1、1第 5 节 磁生电教学目标【知识与技能】1.知道电磁感应现象。2.知道产生感应电流的条件。3.知道感应电流的方向与什么有关。4.知道发电机的原理。【过程与方法】1.通过探究磁生电的条件,进一步了解电和磁之间的相互联系,提高学生的观察能力、分析概括能力和联系简单现象探索物理规律的能力。2.观察和体验发电机是怎样发电的,提高学生应用知识分析和解决问题的能力。【情感态度价值观】1.认识自然现象之间是相互联系的,进一步了解探索自然奥秘的科学方法。2.认识任何创造发明的基础是科学探索的成果,初步具有创造发明的意识。教学重难点【教学重点】1.电磁感应现象产生的条件。2.发电机的工作原理。【教学难点】电磁
2、感应现象的实验。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。电可以产生磁,那么能否做到“磁生电”呢?2二、教学步骤探究点 1 什么情况下磁能生电阅读课本P138“什么情况下磁能生电”思考通电导体在磁场中会受到力的作用,从而发生运动,那么如果让导体在磁场中先运动,导体中会不会产生电流呢?提示对比两个实验装置,不同的是用电流表代替电源。思考灵敏电流表在实验中有什么作用?提示电流是看不到、摸不着的,所以在实验中利用转换法,根据灵敏电流表的指针是否偏转来判断是否有电流产生。思考为什么实验中用灵敏电流表检测是否产生电流,而不是用灯泡呢?提示灯泡
3、发光需要一定大小的电流,而灵敏电流表可检测到很小的电流;灯泡发光只能说明有电流,而灵敏电流表指针偏转,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、灵敏电流表、开关串联,然后将导体棒放在蹄形磁体的磁场中。思考闭合开关,让导体棒在磁场中运动,导体棒任意运动都能产生感应电流吗?提示竖直方向运动时,灵敏电流表不发生偏转,说明此种情况无电流产生。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,而朝其他方向运动时都能切断细线。
4、小结导体棒做切割磁感线的运动时能产生感应电流。思考如果导体棒不动,移动蹄形磁铁,也能产生电流吗?3提示运动是相对的,移动磁铁,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,灵敏电流表不再偏转。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?提示有三个条件:闭合电路,部分导体,做切割磁感线运动。归纳提升闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象,叫做电磁感应现象,产生的电流叫做感应电流。思考电流是有方向的,你能改变电路中产生的电流
5、的方向吗?提示改变导体棒运动的方向,观察灵敏电流表指针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。改变磁场的方向,观察灵敏电流表指针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的方向和磁场的方向,感应电流的方向会改变吗?提示观察灵敏电流表指针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。习题如图所示,导体 ab 在外力作用下向左运动时灵敏电流表指针偏转,向右运动时灵
6、敏电流表指针向另一方向偏转。这个实验事实说明 ( )A.通电导线在磁场中的受力大小与电流大小有关B.通电导线在磁场中的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做切割磁感线运动的快慢有关4D.感应电流的方向与导体在磁场中做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;由题知,当导体运动的方向改变时,电流表指针的偏转方向也改变,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做切割磁感线运动的方向有关。答案D习题手机无线充电方便了人们的生活,其中电磁感应无线充电是应
7、用最多的无线充电方案。如图所示,它的原理是送电线圈通过一定频率的交流电,线圈的周围形成交变的磁场,通过电磁感应在受电线圈中产生一定的感应电流,从而将能量从发射端转移到接收端。下列选项中和受电线圈工作原理相同的是 ( )A.扬声器 B.电磁继电器C.动圈式话筒 D.电动机分析扬声器是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的;电磁继电器利用的是电流的磁效应;动圈式话筒是利用电磁感应原理将声音信号转化为电信号的装置;电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的。答案C探究点 2 发电机阅读课本P139“发电机”思考你能指出发电机模型的主要结构吗?提示主要结构是固定的磁体和转动的线圈。思考发电机的
8、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。5思考把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来,当摇动手柄使线圈在磁场中快速转动,观察到什么?提示线圈转动时,小灯泡发光,发电机将机械能转化为电能;线圈转动速度越快,小灯泡越亮,说明感应电流的大小与切割运动的速度有关。思考用电流表替换小灯泡,缓慢摇动手柄,观察电流表的指针发生了怎样的变化?提示电流表的指针随线圈的转动而左右摆动,说明发电机输出的电流,其大小和方向是变化的。思考发电机的工作原理是什么?提示发电机是利用电磁感应现象制成的。思考P140“图 20.55 交流发电机原理”,线圈通过两个铜环与
9、外部电路相连,铜环的作用是什么?提示线圈转动过程中,有两个边做切割磁感线运动,使线圈中产生了感应电流,通过铜环的连接使外部电路中也产生和线圈中大小和方向相同的交流电。思考什么是交流电?我国交流电的频率为多少?归纳提升大小和方向周期性变化的电流叫交流电,每秒周期性变化次数叫频率,我国交流电频率为 50 Hz,一个周期的时间为 0.02 s,电流方向一秒钟改变 100 次。思考实际发电机的构造?提示实际发电机的构造由定子和转子组成。小型发电机采用线圈转动,磁场不动的方式;大型发电机采用线圈不动,磁场转动的方式,因为大型发电机的电流大,电刷与滑环间容易产生电火花,很不安全,故采用旋转磁极的方式发电。
10、思考发电机工作时的能量是如何转化的?和电动机相同吗?归纳提升发电机把机械能转化为电能,而电动机把电能转化为机械能,这是发电机和电动机的本质区别。习题如图为交流发电机的原理图,线圈在磁场中转动,则 ( )A.两磁极间的磁场方向向左6B.线圈在磁场中切割磁感线C.通过灯泡的电流方向不变D.线圈一定不受磁场力作用分析在磁体的外部,磁感线都是从 N 极出发回到 S 极,故图中两磁极间的磁场方向向右;发电机是根据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的原理制成的;感应电流的方向和磁场方向、导体切割磁感线的方向有关,由于导体切割磁感线的方向在改变,故产生的电流方向也会变化;根据通电导线在磁场中受力的作用的原理可知,此时线圈一定会受到力的作用。答案B三、板书设计第 5 节 磁生电1.什么情况下磁能生电(1)电磁感应现象(2)产生感应电流的条件(3)感应电流的方向2.发电机(1)构造(2)原理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。
