B。 【例题3】（2025·山东济南·二模）小梅用图甲中的实验装置探究怎样产生感应电流，用到了铁架台、蹄形磁铁、灵敏电流计、开关、导体棒和几根导线等器材。 (1)实验中，蹄形磁铁的作用是提供 ，灵敏电流计用来显示电路中是否产生电流。 (2)小梅至今对这个实验的下列过程记忆犹新： ①如图甲，为使灵敏电流计的指针发生偏转，她首先闭合开关，然后要使导体棒 （选填“上下”或“左右”）运动。 ②要研究感应电流的方向与磁场的方向的关系，接下来的操作是将 ，保持导体棒运动方向不变，观察灵敏电流计指针的偏转方向。 (3)通过图甲所示的实验，小梅断定：闭合电路的一部分导体在磁场中做垂直于磁感线的运动就会产生感应电流。之后，她的同位小明做了如图乙（图中只画出了部分电路）的操作：闭合开关后将导体棒沿着水平方向由a到b来回移动，此时导体棒运动的方向与磁感线的方向 （选填“垂直”或“平行”），但电路中并没有产生感应电流。在老师的启发下，小梅和小明把磁感线想象成一根根实实在在的线，把导体棒想象成一把刀，只有在闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时，才会产生感应电流。据此，你认为图乙中的导体棒做 （选填“上下”或“里外”）运动时，就会产生感应电流。 【答案】(1)磁场 (2) 左右 对调（蹄形磁铁的）磁极 (3) 垂直 里外 【详解】（1）磁铁周围存在磁场，实验中，蹄形磁铁的作用是提供磁场。 （2）[1]实验中，要使导体棒在磁场中做切割磁感线运动才能使闭合电路中产生感应电流，有感应电流才能使灵敏电流计的指针发生偏转。图中的蹄形磁铁里面的磁感线方向为竖直方向，故导体棒要左右运动才能做切割磁感线运动。 [2]要研究感应电流的方向与磁场的方向的关系，应保持导体棒运动方向不变，只改变磁场的方向，对调蹄形磁铁的磁极就可改变磁场的方向。 （3）[1]闭合开关后将导体棒沿着水平方向由a到b来回移动，虽然移动方向与磁感线方向垂直，但并没有切割磁感线，故不能产生感应电流。 [2]图中的蹄形磁铁里面的磁感线方向为竖直方向，图乙中的导体棒做里外运动时才能切割磁感线，才能产生感应电流。 学习新课 二、发电机 英国物理学家法拉第经10年的多次探索，于1831年发现了电磁感应现象，从而导致了发电机的发明，开辟了大规模用电的时代。 1.发电机概念： 能够把机械能转化为电能的装置。 2.发电机的原理： 电磁感应现象。 3.发电机的结构： 主要有磁体、线圈、铜环和电刷四个基本组成部分。 也可以说是由定子（固定部分）和转子（转动部分）两部分组成。 实际上大型发电机多采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电，叫旋转磁极式发电机。 4.交流发电机过程 ①图甲和图丙中导线运动方向和磁感线方向平行，不切割磁感线，没有电流产生。 ②图乙和丁中导线切割磁感线，有电流产生，但切割磁感线的方向相反，所以电流方向相反。每当经过磁感线与线圈平面垂直的位置时，线圈中的电流方向改变一次；线圈转一周，电流方向改变两次。 ③线圈不停转动，产生的电流交替往复，形成持续的电流。 5.交变电流： 发电机产生电流的大小和方向是变化的，这种电流叫做交变电流，简称交流电。电流的大小与发电机的转速有关。 交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数。我国电网使用的交变电流的频率为50Hz。 三. 动圈式话筒 1.工作原理： 电磁感应现象。 2.传声过程： 声带振动→空气振动→膜片振动→线圈切割磁感线运动→产生电流→通过扬声器发声。 【例题4】（25-26九年级下·全国·随堂练习）下图是常安装在旱冰鞋、滑板车上的闪光轮，它主要由磁体、线圈和发光二极管组成。闪光轮类似于 （选填“发电机”或“电动机”），当它滚动时，不断将 能转化为电能，最终通过发光二极管得到光能。 【答案】 发电机 机械 【详解】[1][2]当闪光轮滚动时，闪光轮中闭合电路的一部分线圈在磁场中做切割磁感线运动，此时电路中会产生感应电流。故闪光轮类似于发电机，将机械能转化为电能，再通过发光二极管将电能转化为光能。 【例题5】（2025九年级·全国·专题练习）如图所示的是银行卡信息读卡器，将银行卡的磁条在读卡器的刷卡槽内快速刷过时，线圈中就会产生变化的电流，读卡器便可读出磁条上的信息。读卡器读出信息的原理是 ，生活中的 就是利用这一原理制成的。 【答案】 电磁感应现象 发电机 【详解】[1]如图电路中没有电源，当闭合开关，闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这是电磁感应现象。将带有磁条的信用卡在刷卡位置刷一下，检测头的线圈中就会产生变化的电流，刷卡机读出信息，这个过程的工作原理就是电磁感应原理； [2]利用电磁感应原理的装置有发电机、动圈式话筒等。 【例题6】（2025九年级·全国·专题练习）位于四川省宁南县与云南省巧家县的白鹤滩水电站是世界第二大水电站。水电站发电机的工作原理是 （填科学家名字）发现的；图 是发电机基本构造示意图。 【答案】 法拉第 乙 【详解】[1]闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中便有了感应电流，这种现象是电磁感应现象，据此制成了发电机，法拉第最先发现了电磁感应现象。 [2]发电机的工作原理是电磁感应，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，而甲图中有电源是电动机，故乙图是发电机基本构造示意图。 板 书 设 计 第五节 磁生电 1.电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生感应电流。 2.感应电流方向：与导体运动方向和磁场方向有关。 3.发电机原理：利用电磁感应现象，将机械能转化为电能，产生交变电流（交流电）。 4.交流电特点：大小和方向周期性变化，我国电网频率为50Hz。 5.发电机结构：由转子和定子组成，大型发电机采用线圈不动、磁极旋转的方式发电。 课 堂 小 结 课 后 作 业 1.完成课本P67中的1-6小题。 教 学 反 思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $