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2019-2020年九年級科學(xué)上冊 4.1電能的獲得和轉(zhuǎn)化第一課時教案 華師大版 教學(xué)目標： 1． 知識與技能目標： (1)了解電能的各種來源及應(yīng)用； (2)知道利用發(fā)電機可以大規(guī)模生產(chǎn)電能。知道發(fā)電機是把機械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置； (3)知道通電導(dǎo)體在磁場中受力（安培力）的方向與磁場方向、電流方向有關(guān)。 2． 過程與方法目標： (1)通過調(diào)查電能的各種來源及應(yīng)用，學(xué)習(xí)收集和處理信息的方法； (2)通過參與科學(xué)探究活動，體驗科學(xué)探究的樂趣，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法。 3． 情感態(tài)度與價值觀目標： (1)初步認識科學(xué)技術(shù)的進步對人類社會的發(fā)展具有巨大的促進作用； (2)激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新的思想和精神。 教學(xué)重點與難點： (1)通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用，且力的方向跟電流的方向、磁感線的方向有關(guān)； (2)發(fā)電機的能量轉(zhuǎn)化。 教學(xué)活動實錄： 一、 引入新課 師：今天，我們的生活幾乎每時每刻都無法與電分離。電給我們帶來了光，帶來了熱，帶來了聲，帶來了幾乎一切所需的舒適和方便，可以說電已成為現(xiàn)代人的生活必需品。 我們的社會一刻也離不開電能。在這一章我們一起來學(xué)電能，來了解電能是如何獲得、轉(zhuǎn)化和量度。 師：在課前老師讓大家去收集有關(guān)電能有哪些來源，現(xiàn)在把資料拿出來，在小組里討論交流，整理好后，在全班展示你們組的成果。 生：（交流、討論、整理） 師：小組討論暫時到此，現(xiàn)在請各組派代表發(fā)言。 小組1：電能的來源有各種發(fā)電機和電池。 小組2：我們發(fā)現(xiàn)電池可以分為幾種，有干電池、蓄電池、太陽能電池等等?！? 二、進行新課 師：現(xiàn)在我們知道電能的來源廣泛，總的來說它的來源可以分為兩類，一類是發(fā)電機，另一類是電池。那么發(fā)電機發(fā)電，又是什么能轉(zhuǎn)化為電能的呢？ 生1：有些是由動能轉(zhuǎn)化而來，比如水力發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電。 生2：有些是由熱能轉(zhuǎn)化而來，比如火力發(fā)電和地?zé)岚l(fā)電。 生3：有些是由核能轉(zhuǎn)化而來，比如核電站。 師：剛才同學(xué)們講了很多，列舉了當今主要的發(fā)電方式。這些發(fā)電方式，有沒有共同的地方？ 生：都是通過發(fā)電機來發(fā)電的。 師：那么發(fā)電機是怎樣發(fā)電的呢？ 師：（出示手搖發(fā)電機），下面請一位同學(xué)上臺搖動發(fā)電機。我們可以看到什么現(xiàn)象？ 生1：小燈泡發(fā)光。 生2：小燈泡時暗時亮。 師：我們仔細觀察，手搖發(fā)電機由哪些部分組成？ 生：磁極，線圈，銅環(huán)以及電刷。 師：我們也可以把固定的部分叫做定子，轉(zhuǎn)動的部分叫做轉(zhuǎn)子。那么搖動發(fā)電機為什么能使小燈泡發(fā)光呢，也就是說搖動發(fā)電機為什么會產(chǎn)生電流呢？ 生：（頓悟）發(fā)電機搖動時發(fā)電機的轉(zhuǎn)子在磁場中連續(xù)做切割磁感線運動，我們在初二時學(xué)過電磁感應(yīng)，知道閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感應(yīng)線運動時會產(chǎn)生感應(yīng)電流。 師：那你能解釋為什么小燈泡的發(fā)光情況是時暗時亮。 生：因為我們搖動時有快有慢，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電流有大有小。 師：（媒體展示生活中的發(fā)電機）。在實際生產(chǎn)中往往有不同的動力機來帶動發(fā)電機，如水輪機、汽輪機、內(nèi)燃機、蒸汽機等。 師：大型發(fā)電機線圈匝數(shù)很多，導(dǎo)線很粗，高速旋轉(zhuǎn)較困難，因此常常采用線圈不動而磁場旋轉(zhuǎn)的方式。 師：現(xiàn)在讓我們從能量轉(zhuǎn)化的角度來分析發(fā)電機工作時的情況。 生：機械能轉(zhuǎn)化為電能。 板書：發(fā)電機是一種把機械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 師：電能是現(xiàn)代生活中最常用的一種能量，你能舉出生產(chǎn)生活中用電的實例嗎？ 生1：生活中的各種用電器，如電燈、電風(fēng)扇、電視機等。 生2：還有電瓶自行車。 生3：還有電烙鐵、機床等?！? 師：電能的應(yīng)用很多，人們在生產(chǎn)和生活中的用電，可分為動力用電和照明用電兩大類。 師：（媒體展示電扇、電瓶自行車以及輕軌）這些圖片里的東西有什么共同的特點？ 生1：它們都是電器。 生2：它們的運轉(zhuǎn)都需要電。 生3：它們都會轉(zhuǎn)動。 師：對，它們都會轉(zhuǎn)動，它們轉(zhuǎn)動是靠電動機來帶動的。那么電動機通電后為什么會轉(zhuǎn)動呢？下面讓我們一起來研究這個問題。 師：我們在初二時曾學(xué)過奧斯特實驗，回憶一下奧斯特實驗，請一位同學(xué)來敘述一下奧斯特的實驗過程及結(jié)果？ 生1：當導(dǎo)線中有電流通過時，它附近的磁針指向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明了電流周圍存在磁場。 生2：電流方向改變，小磁針的轉(zhuǎn)動方向也會改變，還可以說明電流周圍的磁場方向跟電流方向有關(guān)。 師：通過導(dǎo)體附近的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，表明通電導(dǎo)體周圍存在磁場，并通過磁場對小磁體產(chǎn)生力的作用，那么，反過來，磁體對電流有沒有力的作用呢？ 生1：我猜測有力的作用，因為力的作用是相互的。 生2：我覺得不一定。 師：到底有沒有力的作用，我們需要用實驗來驗證。 師：（演示實驗），當老師閉合開關(guān)時，我們觀察到線圈發(fā)生了什么現(xiàn)象？ 生：線圈向左運動。 師：線圈由靜止變?yōu)檫\動，它的運動狀態(tài)發(fā)生了改變，它一定是受到了力的作用。那么是誰給了線圈力的作用。 生：是磁場。 師：通電導(dǎo)體在磁場中會受到力的作用，法國物理學(xué)家安培早就關(guān)注并深入研究，后人為了紀念安培，把通電導(dǎo)體在磁場中受到的作用力叫做安培力。 師：這說明磁場對通憶導(dǎo)體會有力的作用。如果將電源的正負極對調(diào)后接入電路，又會有什么樣的情況呢？（演示） 生：還受到力的作用，但線圈的運動方向相反。 師：兩個現(xiàn)象對比，可以得出什么結(jié)論？ 生1：電流方向改變了，線圈的運動方向改變了。 生2：線圈的受力方向與電流方向有關(guān)。 師：線圈的受力方向還會與什么因素有關(guān)呢？ 生：會不會與磁感線的方向有關(guān)？ 師：我們也可以用實驗來驗證這個問題。那我們應(yīng)如何來設(shè)計實驗驗證我們的猜想呢？ 生：可以保持電流方向不變，改變磁感線方向，看線圈的運動方向有沒有改變 師：下面我就請這位同學(xué)來上臺來驗證剛才的猜想。（學(xué)生實驗） 生：磁感應(yīng)線方向改變了，線圈的受力方向也改變，說明通電導(dǎo)體的受力方向與磁感應(yīng)線方向有關(guān)。 師：大家總結(jié)一下，通電導(dǎo)體在磁場中會受安培力的作用。安培力的方向與什么方向有關(guān)？ 生：電流方向和磁感線方向。 師：如果將電流方向和磁感線方向同時改變，結(jié)果會是怎樣的呢？ 生：方向不發(fā)生變化。根據(jù)剛才的兩個實驗就可以說明。 師：剛才我們學(xué)習(xí)了通電導(dǎo)體在磁場中會受到安培力的作用。而且安培力的作用方向與電流方向和磁感應(yīng)線方向有關(guān)。如果我們在磁場中放入一個通電線圈，情況又會怎么樣呢？讓我們一起下節(jié)課繼續(xù)研究。