《磁生電》設計省賽獲獎

《磁生電》教學設計【教學目標】知道電磁感應現(xiàn)象及產(chǎn)生感應電流的條件，說出電磁感應現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化。通過控制變量法研究影響感應電流大小的因素。知道感應電流方向與什么因素有關，知道交流發(fā)電機的工作原理，知道交流電和直流電的區(qū)別，知道大型交流電動機的組成，知道我國交流電的周期和頻率?！窘虒W重點】電磁感應現(xiàn)象及產(chǎn)生感應電流的條件?！窘虒W難點】電磁感應，直流電動機和交流電動機的工作原理?！菊n時安排】1課時?！窘虒W過程】一、導入新課：先回顧奧斯特實驗的現(xiàn)象和結(jié)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(jīng)過10年的研究，在1831年發(fā)現(xiàn)了磁產(chǎn)生電的條件和規(guī)律，實現(xiàn)了他利用磁場獲得電流的愿望。法拉第的這個重要發(fā)現(xiàn)，導致了電能的大規(guī)模生產(chǎn)和利用，開辟了電氣化的新紀元。二、講授新課：（一）磁生電－－電磁感應實驗：將一根導體放入磁場中，導體和電流表串聯(lián)成一個閉合回路。然后讓導體在磁場中運動。①回顧產(chǎn)生持續(xù)電流的條件，一是需要電源，二是電路要閉合。怎樣知道電路中有電流呢？－－顯然需要一個電流表。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。②怎樣才能從磁場中獲得電流呢？引導學生設計實驗方案，教師演示并填表：操作方法現(xiàn)象觀察電流表）說明將電路的一部分導體垂直磁感線放在磁場中導體不動指針不偏轉(zhuǎn)無電流產(chǎn)生導體沿磁感線方向運動指針不偏轉(zhuǎn)無電流產(chǎn)生導體逆磁感線方向運動指針不偏轉(zhuǎn)無電流產(chǎn)生導體垂直磁感線方向向右運動指針偏轉(zhuǎn)，方向相反有電流產(chǎn)生導體垂直磁感線方向向左運動指針偏轉(zhuǎn)，方向相反有電流產(chǎn)生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的運動時，導體中就會產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應。產(chǎn)生的電流叫感應電流。若電路不閉合，重復上述實驗，有什么現(xiàn)象？－－電路中沒有感應2.電路不閉合，當導體做切割磁感線運動時，沒有感應電流，但是導體中卻有感應電壓。3.產(chǎn)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。4.討論：感應電流的方向與導體切割磁感線方向之間的關系問：在實驗中，有沒有發(fā)現(xiàn)靈敏電流表的指針左右偏轉(zhuǎn)，這說明了什么？－－說明電流的方向發(fā)生了改變。那么，感應電流的方向與什么因素有關呢？學生猜測后，演示：閉合電路的一部分導體在磁場中磁極位置電流表指針偏轉(zhuǎn)方向向右切割磁感線N上S下向左偏轉(zhuǎn)向左切割磁感線N上S下向右偏轉(zhuǎn)向右切割磁感線N下S上向右偏轉(zhuǎn)向左切割磁感線N下S上向左偏轉(zhuǎn)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(nèi)，讓磁感線垂直穿過手心，大拇指指向?qū)w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。）5.電磁感應現(xiàn)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(chǎn)生了電能。即機械能轉(zhuǎn)化為電能。探究：感應電流的大小與哪些因素有關猜測：①導線切割的速度大小；②導線切割的速度方向；③永磁鐵的強度；④切割導線的條數(shù)；⑤切割的有效長度；等等。實驗設計和驗證：控制變量法實驗結(jié)論：導線切割的速度大，電流大；永磁鐵的強度大，電流大；切割導線的條數(shù)多，電流大；切割的有效長度長，電流大。感應電流的大小與導線切割的速度方向無關。（二）交流發(fā)電機的工作原理：復習提問：1.什么叫電磁感應？－－強調(diào)“閉合”、“切割”2.感應電流的方向跟哪些因素有關？－－強調(diào)“導體切割磁感線的運動方向改變，或者磁感線方向改變時，感應電流方向就改變?！?.提問：閉合電路的一部分導體沿圖1中箭頭方向運動時，哪些情況可以產(chǎn)生感應電流？－乙、丙、丁新授：演示手搖發(fā)電機的發(fā)電過程，電流表的指針左右擺動，小燈泡發(fā)光。－－說明發(fā)電機產(chǎn)生電流的方向是不斷變化的。設問：那么電流是怎樣產(chǎn)生的呢？1.矩形線圈、圓環(huán)、電刷、電流表組成了閉合電路。當線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時，切割磁感線，線圈中產(chǎn)生感應電流。2.分析線圈運動到幾個特殊位置時產(chǎn)生感應電流的情況：當線圈平面和磁感線垂直時，兩邊的運動方向和磁感線平行，不切割磁感線，線圈上無感應電流。當線圈平面和磁感線平行時，兩邊的運動方向和磁感線垂直，切割磁感線，線圈上有感應電流。（注意兩次的切割方向，及電流方向的改變）3.線圈在磁場轉(zhuǎn)動一周，感應電流方向改變兩次；線圈不斷轉(zhuǎn)動，則感應電流方向不斷作周期性變化。這種周期性改變方向的電流就是交流電。交流電