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2019-2020年九年級(jí)科學(xué)上冊(cè) 4.1電能的獲得和轉(zhuǎn)化第一課時(shí)教案 華師大版 教學(xué)目標(biāo)： 1． 知識(shí)與技能目標(biāo)： (1)了解電能的各種來源及應(yīng)用； (2)知道利用發(fā)電機(jī)可以大規(guī)模生產(chǎn)電能。知道發(fā)電機(jī)是把機(jī)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(biāo)： (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(dòng)，體驗(yàn)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(jià)值觀目標(biāo)： (1)初步認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展具有巨大的促進(jìn)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(diǎn)與難點(diǎn)： (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(jī)的能量轉(zhuǎn)化。 教學(xué)活動(dòng)實(shí)錄： 一、 引入新課 師：今天，我們的生活幾乎每時(shí)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(huì)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(shí)到此，現(xiàn)在請(qǐng)各組派代表發(fā)言。 小組1：電能的來源有各種發(fā)電機(jī)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(jìn)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(jī)，另一類是電池。那么發(fā)電機(jī)發(fā)電，又是什么能轉(zhuǎn)化為電能的呢？ 生1：有些是由動(dòng)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(dāng)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(jī)來發(fā)電的。 師：那么發(fā)電機(jī)是怎樣發(fā)電的呢？ 師：（出示手搖發(fā)電機(jī)），下面請(qǐng)一位同學(xué)上臺(tái)搖動(dòng)發(fā)電機(jī)。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(shí)暗時(shí)亮。 師：我們仔細(xì)觀察，手搖發(fā)電機(jī)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(dòng)的部分叫做轉(zhuǎn)子。那么搖動(dòng)發(fā)電機(jī)為什么能使小燈泡發(fā)光呢，也就是說搖動(dòng)發(fā)電機(jī)為什么會(huì)產(chǎn)生電流呢？ 生：（頓悟）發(fā)電機(jī)搖動(dòng)時(shí)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子在磁場中連續(xù)做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，我們?cè)诔醵r(shí)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(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)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(shí)暗時(shí)亮。 生：因?yàn)槲覀儞u動(dòng)時(shí)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(jī)）。在實(shí)際生產(chǎn)中往往有不同的動(dòng)力機(jī)來帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，如水輪機(jī)、汽輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)等。 師：大型發(fā)電機(jī)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(dòng)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(jī)工作時(shí)的情況。 生：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。 板書：發(fā)電機(jī)是一種把機(jī)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(shí)例嗎？ 生1：生活中的各種用電器，如電燈、電風(fēng)扇、電視機(jī)等。 生2：還有電瓶自行車。 生3：還有電烙鐵、機(jī)床等?！? 師：電能的應(yīng)用很多，人們?cè)谏a(chǎn)和生活中的用電，可分為動(dòng)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(diǎn)？ 生1：它們都是電器。 生2：它們的運(yùn)轉(zhuǎn)都需要電。 生3：它們都會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 師：對(duì)，它們都會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，它們轉(zhuǎn)動(dòng)是靠電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)的。那么電動(dòng)機(jī)通電后為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)呢？下面讓我們一起來研究這個(gè)問題。 師：我們?cè)诔醵r(shí)曾學(xué)過奧斯特實(shí)驗(yàn)，回憶一下奧斯特實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)一位同學(xué)來敘述一下奧斯特的實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果？ 生1：當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時(shí)，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(dòng)方向也會(huì)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(duì)小磁體產(chǎn)生力的作用，那么，反過來，磁體對(duì)電流有沒有力的作用呢？ 生1：我猜測有力的作用，因?yàn)榱Φ淖饔檬窍嗷サ摹? 生2：我覺得不一定。 師：到底有沒有力的作用，我們需要用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。 師：（演示實(shí)驗(yàn)），當(dāng)老師閉合開關(guān)時(shí)，我們觀察到線圈發(fā)生了什么現(xiàn)象？ 生：線圈向左運(yùn)動(dòng)。 師：線圈由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)，它的運(yùn)動(dòng)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(huì)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(jì)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(duì)通憶導(dǎo)體會(huì)有力的作用。如果將電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)后接入電路，又會(huì)有什么樣的情況呢？（演示） 生：還受到力的作用，但線圈的運(yùn)動(dòng)方向相反。 師：兩個(gè)現(xiàn)象對(duì)比，可以得出什么結(jié)論？ 生1：電流方向改變了，線圈的運(yùn)動(dòng)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(huì)與什么因素有關(guān)呢？ 生：會(huì)不會(huì)與磁感線的方向有關(guān)？ 師：我們也可以用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這個(gè)問題。那我們應(yīng)如何來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)方向有沒有改變 師：下面我就請(qǐng)這位同學(xué)來上臺(tái)來驗(yàn)證剛才的猜想。（學(xué)生實(shí)驗(yàn)） 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(huì)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(shí)改變，結(jié)果會(huì)是怎樣的呢？ 生：方向不發(fā)生變化。根據(jù)剛才的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)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(huì)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?cè)诖艌鲋蟹湃胍粋€(gè)通電線圈，情況又會(huì)怎么樣呢？讓我們一起下節(jié)課繼續(xù)研究。