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8.1 電磁感應現象 教學目標 一、知識與能力 1.理解電磁感應現象及其產生的條件。 2.了解感應電流的方向與哪些因素有關。 3.知道交流發(fā)電機的原理，知道發(fā)電機在工作時能量如何轉化。 4.了解我們生活用電是交流電及其頻率。 二、過程與方法 1.通過探究磁生電的條件，進一步了解電和磁之間的相互聯(lián)系，提高學生觀察能力、分析概括能力和聯(lián)系簡單現象探索物理規(guī)律的能力。 2.觀察和體驗發(fā)電機是怎樣發(fā)電的，提高學生應用知識分析和解決問題的能力。 三、情感、態(tài)度與價值觀 1.認識自然現象之間是相互聯(lián)系的，進一步了解探索自然奧妙的科學方法。 2.認識任何創(chuàng)造發(fā)明的基礎是科學探索的成果，使學生了解科技發(fā)展是人類社會進步的巨大推動力，初步具有創(chuàng)造發(fā)明的意識。 教學重難點 【教學重點】 實驗探究“磁如何產生電”。 【教學難點】 電磁感應實驗的設計方案和制作小發(fā)電機。 教學準備 ◆教師準備 1.多媒體電腦、展臺、自制PPT課件。 2.干電池兩節(jié)、開關一只、導線若干條、小磁針一個、小燈泡一個、演示電流表、手搖發(fā)電機。 ◆學生準備 蹄形磁體2～3塊、漆包線、導線若干條、靈敏電流計、發(fā)電機模型等。 教學過程 一、回顧實驗，引入新課 教師重做奧斯特實驗，請同學們觀察后回答：此實驗稱為什么實驗？它揭示了一個什么現象？ 學生回答：奧斯特實驗。說明電流周圍能產生磁場。 教師闡述：奧斯特實驗揭示了電和磁之間的聯(lián)系，說明電可以產生磁，那么，我們可不可以反過來進行逆向思索：磁能否生電呢？怎樣才能使磁生電呢？ 猜想： 1.由奧斯特實驗，當導線中通有電流時，小磁針會轉動，那么反過來，如果我們讓小磁針轉動(或其他強磁體運動)，導線中會不會有電流產生呢？ 2.通電導線在磁場中會受到力的作用，從而使導體發(fā)生了運動，那么反過來，如果讓導體在磁場中先運動，導體中會不會產生電流呢？ 下面我們就沿著這個猜想來設計實驗，進行探索研究。 二、進行新課。 (一)法拉第的發(fā)現。 簡單介紹法拉第發(fā)現磁生電的故事，可參考補充材料。 組織學生進行探究“磁是如何生電的”。 提問：實驗目的是什么？ 學生回答：探索磁能否生電？怎樣使磁生電？ 提問：根據實驗目的，及猜想本實驗應選擇哪些實驗器材？為什么？ 學生回答：根據研究的問題，需要有________；檢驗電路中是否有電流需要有________；控制電路必須有________。(磁體和導線；靈敏電流計；開關) 教師展示實驗器材，注意讓學生弄清蹄形磁鐵的N、S極和磁感線的方向，然后按教材圖8-1-2的裝置安裝好(注意直導線先不要放在磁場內)。 進一步提問：如何做實驗？其步驟又怎樣呢？ 實驗次序 實驗條件 電流表指針的反應 1 將閉合電路的部分導體置于磁場中，導體和磁場都不動 2 使導體在水平方向做切割磁感線運動 3 使導體向上和向下平行于磁感線運動 4 使導體斜著一定角度做切割磁感線運動 5 導體不動，磁場左右動 6 導體不動，磁場上下動 教師引導學生根據教科書內容設計實驗的記錄表格。注意幾種情況逐一進行實驗， 探索在什么條件下導體在磁場中產生電流。 實驗過程中要求學生要詳細記錄實驗的方法和觀察到的現象，并認真進行分析總結，才能發(fā)現其中的規(guī)律。 實驗表明：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就產生電流。這種現象叫做電磁感應現象，產生的電流叫做感應電流。 通過實驗得出磁生電的兩個必要條件：一是閉合電路，二是部分導體做切割磁感線運動。 在得出結論后，教師可再引導學生進行兩個對比實驗：(1)將電路中的開關斷開，讓導體做切割磁感線運動；(2)將磁體拿開，讓導體向各個不同的方向運動。請學生觀察實驗現象，進行分析討論，這樣做可加深學生對感應電流產生條件的理解。 提問：探究感應電流的方向與哪些因素有關？ 注意：這個探究之前，可先提示學生注意觀察靈敏電流表指針的偏轉方向與電流方向的關系。這個探究活動目的很明確，在前面實驗的基礎上，學生一般能把握要點，圍繞導體的運動方向和磁場的方向來進行實驗。 結論：感應電流的方向跟導體的運動方向和磁場的方向都有關系。 教師可進一步設問，讓學生思考：若導體的運動方向和磁場的方向同時改變，電流方向將如何呢？ 學生回答：電流方向不變。 探究之后，組織學生討論“太空懸繩發(fā)電”，增強學生自覺關注科技前沿的良好科學素養(yǎng)。 多媒體進一步展示補充材料：太空懸繩發(fā)電。 (二)發(fā)電機。 提出問題：電磁感應現象表明，機械能轉化為電能是可行的，由此，法拉第發(fā)明了發(fā)電機。怎樣讓導體中得到持續(xù)電流？ 學生討論后老師提示：把直導線在磁場中運動，改為線圈在磁場中轉動。 學生動手做：做一個小發(fā)電機。 教師演示手搖發(fā)電機，迅速地轉動搖把，連接在發(fā)電機上的燈泡亮起來了。 教師：這是怎么回事呢？請同學們認真閱讀教科書上本節(jié)關于發(fā)電機部分的內容，然后請一位同學來給大家說一說發(fā)電機的主要構造。 發(fā)電機的主要構造：定子和轉子。 討論學習：交變電流、交流電、頻率、我國交流電的頻率等知識。 提出問題：如何利用發(fā)電機產生直流電呢？ 教師補充說明：直流發(fā)電機中的換向器。 發(fā)電機中能量轉化：機械能轉化為電能。 討論教材第127頁漫畫“嬰兒的未來”及第128頁走向社會材料“關于電能來源的調查研究”，讓學生感知科技成果對人類生活的影響及電能的優(yōu)越性。 三、反思總結 1.請學生反思自己本節(jié)課的學習情況，談談收獲和體會。 2.教師進一步強調本節(jié)課的重點、難點和關鍵點。 3.布置思考題及課后作業(yè)。 (1)作業(yè)：教材第128頁“自我評價”中的第1、2、3題。 (2)鼓勵學生課后進行家庭小實驗：玩具電動機能發(fā)電嗎？ 四、隨堂訓練 1._______發(fā)現了電流的磁場之后，法拉第發(fā)現了 現象，進一步揭示了電和磁的聯(lián)系，導致了 的發(fā)明，實現了 能轉化為 能。 2. 的一部分導體在磁場中做 運動時,導體中就會產生電流,這種現象叫做 ，產生的電流叫做 。 3.下列說法正確的是（ ） A．導體在磁場中運動能產生感應電流 B．電動機是消耗了機械能得到電能 C．發(fā)電機將貯存的化學能轉化成電能 D．換向器能改變線圈中的電流方向 - 3 -