《磁生电》教学设计
《磁生电》教学设计 河北省武安市实验中学 李子明
课题
第九章:电与磁 第七节:磁生电
学习
目标
知识目标:
1.知道电磁感应现象;知道产生感应电流的条件;
2.知道发电机的原理;能说出发电机为什么能发电;知道什么是交流电;知道发电机发电过程是能量转化的过程;
3.知道我国供生产和生活用的交流电的频率是50 Hz的意思;能把交流电和直流电区分开来。
能力目标:
1.通过探究磁生电的条件,进一步了解电和磁之间的相互联系,提高学生观察能力、分析概括能力和联系简单现象探索物理规律的能力;
2.观察和体验发电机是怎样发电的,提高学生应用知识分析和解决问题的能力。
情感目标:
1.认识自然现象之间是相互联系的,进一步了解探索自然奥妙的科学方法;
2.认识任何创造发明的基础是科学探索的成果,初步具有创造发明的意识。
学习重点
电磁感应现象产生的条件;发电机的工作原理。
学习难点
发电机的工作原理。
教具与
媒体
演示电流表、蹄形磁铁、导体、开关、投影、微机、挂图、手摇发电机一台、小灯泡。
教
学
程
序
内容与教师活动
学生活动
设计
依据
一、创设情境,引入新课(3min)
〖师〗由以前学过的奥斯特实验说明电可以生磁,那么反过来磁能不能生电呢?
现在我们所用的发电机是可以产生电,它是由磁产生的吗?它的工作原理是什么,什么条件下才能生电?今天我们就研究这个问题?(板书课题)
二、进入新课,科学探究
(一)什么情况下磁可以生电(12min)
1.由奥斯特实验,当导线中能有电流时,小磁针会转动,那么反过来,如果我们让小磁针转动,导线中会不会有电流产生呢?
2.通电导线在磁场中会受到力的作用,从而使导体发生了运动,那么反过来,如果让导体在磁场中先运动,导体中会不会产生电流呢?
3.【实验】课本图8.5—1所示的装置,探究在什么情况下才能产生电流。
学生回答
学生思考
学生回答
学生观察
培养辩证看问题的习惯
反过来思考习惯的培养
4.尝试的角度
(1)让直导线在蹄形磁体的磁场中静止,换用不同强度的磁体,观察到电流表指针不偏转;
(2)让直导线在蹄形磁体中上、下运动,观察到电流表指针不偏转,这说明没有产生电流;
(3)将直导线在磁场中左右运动,电流表指针发生了偏转,说明导线中产生了电流。
(4)将直导线在磁场中斜着运动,电流表指针也发生了偏转,说明导线中产生了电流。
【结论】如果导体在磁场中做切割磁感线运动,则导体中就会产生电流,我们把这种现象叫电磁感应,产生的电流叫感应电流。
电磁感应现象是英国的物理学家法拉第发现的,他经过十年坚持不懈的努力,才发现了这一现象,这种热爱科学,坚持探索真理的可贵精神值得我们学习。这一现象的发现进一步揭示了电和磁之间的联系,导致了发电机的发明,开辟了电的时代,所以电磁感应现象的发现具有划时代的意义。
5.【视频】电磁感应现象。
(二)发电机(12min)
1.老师出示发电机模型。
〖实验〗把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来,当摇动手柄使线圈在磁场中快速转动,观察到什么?
〖实验〗用电流表换下小灯泡,缓慢摇动大轮,观察电流表的指针发生了怎样的变化。
【现象】电流表指针左右摆动。
2.为什么会是这样的呢?
(1)【发电机的构造】
看书后回答:发电机是由哪几部分组成的?
它是由磁体、线圈、滑环、电刷组成。与电动机相似,但没有电动机的换向器。
(2)【工作原理】
当线圈在外力的带动下在磁场中转动时,线圈的两个边分别切割磁感线,且切割的方向不同,所以它们主生的感应电流方向也不同,这正好使线圈沿着某一个方向向外流出电流。
当线圈转过图中的这个位置时,两边切割磁感线的方向变成了倾斜的方向,使得切割磁感线的条数减少,故产生的感应电流也减小,所以出现一大一小的指针摆动现象。
当线圈转过了180度以后,线圈的每条边的运动方向正好相反,故它们产生感应电流的方向也会相反,所以还会出现电流表指针方向一会儿向左偏一会儿向右偏的现象。
(三)交流电(6min)
1.概念:线圈转动一周,电流方向变化两次,所发发电机发出的电流方向是周期性变化的,我们把周期性改变方向的电流叫交电流,简称交流。
2.频率:在交流电流中,电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率;频率的单位是赫兹,简称赫,符号为Hz,线圈转动一周所用的时间叫周期。
我国照明用电的频率是50Hz,周期是0.02秒。
3.交直流电的转换
如图8.5—4所示的发电机发出的是交流电,因为线圈本身产生的就是大不上、方向周期性变化的交流电;如果我们把两个圆环换成一个换向器,它就可以把线圈内产生的交流电经过转换,输出的是方向不变的直流电,但大小也是要周期性改变的。
(四)实际发电机的构造(5min)
1.由定子和转子组成,小型发电机采用线圈转动,磁场不动的方式;大型发电机采用线圈不动,磁场转动的方式,因为大型发电机的电流大,电刷与滑环间容易产生电火花,很不安全,故采用旋转磁极的方式发电。
2.【能量的转化】发电机发电过程是把机械能转化为电能;实际发电是由其它形式的能转化为电能的。
(五)话筒的原理(5min)
作用:把振动的声音变成变化的电流。
原理:振动声音的运动在磁场中切割磁感线,这样线圈中就产生了变化的电流。
学生观察
师生讨论
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