17.3 发电机发电的原理（word教案）-【优翼·学练优】2025-2026学年九年级物理下册同步备课（沪粤版）

该教案聚焦电磁感应现象及发电机工作原理，通过重做奥斯特实验回顾“电生磁”，引导学生逆向思考“磁能否生电”，搭建前后知识联系的学习支架，自然引入探究主题。 以实验探究为核心，引导学生自主设计实验方案，使用灵敏电流计、蹄形磁铁等器材探究感应电流产生条件，体现科学探究素养。结合法拉第发现电磁感应的故事，渗透科学态度与责任，培养学生科学思维，提升实践与归纳能力，助力教师高效开展重难点教学。

17.3　发电机发电的原理 1．物理观念： (1)了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。 (2)了解电磁感应在生产生活中的应用。 (3)了解发电机的工作原理，知道发电机工作过程中的能量转化。 2．科学思维： (1)经历磁生电的实验过程，学习从物理现象和实验中归纳简单的科学规律。 (2)通过了解发电机的工作原理，查阅资料，分析其在动圈式话筒中的应用。 3．科学探究： 引导学生自主设计实验方案探究感应电流产生的条件，从实验探究中知道产生感应电流的条件。 4．科学态度与责任： 从法拉第的发现到发电机的制造的事实中，感受发现与创造对社会进步的影响，认识到任何创造发明的基础是科学探究的成果，初步具有创造发明的意识。 教学重点：通过实验探究“电磁感应现象”的过程。 教学难点：理解磁场中产生感应电流的条件。 手摇发电机模型，灵敏电流计，蹄形磁铁，矩形线圈，直导线，连接导线，开关，铁支架1台，螺线管，条形磁铁，小灯泡，细线。 一、情境引入 重做奥斯特实验，请同学们观察后回答： 1．此实验叫什么实验？(奥斯特实验) 2．它揭示了一个什么原理？(电流周围存在着磁场，电流的磁场方向跟电流方向有关) 电流周围存在着磁场，即电能生磁。那么逆向思维将会怎么样？指导学生阅读课本P35第一段话，然后说一说自己想了解什么问题。 下面我们用实验来探究磁能否生电。我们先设计实验方案，从实验所需器材、实验条件、实验操作入手。 二、新课教学 探究点一：认识发电机 活动：让我们自己来发电。 课本P35图17－3－2是手摇发电机模型，为了让更多学生有动手机会，体验操作发电机的乐趣，每组选用两台发电机模型，一台作为电动机用，另一台作为发电机用(输出端接小灯泡)，两机的转轴之间用塑胶管对接起来，当用手握住手柄使发电机转动时，就能看见小灯泡发光，说明发电机发出电来了。 说明：1.直流电动机与发电机是可逆的，即对它通电能转动，使它转动则能发电。 2．电动机与发电机的结构相似，线圈简化也与电动机一样可以用一匝线圈或单根导线代替。 探究点二：电磁感应现象 在上述猜想与线圈简化为导线的基础上，引导学生对实验进行设计，由学生选取器材，组装实验，每组给出如下器材：灵敏电流计、蹄形磁铁2～3块、矩形线圈(10匝左右)、直导线1～2根、连接导线2根、开关1只、铁支架1台、螺线管、条形磁铁1块，学生把实验装置组装好。 实验目的：探究导体在磁场中产生感应电流的条件。 根据实验目的，本实验应选择哪些实验器材？为什么？根据研究的对象，需要有磁体和导线；检验电路中是否有电流需要有电流表；控制电路必须有开关。 让学生弄清蹄形磁铁的N、S极和磁感线的方向，然后按书上的装置安装好(直导线先不要放在磁场内)。 播放课件：磁生电 实验器材：蹄形磁铁、灵敏电流计、线圈、单根导线、铁架台、细线。 实验步骤： 如何做实验？其步骤又怎样呢？ 我们先做如下设想：电能生磁，反过来，我们可以把导体放在磁场里观察是否产生电流。那么，导体应怎样放在磁场中呢？是平放？竖放？斜放？导体在磁场中是静止？还是运动？怎样运动？另外，磁场的强弱对实验有没有影响？ 下面我们依次对这几种情况逐一进行实验，探索在什么条件下导体在磁场中产生电流。 1．将闭合电路的部分导体置于磁场中，且保持导体与磁场相对静止； 2．更换强磁体，增强磁场，仍保持导体与磁场相对静止； 3．使闭合电路的一部分导体在磁场中上下运动； 4．使闭合电路的一部分导体在磁场中左右运动； 5．使闭合电路的一部分导体在磁场中斜着运动。 教师按实验步骤进行演示，学生仔细观察，每完成一个实验步骤后，请学生将观察结果记录下来。实验完毕，提出下列问题让学生思考： 上述实验说明磁能生电吗？(能) 在什么条件下才能产生磁生电现象？(当闭合电路的一部分导体在磁场中左右或斜着运动时) 为什么导体在磁场中左右、斜着运动时能产生感应电流，而上下运动或者静止时却不能呢？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，表达起来会方便些，讨论一下如何表达？ 讨论分析：导体在磁场中左右、斜着运动时切割磁感线产生感应电流，而上下运动或静止时不切割磁感线，所以不产生感应电流。 通过此实验可得出什么结论？ 学生归纳、概括后，教师板书： 1．闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。这种现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。 2．磁场产生感应电流必须同时满足两个条件： (1)闭合电路； (2)一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 在电磁感应现象中，为什么一定要强调“闭合电路”？如果电路不闭合，一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时就不能产生感应电流，只能产生感应电压。 讲述：电磁感应现象是英国的物理学家法拉第发现的。他经过十年坚持不懈的努力，才发现了这一现象。这种热爱科学、坚持探索真理的可贵精神，值得我们学习。这一现象的发现进一步揭示了电和磁之间的联系，进而发明了发电机，开辟了电的时代，所以电磁感应现象的发现具有划时代的意义。 研究感应电流的方向。 我们知道，电流是有方向的，那么感应电流的方向是怎样的呢？它的方向与哪些因素有关呢？请同学们观察下面的实验。 演示实验：保持上述实验装置不变，改变磁场方向或改变导体在磁场中的运动方向。 同学们观察到了什么现象？把你观察到的现象归纳总结出来。由此能得出一个什么样的结论呢？(磁场方向或导体运动方向变化时，指针偏转的方向也发生变化，即电流的方向也随着变化) 3．导体中感应电流的方向跟导体运动方向和磁场方向有关。 研究电磁感应现象中能量的转化。 在电磁感应现象中，导体做切割磁感线运动，注意是导体做切割磁感线“运动”。 它消耗了什么能？(机械能)得到了什么能？(电能)在电磁感应现象中实现了什么能与什么能之间的转化？(机械能与电能之间的转化) 4．在电磁感应现象中，机械能转化为电能。 人们利用机械能可以转化为电能这一原理做成了发电机，世界第二次科技革命——电气化时代开始了，其意义和影响是巨大而深远的。 探究点三：发电机的工作原理 如图是交流发电机的基本结构示意图。图中矩形线圈可绕轴转动，其AB边和CD边分别跟铜制滑环2、1相连，两个滑环又分别跟电刷4、3接触。用导线把两个电刷和灵敏电流计连接起来，组成闭合电路。当线圈转动时，其AB、CD边就做切割磁感线的运动，电路中就有感应电流产生，灵敏电流计的指针就会偏转。 当线圈持续转动下去，线圈中感应电流的大小和方向就不断重复上述变化。这里线圈转动一周，电流的方向和大小就发生一个周期性变化。这种周期性改变方向和大小的电流叫做交流电。 实际发电机比发电机模型要复杂得多，但基本部件仍是磁体与线圈。在水利发电和火力发电等利用大型发电机发电的场景中，发电机中还会采用线圈不动，磁极转动的方式来发电，所产生的感应电流通常都是交变电流(交流电)，且电压较高。 17．3　发电机发电的原理 一、认识发电机 发电机的构造：由定子和转子组成，包括磁极、线圈、铜环、电刷等。 二、电磁感应现象 1．闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。这种现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。 2．磁场产生感应电流必须同时满足两个条件： (1)闭合电路；(2)一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 3．导体中感应电流的方向跟导体运动方向和磁场方向有关。 4．在电磁感应现象中，机械能转化为电能。 三、发电机的工作原理 我在本节课的教学过程中以实验为基础，以简单的实验来为学生展示电磁感应现象，并与学生互动将所得的结论和概念归纳总结出来。我还通过介绍科拉顿“跑失良机”的故事，使学生体会科学发现的偶然性和必然性之间的关系。 电磁感应现象本身既是电学部分重点又是难点，需要引导学生在复习奥斯特电生磁的基础上，迁移类比研究产生电磁感应现象的条件，让学生通过科学探究，认识电磁感应现象，体会实验探索的艰辛，进一步提高科学探究能力，学习科学家执着探究科学真理的精神，在整个探究过程中培养学生对比、逆向思维、空间想象、抽象概括等能力，培养学生热爱科学、坚韧不拔的优秀科学品质。 学科网（北京）股份有限公司 $