《第5節(jié) 磁生電 第1課時》示范課教學設計【初中物理人教版九年級】

2/2第5節(jié)磁生電教學設計第1課時教學目標1．通過實驗，探究并了解導體在磁場中運動時產(chǎn)生感應電流的條件。2．了解電磁感應在生產(chǎn)、生活中的應用。教學重難點教學重點通過實驗探究，認識電磁感應現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)磁生電的條件。教學難點產(chǎn)生感應電流的條件。教學用具演示電流表、蹄形磁鐵、導線、直導線、鐵架臺、細線、開關、多媒體課件等。相關資源圖片、教學實驗視頻等。教學過程課堂引入1820年，奧斯特在課堂上做實驗時終于發(fā)現(xiàn)：當導線中通過電流時，它下方的磁針發(fā)生了偏轉。也就是說通過電能得到磁。那么反過來，利用磁能不能得到電呢?這一問題在當時引起了很多科學家的關注。10年后，終于有一位科學家用他的實驗線圈突破了這一難題，有了偉大的發(fā)現(xiàn)。這位科學家就是英國物理學家法拉第，1821—1831年間，法拉第進行了多次實驗，發(fā)現(xiàn)了磁可以產(chǎn)生電的事實。新知講解一、什么情況下磁能生電1．探究什么情況下磁能產(chǎn)生電。實驗設計1如圖，將導線跟電流表組成閉合回路。讓部分導體置于磁場中靜止，觀察其中電流表的變化。實驗分析1發(fā)現(xiàn)閉合回路的一部分導體在磁場中靜止，電流表的指針沒有變化。我們對實驗進行分析：電流表指針沒有偏轉，沒有電流產(chǎn)生。是不是磁場強度問題呢？難道是磁場太弱？我們換用更強的磁場來試試。再加一塊磁鐵進行實驗，發(fā)現(xiàn)電流表的指針還是沒有變化。電流表的指針沒有變化，是不是單根導線的問題？不妨我們換用匝數(shù)很多的線圈再試試。換用多匝線圈進行操作，發(fā)現(xiàn)電流表的指針還是沒有變化。沒有電流產(chǎn)生，是不是因為磁體和導體相對靜止而造成的呢？同學們聯(lián)想一下奧斯特實驗：通電磁針偏轉。通電——電流從無到有，磁針偏轉——磁針從靜止變?yōu)檫\動。反過來，若導體和磁體有相對運動，導體中能產(chǎn)生電流嗎？我們設計實驗來試一試。實驗設計2如圖，將導線跟電流表組成閉合回路。讓部分導體置于磁場中運動，觀察其中電流表的變化?！麑嶒灧治?將閉合回路的一部分導體置于磁場中，讓導體在磁場里朝各個方向運動，觀察電流表的指針。導體上下運動，電流表的指針沒有變化；左右運動，也沒有變化；前后運動，電流表的指針偏轉了。問題來了，同樣是導體在磁場中運動，為什么有時有電流，有時卻沒有呢？我們把在磁場中運動的導體想象成一把刀，磁感線想象成實實在在的線，當?shù)堆刂鸥芯€方向上下運動以及左右運動時，磁感線沒有被切割；前后運動時，刀片就會切割磁感線。因此，分析實驗可知：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就會產(chǎn)生電流，產(chǎn)生的電流叫做感應電流。這個現(xiàn)象就是法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應現(xiàn)象。實驗設計3導體在做切割磁感線運動時，電流表的指針來回擺動，感應電流的方向會與哪些因素有關呢？實驗分析3請看實驗操作，用線圈分別向前和向后切割磁感線，請大家認真觀察靈敏電流計的指針。向前切割，指針向左偏；向后切割，指針向右偏。這說明：在磁感線方向一定時，產(chǎn)生的感應電流方向會隨著切割磁感線的方向的改變而改變。感應電流的方向與磁感線的方向有沒有關系呢？改變磁感線的方向，觀察導體切割磁感線的方向對電流方向的影響。磁感線從上到下時，導體向前切割磁感線，電流表指針向左偏。把N、S極對調(diào)，改變磁感線的方向，仍然向前切割，指針卻向右偏。這說明切割磁感線的方向一定，感應電流的方向與磁感線的方向有關。2．電磁感應現(xiàn)象中的能量轉化教師提問：（1）電磁感應現(xiàn)象中，靠外力使導體切割磁感線，消耗了什么能？得到了什么能？靠外力使導體運動，消耗了機械能；電流計中有電流通過，所以獲得了電能。（2）電磁感應現(xiàn)象中實現(xiàn)了什么能向什么能的轉化？實現(xiàn)了從機械能向電能的轉化。（3）電磁感應現(xiàn)象在生活中有什么應用？晃動式手電筒、動圈式話筒、發(fā)電機等。（4）教師出示圖片并提問：如圖是一個動圈式話筒的簡圖，說出它是如何把聲音信號轉化為電信號的。學生討論并回答，當人對著話筒說話或唱歌時，產(chǎn)生的聲音使膜片振動，與膜片相連的線圈也跟著一起振動，線圈處于永久磁體的磁場中，在來回振動時會做切割磁感線運動，在線圈中能產(chǎn)生隨著聲音的變化而變化的感應電流，經(jīng)放大后，通過揚聲器還原成聲音。典型例題例1如圖是研究產(chǎn)生感應電流的實驗，下列說法正確的是（）A．只要導體AB在磁場中運動，電流表的指針就會發(fā)生偏轉 B．對調(diào)兩個磁極方向，電流表的指針偏轉方向發(fā)生改變 C．改變導體AB切割磁感線的方向，電流表的指針偏轉方向不發(fā)生改變 D．電磁感應是把電能轉化成機械能解析：閉合電路的一部分導體在磁場中切割磁感線運動時，電路中才產(chǎn)生感應電流，電流表的指針才發(fā)生偏轉；若導體AB在磁場中運動時沒有切割磁感線，則電流表的指針不會發(fā)生偏轉，故A項說法錯誤。切割磁感線的方向不變，對調(diào)兩個磁極方向，則感應電流的方向改變，電流表的指針偏轉方向發(fā)生改變，故B項說法正確。磁場方向不變，改變導體AB切割磁感線的方向，則感應電流的方向改變，電流表的指針偏轉方向發(fā)生改變，故C項說法錯誤。電磁感應是把機械能轉化為電能，故D項說法錯誤。答案：B例2如圖所示是揚聲器（喇叭）的結構圖。當揚聲器的線圈中通入攜帶聲音的信息、時刻變化的電流時，線圈會在永久磁體的作用下受到力的作用并帶動紙盆振動發(fā)聲。下列說法中正確的是（）A．揚聲器工作時是將機械能轉化為電能 B．揚聲器的工作原理是通電線圈在磁場中受力運動 C．揚聲器中的永久磁體不會對線圈有作用力 D．揚聲器的工作原理與發(fā)電機的工作原理相同解析：A選項，動圈式揚聲器在工作過程中消耗了電能，把電能轉化為機械能，故A錯誤。B選項，動圈式揚聲器是把強弱變化的電流變成聲音信號的裝備，它利用了磁場對電流有力的作用的原理，故B正確。C選項，當線圈中有電流通過時，揚聲器中的永久磁體會對線圈有作用力，故C錯誤。D選項，發(fā)電機的制作原理是電磁感應，而揚聲器的工作原理是磁場對電流有力的作用，故D錯誤。答案：B例3如圖所示是手機無線充電的原理圖，其工作過程是：電流通過送電線圈產(chǎn)生變化的磁場，受電線圈靠近該磁場時就會產(chǎn)生電流，給智能手機充電。下列說法不正確的是（）A．送電線圈利用了電流的磁效應產(chǎn)生變化磁場 B．受電線圈利用電磁感應原理產(chǎn)生感應電流 C．手機充電的過程中，電能轉化為化學能 D．受電線圈產(chǎn)生電流與電動機的工作原理相似解析：通電導體周圍存在磁場，所以電流通過送電線圈產(chǎn)生變化的磁場，故A正確。受電線圈靠近該磁場時就會產(chǎn)生電流，給智能手機充電，這是利用電磁感應原理工作的，故B正確。手機充電過程中，消耗的電能以化學能的形式儲存起來，故C正確。受電線圈是利用電磁感應原理工作的，電動機是根據(jù)磁場對通