日期:2022-02-20
這是磁生電實驗步驟與結果,是優秀的物理教案文章,供老師家長們參考學習。
一、創設情境,引入新課《磁生電》教案
聽講
【盤點收獲】利用板書引導學生總結本節的知識學生交流討論自己的收獲和困惑。
【課堂檢測】教師巡視點評完成檢測題(見附件)
【板書設計】
16-4磁生電
一、什么情況下磁能生電
1.電磁感應:閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時,導體中就產生電流的現象叫做電磁感應;產生的電流叫做感應電流。
2.產生感應電流的條件:
①閉合電路一部分導體; ②在磁場中作切割磁感應線運動。
3.導體中感應電流的方向跟導體運動方向和磁感線方向有關。
4.在電磁感應現象中,機械能轉化為電能。
二、發電機
1.交變電流:大小和方向周期性變化的電流
2.頻率:交變電流每秒周期性變化次數
3.我國供生產和生活用的交流電周期是0.02S、頻率是50Hz。
4.實際發電機的構造
由定子和轉子組成,大型發電機的電流大,通常采用旋轉磁極的方式
【教學反思】
本節課的亮點:
本教學設計是以學生自主學習為基礎,教師指導的學習模式,在本節教學中用簡單的事例、形象的'動畫展示、生動的實驗,拓展他們的思維,激發學生的求知欲,同時又點明主題。 重視培養學生學用結合的能力,把物理學活學透。每當向學生傳授新的物理知識時,都應聯系它在實際生產或生活中的某些應用,同時要求學生細心觀察周圍的世界,找出與所學知識相關的事例。另外,本節課利用大量的圖片和視頻突破了這一難點,讓學生列舉了大量的生活實例,體現了從物理走向生活的教學理念。
需改進之處:
教師的語言必須有效而精煉,指向性強,否則后引起學生聽覺疲勞,教學效果反而不好。
附件:課堂檢測
一、基礎練習
1.下列設備工作時,把機械能轉化為電能的是( )
A.電磁起重機 B.微波爐 C.發電機 D.電動機
2.發現電磁感應現象的科學家是( )
A.法拉第 B.焦耳 C.奧斯特 D.安培
3.發電機是根據 原理制成的。發電機產生的電流稱為感應電流,感應電流的方向與閉合電路一部分導體切割磁感線的方向及 方向有關。
4. 如圖所示為____現象,依據這一原理可以制成____機,工作過程中____能轉化為___能.
二、能力提高
5.如圖所示,小明和小華同學將一根較長軟電線的兩端與高靈敏電流計兩接線柱連接,拿著電線的兩處,站在東西方向,象跳繩一樣在空中不停地搖動,觀察到靈敏電流計的指針發生偏轉.此現象隱含的物理原理是( )
A.電流周圍存在磁場 B.電磁感應原理
C.物質的磁化原理 D.磁場對電流有力的作用
6.動圈式話筒的結構如圖,它工作時:①線圈運動能產生隨著聲音的變化而變化的電流;②與膜片相連的線圈隨之一起振動;③人唱歌或說話產生的聲音使膜片振動;④變化的電流經過放大后,由揚聲器還原為聲音。關于它的原理,排序正確的是( )
A.①②③④ B.②①④③ C.③①④② D.③②①④
7.圖示的四幅圖中能說明發電機工作原理的是( )
8. 小滿同學做了一個如圖所示的裝置。閉合開關,用外力使導體ab水平向右運動,發現導體棒cd也隨之運動起來,則實驗裝置中甲部分應用的物理原理是 ,乙部分產生的現象與 的工件原理相似。
【參考答案】
基礎訓練
1、C 2、A 3、電磁感應 磁場 4、電磁感應 發電 機械 電
能力提高
5、B 6、D 7、A 8、電磁感應 電動機
教學目標
1、知道電磁感應現象及歸納產生感應電流的條件。
2、通過控制變量法研究感應電流方向與什么因素有關。
3、了解電磁感應現象中能量轉化。
4、培養學生觀察實驗現象的能力和從實驗現象中歸納、概括物理概念與規律的能力
2新設計
課堂預習(提出問題)————小組討論(做出猜想)————合作探究(設計實驗)————實驗操作(觀察記錄)————交流展示(歸納結論)————當堂測試(練習鞏固)
3學情分析
學生基礎參差不齊,本節課知識推展的內容較多,大部分學生的動手能力比較薄弱,尤其涉及到知識探究方面的問題,一直是學生的弱項,本節課盡量從淺出入手,教師適時點撥,將較難的問題變探究為驗證可以降低難度,重點是對知識點的鞏固和對探究方法的掌握。
4重點難點
重點:電磁感應現象及產生感應電流的條件
難點:感應電流方向與什么因素有關
5教學過程 5.1第一學時 教學活動 活動1【導入】探究感應電流產生的條件及決定感應電流方向的因素
先回顧奧斯特實驗的現象和結論,說明電能生磁。
【設問】既然用電流能獲得磁場,那么能否用磁場獲得電流呢?
許多科學家都在探索這個問題。英國的物理學家法拉第經過10年的研究,在1831年發現了磁產生電的條件和規律,實現了他利用磁場獲得電流的愿望。法拉第的這個重要發現,導致了電能的大規模生產和利用,開辟了電氣化的新紀元。
活動2【講授】新課教學
磁生電--電磁感應
【演示】將一根導體放入磁場中,導體和電流表串聯成一個閉合回路。然后讓導體在磁場中運動。
【回顧】電路中產生持續電流的條件:
一是需要電源
二是電路要閉合。
【設問】怎樣知道電路中有電流呢?
需要在電路中接一個電流表,閉合電路,電流表有示數,就說明電路中有電流流過。
(因為獲得的感應電流較小,所以采用測量微小電流的靈敏電流計較好。)
活動3【導入】實驗探究
【設問】怎樣才能從磁場中獲得電流呢?
【探究】引導學生設計實驗方案,小組合作進行實驗探究,并根據實驗現象下填表:
操作方法
現象
(觀察電流計)
說明
(有無電流)
將電路的一部分導體垂直磁感線放在磁場中
導體不動
導體沿磁感線方向運動
導體逆磁感線方向運動
導體垂直磁感線方向向右運動
導體垂直磁感線方向向左運動
【表述】電磁感應--閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線的運動時,導體中就會產生電流,這種現象叫做電磁感應。產生的電流叫感應電流。
上述實驗都是在電路閉合的狀態下完成的,若電路不閉合,重復上述實驗,有什么現象?--電路中沒有感應電流。
【結論】:
產生感應電流的條件:電路閉合且一部分導體作切割磁感線運動。
活動4【活動】知識拓展實驗探究
【討論】在實驗中,有沒有發現靈敏電流表的指針左右偏轉,這說明了什么?
--說明電流的方向發生了改變。
【探究】感應電流的方向與什么因素有關呢?學生猜測并實驗探究:
閉合電路一部分導體在磁場中
磁極位置
電流計指針偏轉方向
向右切割磁感線
N上S下
向( )偏轉
向左切割磁感線
N上S下
向( )偏轉
向右切割磁感線
N下S上
向( )偏轉
向左切割磁感線
N下S上
向( )偏轉
【結論】:
感應電流的方向與導體切割磁感線的方向、磁場的方向有關。
【小結】感應電流的方向與導體切割磁感線的方向、磁場的方向有關。用右手定則可以形象地表示三者的關系:伸開右手,使大拇指跟四指垂直,并且都跟手掌在同一平面內,讓磁感線垂直穿過手心,大拇指指向導體運動的方向,那么,其余伸開的四指所指的方向就是感應電流的方向。(注意:在“三個方向中只要知道其中任意兩個方向就可以確定另一個方向。)
【補充】電磁感應現象中能量變化:用機械力移動導體,消耗了機械能,卻在閉合電路中產生了電能。即機械能轉化為電能。
活動5【練習】課堂練習
【示例】如圖所示的實驗裝置:
(1)導體ab不動,閉合開關,電流表的指針 ,電路中 ________電流產生。
(2)閉合開關,使導體ab在磁場中上、下運動,電流表的指針 ,電路中 電流產生。
(3)閉合開關,使導體ab在磁場中左、右運動,電流表的指針__________,電路中 電流產生。
(4)斷開開關,使導體ab在磁場中無論怎樣運動,電流表的指針___________,電路中______電流產生。
(5)當開關閉合且導體ab左右運動時,電流表的指針才會偏轉,這說明 。
(6)開關閉合后,磁體不動,導體ab左右運動時,電流表指針的偏轉方向也會隨之變化。這說明:產生的感應電流的方向與_______________________有關。
活動6【作業】課后思考
要改變電路中感應電流的方向,可采取的方法都有哪些?
第5節 磁生電
課時設計 課堂實錄
第5節 磁生電
1第一學時 教學活動 活動1【導入】探究感應電流產生的條件及決定感應電流方向的因素
先回顧奧斯特實驗的現象和結論,說明電能生磁。
【設問】既然用電流能獲得磁場,那么能否用磁場獲得電流呢?
許多科學家都在探索這個問題。英國的物理學家法拉第經過10年的研究,在1831年發現了磁產生電的條件和規律,實現了他利用磁場獲得電流的愿望。法拉第的這個重要發現,導致了電能的大規模生產和利用,開辟了電氣化的新紀元。
活動2【講授】新課教學
磁生電--電磁感應
【演示】將一根導體放入磁場中,導體和電流表串聯成一個閉合回路。然后讓導體在磁場中運動。
【回顧】電路中產生持續電流的條件:
一是需要電源
二是電路要閉合。
【設問】怎樣知道電路中有電流呢?
需要在電路中接一個電流表,閉合電路,電流表有示數,就說明電路中有電流流過。
(因為獲得的感應電流較小,所以采用測量微小電流的靈敏電流計較好。)
活動3【導入】實驗探究
【設問】怎樣才能從磁場中獲得電流呢?
【探究】引導學生設計實驗方案,小組合作進行實驗探究,并根據實驗現象下填表:
操作方法
現象
(觀察電流計)
說明
(有無電流)
將電路的一部分導體垂直磁感線放在磁場中
導體不動
導體沿磁感線方向運動
導體逆磁感線方向運動
導體垂直磁感線方向向右運動
導體垂直磁感線方向向左運動
【表述】電磁感應--閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線的運動時,導體中就會產生電流,這種現象叫做電磁感應。產生的電流叫感應電流。
上述實驗都是在電路閉合的狀態下完成的,若電路不閉合,重復上述實驗,有什么現象?--電路中沒有感應電流。
教學目標
一、知識和技能
1.知道電磁感應現象;知道產生感應電流的條件。
2.知道發電機的原理:能說出發電機為什么能發電;知道什么是交流電;知道發電機發電過程是能量轉化的過程。
3.知道我國供生產和生活用的交流電的頻率是50HZ的意思;能把交流電和直流電區分開來。
二、過程和方法
1.探究磁生電的條件,進一步了解電和磁之間的相互聯系。
2.觀察和體驗發電機是怎樣發電的。
三、情感、態度與價值觀
1.認識自然現象之間是相互聯系的,進一步了解探索自然奧秘的科學方法。
2.認識任何創造發明的基礎是科學探索的成果,初步具有創造發明的意識。
教學重點:1.通過探索概括出電磁感應。2.通過實驗知道交流發電機的工作原理。
教學難點:1.由實驗現象概括物理規律——電磁感應。2.應用原理分析問題——發電機工作原理。
教學準備:演示電流表、蹄形磁鐵、導體、開關、投影、微機、掛圖、手搖發電機一臺、小燈泡。
教學過程
一、引入新課
重做奧斯特實驗,請同學們觀察后回答:
1.此實驗叫什么實驗?奧斯特實驗。
2.它揭示了一個什么現象?電流周圍存在著磁場,電流的磁場方向跟電流方向有關。
電流周圍存在著磁場,即電能生磁。那么逆向思維將會怎么樣?指導學生閱讀課本第一段話,然后說一說自己想了解什么問題。
下面我們用實驗來探究磁能否生電。我們先設計實驗,從實驗需要器材、實驗條件、實驗操作入手。
二、新課學習
(一)什么情況下磁能生電
1.實驗器材
實驗目的:探索磁能否生電,怎樣使磁生電?
根據實驗目的,本實驗應選擇哪些實驗器材?為什么?根據研究的對象,需要有磁體和導線;檢驗電路中是否有電流需要有電流表;控制電路必須有開關。
讓學生弄清蹄形磁鐵的N、S極和磁感線的方向,然后按書上的裝置安裝好(直導線先不要放在磁場內)。
播放課件:磁生電 由北京國之源軟件技術有限公司提供
實驗器材:蹄形磁體、電流表、導線、直導線、鐵架臺、細線。
2.實驗步驟
如何做實驗?其步驟又怎樣呢?
我們先做如下設想:電能生磁,反過來,我們可以把導體放在磁場里觀察是否產生電流。那么,導體應怎樣放在磁場中呢?是平放?豎放?斜放?導體在磁場中是靜止?還是運動?怎樣運動?另外:磁場的強弱對實驗有沒有影響?
下面我們依次對這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。演示8.5-1所示實驗
1 置閉合電路的部分導體于磁場中,且保持導體與磁場相對靜止
2 更換強磁體,增強磁場,仍保持導體與磁場相對靜止
3 使閉合電路的一部分導體在磁場中上下運動
4 使閉合電路的一部分導體在磁場中左右運動
5 使閉合電路的一部分導體在磁場中斜著運動
教師按實驗步驟進行演示,學生仔細觀察,每完成一個實驗步驟后,請學生將觀察結果填寫在上面表格里。實驗完畢,提出下列問題讓學生思考:
上述實驗說明磁能生電嗎?(能)
在什么條件下才能產生磁生電現象?(當閉合電路的一部分導體在磁場中左右或斜著運動時)
為什么導體在磁場中左右、斜著運動時能產生感應電流,而上下運動或者靜止時卻不能呢?如果把磁感線想象成一根根實實在在的線,把導線想象成一把刀,表達起來會方便些,討論一下如何表達?
討論分析:導體在磁場中左右、斜著運動時切割磁感線產生感應電流,而上下運動或靜止時不切割磁感線,所以不產生感應電流。)
通過此實驗可得出什么結論?
學生歸納、概括后,教師板書:
1.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,產生的電流叫做感應電流。
2. 磁場產生感應電流必須同時滿足兩個條件:
①具有閉合電路;
②一部分導體在磁場中作切割磁感應線運動。
在電磁感應現象中的為什么一定要強調“閉合電路”?如果電路不閉合,一部分導體在磁場中作切割磁感應線運動時就不能產生感應電流,只能產生感應電壓。
講述:電磁感應現象是英國的物理學家法拉第發現的。他經過十年堅持不懈的努力,才發現了這一現象。這種熱愛科學、堅持探索真理的可貴精神,值得我們學習。這一現象的發現進一步揭示了電和磁之間的聯系,導致了發電機的發明,開辟了電的時代,所以電磁感應現象的發現具有劃時代的意義。
研究感應電流的方向
我們知道,電流是有方向的,那么感應電流的方向是怎樣的呢?它的方向與哪些因素有關呢?請同學們觀察下面的實驗。
演示實驗:保持上述實驗裝置不變,反復改變磁場方向或改變導體在磁場中的運動方向。
同學們觀察到了什么現象?把你觀察到的事實歸納總結出來。由此能得出一個什么樣的結論呢?(磁場方向、導體運動方向變化時,指針偏轉的方向也發生變化,即電流的方向也隨著變化)。
3.導體中感應電流的方向跟導體運動方向和磁感線方向有關
研究電磁感應現象中能的轉化
在電磁感應現象中,導體作切割磁感線運動,注意是導體作切割磁感線“運動”:
它消耗了什么能?(機械能) 得到了什么能?(電能) 在電磁感應現象中實現了什么能與什么能之間的轉化?(機械能與電能的轉化)
4.在電磁感應現象中,機械能轉化為電能
人們利用機械能可以轉化為電能這一原理做成了發電機,世界第二次科技革命——電氣化時代開始了,其意義和影響是巨大而深遠的。下面我們就一起來學習有關發電機的一些知識。
(二)發電機
發電機是怎樣發電的呢?
繼續播放課件:磁生電
演示實驗二:把一臺手搖發電機跟小燈泡連接起來,當搖動手柄使線圈在磁場中快速轉動,觀察到什么?(小燈泡發光)這說明了什么?(有感應電流產生,并通過小燈泡)再用電流表換下小燈泡,緩慢搖動大輪,請同學們判斷:
當搖動轉柄帶動磁場中的線圈轉動后,接在電路中的電流表指針會怎樣擺動?是一直朝一個方向偏轉,還是左右偏轉?
當學生判斷取得基本一致的意見(電流表指針左右擺動)后,作演示驗證。這說明了什么呢?(通過電流表中的電流大小和方向是變化的)
(三)交變電流
從上面演示可以看出,發電機能發電,且發出的電的大小和方向是變化的。我們把這種大小和方向隨時間變化的電流叫做交變電流, 簡稱交流。下面我們接著來學習發電機的構造是怎樣的?工作原理是什么?
1.發電機的構造:由定子和轉子組成,包括磁極、線圈、銅環、電刷等。
2.發電機的工作過程:
當ab向下cd向上運動,做切割磁感線運動,有感應電流,ab邊電流方向從a→b。
當ab轉過平衡位置,ab向上運動,cd向下運動,做切割磁感線運動,ab邊的電流方向從b→a。
從發電機工作過程我們能看出,線圈轉動一周,電流方向變化兩次。
在交流電流中,電流在每秒內周期性變化的次數叫做頻率,頻率的單位是赫茲。線圈轉動一周所用的時間叫周期。周期和頻率是用來表示交流電特點的兩個物理量。
我國供生產和生活用的交流電周期是0.02秒,頻率是50赫茲。
接下來我們一起來看課本“想想做做”,通過做、想、觀察得出結論。
其中第3題“體驗發電機轉速對小燈泡亮度的影響”,這一部分內容利用多媒體課件達到提高可見度及分解構造和過程的要求。)
①實際發電機也是由轉子(轉動部分)和定子(固定部分)組成。
②大型發電機一般采取線圈不動,磁極旋轉的方式來發電。
③發電機發電過程是把機械能轉化為電能。
同學們學了這一節內容,回去除了可以調查身邊的發電機以外,還可以發揮你們的想象力,思考“如何利用身邊的能源來發電?”甚至試驗其可行性。
三、小結
我們現在一起來對這節課的內容進行小結。
四、板書設計
第五節 磁生電
一、磁能否生電,怎樣使磁生電
1.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,產生的電流叫做感應電流。
2.磁場產生感應電流必須同時滿足兩個條件:
①具有閉合電路; ②一部分導體在磁場中作切割磁感應線運動。
3.導體中感應電流的方向跟導體運動方向和磁感線方向有關。
4.在電磁感應現象中,機械能轉化為電能。
二、發電機
1.發電機的構造:由定子和轉子組成,包括磁極、線圈、銅環、電刷等。
2.發電機的工作過程: 線圈轉動一周,電流方向變化兩次。
三、交變電流
1.交變電流:大小和方向隨時間變化的電流叫做交變電流, 簡稱交流。
2.頻率:電流在每秒內周期性變化的次數,叫做頻率,頻率的單位是赫茲。
3.周期:線圈轉動一周所用的時間,叫做周期。
4.我國供生產和生活用的交流電周期是0.02秒,頻率是50赫茲。即一秒內有50周期,電流方向變化100次。
學習目標:磁生電的教學教案
1.知道電磁感應現象,知道產生感應電流的條件。
2.知道發電機的原理,了解交流電的初步知識,知道發電機發電過程中的能量轉化。
3.能區別直流電和交流電,知道我國生產和生活用的交流電的頻率
學習重點:
1.電磁感應現象
2.產生感應電流的條件。
學習難點:
發電機的原理
知識準備:
1.丹麥物理學家有關。
2.電動機的工作原理
自主學習:
1820 年,奧斯特發現電流周圍存在磁場——電能生磁,那么磁能否產生電呢?
英國物理學家法拉第進行了整整10年堅持不懈的努力,經歷了一次又一次的失敗,終于在183l年成功地利用磁場獲得了電流,發現了電磁感應。這是科學史上最偉大的發現之一,它導致了電能的大規模生產和利用,開辟了電氣化時代。
一.探究:什么情況下磁能生電?(按圖組裝儀器并進行實驗)
1. 導體靜止。 2. 導體上.下運動。
3. 導體向右運動。 4. 導體向左運動。
5. 改變磁場方向。 知識小結:
二.電磁感應現象的應用——發電機
1.手搖發電機
(1)檢驗手搖發電機電流方向的變化:
在發電機和小燈泡的電路里串聯一個電流表,慢慢轉動線圈。觀察電流表
指針的'擺動。我們發現線圈轉動一圈,電流方向改變兩次。
(2)觀察發電機轉速對小燈泡亮度的影響:
取下電流表,仍然保持小燈泡和發電機連接,用不同速度轉動轉輪,觀察
燈泡亮度的變化,我們發現:轉速越快,燈泡越亮。
(3)手搖發電機的能量轉化:
人吃的食物的化學能轉化為搖動轉子的 能,發電機又把 能轉化為
能。
2.
發電機的示意圖:
(對照右圖分析發電機的工作過程)
知識小結:
3. 交流電與直流電。
(1) 交流電(AC):周
期性改變方向的電流。 (2) 直流電
(DC):方向不變的電流。 (3) 頻率:電流在每秒內周期性變化的次數。
4. 我國的交流電
我國供生產和生活用的交流電,周期是0.02 s,頻率是50 Hz(即1 s 內有50個周期,交流電的方向每周期改變2次,頻率為50Hz的交流電,電流方向1s內改變100次)。
5.電站實景
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