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20.5.磁生电课题20.5磁生电教学目标【知识与技能】1知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件。2知道发电机的原理，知道发电机的能量转化。3知道什么是交变电流，能区别交流与直流。【过程与方法】1经历探究磁生电条件的过程，提高学生观察分析能力及概括能力。2培养将科学技术应用于日常生活的意识和能力。【情感态度与价值观】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妙的科学方法；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。教学重点电磁感应现象产生的条件；发电机的工作原理。 教学难点发电机的工作原理。 器材手摇发电机模型、电源、开关、导线、蹄形磁铁、真金属棒、线圈、铁架台等。教学过程教 学 内 容 与 师 生 活 动设计意图一、创设情景，提出问题导入新课奥斯特实验说明了什么奥斯特实验说明了通电导体周围存在着磁场。（电能生磁）追问反过来想，磁能否生电呢1831年，英国伟大的物理学家法拉第，在长达10余年的探索后，就实现了这一愿望。依据他的成就发明的发电机，开辟了电气化时代。图片展示水力发电站、火力发电站，风能发电站。电能在当今社会可谓是必不可少，发电站是如何产生巨大的电能的呢二、探究性活动什么情况下磁可以生电1、让学生依据教师的引导设计实验装置，引导问题让学生讨论回答）问题一既然探究磁生电，一定离不开磁场，那么，选择什么样的磁体好呢联想通电导体的受力实验，讨论回答选用蹄形磁体。问题二假设能够磁生电，必须具备怎样的电路呢讨论回答不要电源的闭合电路，为电流提供路径。问题三如何验证是否有电流存在呢 讨论回答串联小灯泡。但是当电流很弱时，不会发光，无法观察现象；串联普通电流表。因不知电流方向，无法正确连线；串联灵敏电流表。电流弱时，指针也会摆动，且接线时不分正负接线柱，同时，根据指针摆动方向，还可以判断电流方向。引导学生猜想磁生电需具备的条件。如闭合电路在磁场中静止即可；磁体的磁性要足够强；部分导体在磁场中要运动等。2、设计实验步骤 将部分导线ab放置于磁场中，保持导线与磁场的相对静止，观察灵敏电流表指针。 更换强磁体，增强磁场强度，仍保持导线ab与磁场的相对静止，观察灵敏电流表指针。保持磁场不变，将导线ab上下移动（平行于磁感线方向），观察灵敏电流表指针。保持磁场不变，将导线ab左右移动（与磁感线方向垂直），观察灵敏电流表指针。保持磁场不变，将导线ab与磁感线方向相交方向移动，观察灵敏电流表指针。1、 操作实验按以上步骤，尝试性操作实验，让学生观察发生的实验现象并记录。导线与磁场运动情况电流计指针摆动情况导线ab放置于磁场中相对静止基本不动导线ab放置于强磁场中相对静止基本不动导线ab放置于磁场中ab平行于磁感线运动（上）基本不动导线ab放置于磁场中ab平行于磁感线运动（下）基本不动导线ab放置于磁场中ab垂直于磁感线运动（左）向左摆动导线ab放置于磁场中ab垂直于磁感线运动（右）向右摆动导线ab放置于磁场中ab在磁场所中斜向运动摆动2、 学生尝试性总结后，引导性告知学生，步骤中的运动情形，就像是“刀割线”。进而总结出产生电流的条件。闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。这种现象，称为电磁感应现象。此时产生的电流，称为感应电流。5、探究新问题实验中我们发现，产生电流时，指针是来回摆动的，这说明什么是什么影响到了电流方向呢还有其他的影响因素吗猜想后探究重复以上实验步骤，改变导线ab运动方向，对调磁极，改变磁感线的方向，观察电流表的指针偏转方向变化。学生观察讨论总结出感应电流的方向跟导体切割磁感线方向和磁感线方向有关。三、发电机1、展示并演示手摇式发电机，注意观察灯泡是否发光。（由慢到快摇动摇把，会发现灯泡发光，逐渐变亮）2让学生观察手摇发电机构造转子、定子、铜环、电刷等。说明转子在定子中旋转，完成切割磁感线运动。铜环、电刷的配合，既始终形成通路，又避免了导线的缠绕，向外输送电流。3.观察发电机转速对灯泡亮度的影响加快转动速度时，灯泡会变得越亮，现象很明显。这表明加快切割磁感线的速度，电流会变大。（机械能转化为电能）4.检验手摇发电机电流方向的变化a.将灯泡换成灵敏电流表，慢摇发电机，会发现指针来回摆动；b.把两个发光二极管极性相反的并联起来，串联接入电路中，摇动摇把，会发现交替发光。这些都说明产生的电流其方向在发生规律性的改变。总结电流方向周期性变化的电流叫交变电流，简称交流。这和电池供电电流不同，电池供电电流方向总是从电池的正极流向负极，方向不变，称为直流。我国电网采用交流供电，频率为50Hz。5、提出问题这台发电机为我们提供了交流电，原理是什么呢为什么电流方向还会发生规律性的改变呢播放动画播放发电机发电时，线圈两个边框切割磁感线的慢动作动画。发电机原理电磁感应现象。展示发电机原理图，让学生仔细观察分析两个边框在同样的磁场中切割运动方向总是相反的，这正好在闭合通路中形成向外输送电流。但是，当线圈转过线圈平面与磁感线垂直的位置时，两个边框切割运动方向都发生了改变。因此，产生的电流方向也都发生了改变。于是电路中的电流方向出现周期性的变化。6、 播放视频自制涡轮发电机。根据内容提出思考问题，由学生讨论后回答大型发电机组为什么用多组线圈（增大输出电流）。定子和转子各是什么（线圈为定子，磁极为转较强的磁场是怎样获得的（永磁体改为电磁体）。发电机的能量转化是什么（发电机的能量转化机械能转化为电能）。创造课堂情景，激发学生学习兴趣，引入新课。引导学生一步步进入电磁感应的学习。经历整个探究过程。引导猜想，培养学生猜想能力。让学生经历探究过程，培养学生实事求是的科学态度。让学生设计数据记录表格，正确记录实验现象，培养分析实验、总结实验结论的能力。创设情景，提出问题，让学生观察思考讨论，并总结出结论。培养学生观察分析能力。开扩学生视野，知道电磁感应现象的应用。让学生从物理走向社会，感受物理学在生活中的巨大作用。培养学生，让学生知道任何创造发明的基础都是科学探索的成果。课堂小结回顾本节知识点1、 什么是电磁感应现象产生感应电流的条件是什么感应电流的方向与什么方向有关2、 发电机的原理是什么发电机中能量转化情况如何3、 什么是交流电我国交流电的频率和周期分别是多少板书设计20.5磁生电一、电磁感应1、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。这种现象，称为电磁感应现象。此时产生的电流，称为感应电流。2、感应电流的方向跟导体切割磁感线方向和磁感线方向有关。二、发电机1、发电机构造转子、定子、铜环、电刷等。2、发电机原理电磁感应现象。3、发电机的能量转化机械能转化为电能）。 课堂训练1.在央视2套“是真的吗”栏目中，一位网友演示了一把如图所示的“铜丝琴”；他将一根张紧的铜丝两端与扬声器接通，铜丝旁边放置一块磁铁，用手指拨动铜丝，就能使扬声器发声，演奏出优美的乐曲。这个声音是（D）A振动的铜丝直接发出的 B空气振动而发出的 C通电铜丝在磁场中受力振动而发出的 D振动的铜丝切割磁感线产生感应电流使扬声器发出的 2. 图为交流发电机原理图，线圈在磁场中转动，则（B）A两磁极间的磁场方向向左B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 3. 如图是研究产生感应电流的实验，下列说法正确的是（B）A只要导体AB在磁场中运动，电流表的指针就会发生偏转 B对调两个磁极方向，电流表的指针偏转方向发生改变 C改变导体AB切割磁感线的方向， 电流表的指针偏转方向不发生改变 D电磁感应是把电能转化成机械能 4.中央电视台“加油向未来”某期节目中，有一项比赛，两个小组利用完全相同的设备，通过骑车发电来烤熟两个一样的面包，首先烤熟面包的小组获胜，以下判断正确的是（ C）A骑车发电利用了电流的磁效应 B骑车发电利用了磁场对电流的作用 C获胜小组获得的电流要大些 D两个小组烤熟面包用的发热体是串联的 5. 如图所示，两根绝缘细线悬挂着的导体ab，放在U形磁铁中央，ab两端连接着导线。在虚线框中接入某种实验器材可进行相应的实验探究。下列说法中正确的是（A）A接入电流表可探究电磁感应现象，与发电机原理相同 B接入电流表可探究通电导体在磁场中受力，与发电机原理相同C接入电源可探究电磁感应现象，与电动机原理相同 D接入电源可探究通电导体在磁场中受力，与发电机原理相同 6. 科学家经过长期研究，发现了电和磁有密切的联系，其中两项重要的科学探究如图甲、乙所示，下列关于这两项科学探究的说法正确的是 （B）A甲图实验探究磁场对通电导线的作用 B乙图实验所揭示的原理可制成电动机 C甲图中导体棒ab只要运动，电路中就会产生电流 D乙图中若只将磁体的两极对调，导体棒ab的运动方向不改变 作业布置1.课后P142“动手动脑学物理”第1、2、4题2.调查生活中还有哪些地方用到了发电机。
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