九年级全册七、学生实验：探究——产生感应电流的条件教案

学生实验：探究——产生感应电流的条件

教材分析:

      电磁感应现象进一步揭示了电和磁之间的联系，是本节课教学的关键，也是本节课教学的重点。也是学生了解知道发电机工作原理的基础。发电机是电磁感应现象的一个重要应用，发电机的发明为人类社会进入电气化时代奠定了基础。

教材首先通过在“什么条件下可以生电”的探究活动引出产生感应电流的条件，教学中教师可引导学生经历电磁感应现象的发现过程，总结归纳出电磁感应的定义和产生感应电流的条件，既可以培养学生的概括归纳能力也让学生从中体验发现的乐趣。

“动圈式话筒”是电磁感应现象的一个应用，这部分内容比较抽象，可借助多媒体展示它的工作原理和工作过程 ，将比较抽象的知识点转化为以直观模型的方式呈现给学生，使学生易于接受。

发电机部分，让学生了解发电机是怎样发电的以及交流发电机发出的电流的特点是教学的另一个重点。这部分教学内容通过手摇发电机使灯泡发光的演示来引入，让学生在观察中发现问题，解决问题。对发电机发电的原理，学生理解起来有一定的难度，教学中可利用多媒体来增强学生的感性认识，结合图形引导学生分析，使学生了解发电机的工作原理。由于本节内容较多可分为2节课来完成。

学情分析:

        学生刚掌握电能生磁的理论并了解电动机的工作原理 ，所以在教学时采用逆向思维，思考“磁生电”的现象并了解发电机的原理。另外由于知识有限，学生在设计探究实验时缺乏全面思考，需要教师给于指导和引导，来完善实验方案，来不断完善学生的思维能力。

教学目标

知识目标

   1、知道什么是电磁感应现象和感应电流，知道电磁感应现象中是把机械能转化为电能。

    2、知道产生感应电流的条件，能对导体中有无感应电流做出判断。 

3、知道发电机的工作原理、结构及能量转化过程。

 4、知道交流电及我国照明电路交流电的频率，能区分交流电和直流电。

能力目标

1、通过研究电磁感应现象，培养学生的观察、实验能力及归纳、概括的能力，领悟出从特殊到一般的研究方法——归纳法。。

2、观察和体验发电机是怎样发电的，以此培养学生分析问题的能力。

3、尝试运用电磁感应现象解决一些与生产和生活相关的实际问题，提高创造发明能力。

情感态度与价值观目标

1、通过研究电磁感应现象，激发学生的求知欲望，培养学生科学探究的意识，培养他们严谨的科学态度。

2、通过电磁感应现象的学习，感受到科学的对称、和谐的美感。

3、介绍法拉第不怕困难，顽强奋战十年，终于发现了电磁感应现象，感受法拉第勇于探索科学真理的科学精神；

教学重、难点

重点：

      通过探究活动，认识电磁感应现象及产生感应电流的条件，发现磁生电的条件。

难点：

      产生感应电流的条件，弄清发电机的工作原理。

教学方法

实验探究式教学法、启发式教学法、观察法、讨论式教学法、归纳法、模型法。

学法指导

实验探究法、讨论归纳法。

教学准备

教师准备

1、灵敏电流表、蹄形磁铁、导线、线圈、开关、手摇发电机、小灯泡，。

2.自制PPT幻灯片、视频、多媒体教学设备。    

学生准备

预习课文

教学流程图

教学过程与方法

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

一、引入新课：

二、学习新课

三、本节小结

重做奥斯特实验，请同学们观察后回答：

此实验称为什么实验？它揭示了一个什么现象？

进一步启发引入新课：

奥斯特实验揭示了电和磁之间的联系，说明电可以生磁，那么可不可以反过来进行逆向思索：磁能否生电呢？怎样才能使磁生电呢？

【板书课题】

14.7学生实验：探究——产生感应电流的条件

一、电磁感应现象

1、提出问题：奥斯特的实验表明，电流的周围存在着磁场。既然电可以生磁，那么很可能也会生电，什么情况下磁场中的导线能够产生电流？

2、探究活动：按照如图所示的装置，探究在什么情况下才能产生电流。

按照如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线的两端跟电流表相连接。

提出问题：闭合开关后，有无电流产生？为什么？

进行各种尝试，寻找产生感应电流的条件及感应电流方向跟哪些因素有关。

尝试1：让导体ab在磁场中静止不动,闭合开关,观察灵敏电流计的指针是否偏转。

尝试2：磁体不动，使线框底边ab左右运动（如果把导线ab看作一把刀，那么它好像在切割磁感线），观察灵敏电流计的指针是否偏转。

尝试3：使线框底边ab向上或向下运动，并不切割磁感线，观察灵敏电流计的指针是否偏转。

尝试4：线框底边ab不动，使磁体做左右运动，观察灵敏电流计的指针是否偏转。

尝试5：线框底边ab不动，使磁体做上下运动，观察灵敏电流计的指针是否偏转。

【实验记录】

依据实验记录情况分析总结产生感应电流的条件和影响感应电流方向的因素。

如果把磁感线想象成一根根实实在在的线，把导线想象成一把刀，请学生表述感应电流产生的条件。

总结归纳：1、当导体回路的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，闭合电路中就会产生电流，这种现象称为电磁感应。在电磁感应现象中产生的电流叫做感应电流。

2、感应电流的方向跟导体运动方向、磁场方向有关。

【过渡】

3、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。 

二、动圈式话筒

    话筒（也称为传声器）的作用是把声信号转换成电信号。话筒种类较多，其中桑田圈式话筒就是依据电磁感应现象制成的。它的构造如图所示，在接收声波的膜片后面粘贴着一个由细漆包线绕制成的线圈，它能随着膜片一起运动。膜片后面还安装了一个永磁体，线圈处于永磁体的磁场中。线圈的两端用导线引出。

1、作用：话筒是把声信号灯转换成电信号。

2、构造：永磁体、线圈、膜片

3、话筒的工作原理：（播放视频）

动圈话筒(动圈式麦克风），当声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的线圈（叫做音圈）随着一起振动，音圈在永久磁铁的磁场里振动，其中就产生感应电流（电信号），感应电流的大小和方向都变化，变化的振幅和频率由声波决定，这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音。

三、发电机

【实物展示】：发电机的实物

【演示实验】

1.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？

2.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。

【现象思考】：电流表指针为什么会左右摆动呢？

  【点拨提示】

线圈在磁场中转动时,有感应电流产生,会发现电流表的指针左右摆动,且随着转速的改变偏转角度也发生改变。说明发电机发出的电流是大小和方向都发生变化的交流电。

【引导自学】

看书后回答：发电机是由哪几部分组成的？

【展示】利用多媒体展示发电机模型。

【引导思考】

线圈通过两个铜环与外部电路相通,铜环的作用是什么?

【点拨提示】

线圈转动过程中,有两个边做切割磁感线运动,使线圈中产生了感应电流,通过铜环的连接使外部电路中也有了和线圈中大小和方向相同的交流电。

  【课件动画播放】发电机的工作过程：

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。

【自学阅读】阅读课本140页，了解下列问题。

1.什么是交流电？

2.交流电的频率是什么？

3.我国交流电频率为多少？一个周期的时间？

4. 实际发电机的构造怎样？

1、通过这节课你学到了什么？

  2、利用板书引导学生总结本节的知识点及本节课的收获。

(1)感应电流产生的条件。

(2)发电机是怎样发电的？

(3)交流电与直流电的区别。

奥斯特实验。说明电流周围能产生磁场，并且磁场方向与电流方向有关。。

学生探讨需要哪些器材。

学生根据自已设计的实验步骤，以小组为单位来进行实验。

学生归纳：

产生感应电流的条件：1、电路必须是闭合的，2、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。

影响感应电流方向的因素：导体切割磁感线方向和磁场方向。

学生阅读课本168中”阅读材料”，了解法拉第的优秀事迹。

学生观看视频，了解动圈式话筒的工伯原理。

结合实验认真观察观察发电机的构造，然后回答：小灯泡发光为什么忽明忽暗和电流表指针为什么左右摆动。

学生看书后回答：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。

交流讨论回答：

保证外部电路中的交流电和线圈中产生的感应电流大小、方向一致。

观看视频了解发电机的工作过程。

学生阅读回答：大小和方向周期性变化的电流叫交流电；每秒周期性变化次数叫频率；我国交流电频率为50Hz一个周期的时间为0.02s，电流方向一秒钟改变100次；实际发电机由定子和转子组成。

学生根据本课所学内容进行总结。其余同学进行补充。

复习旧知识，同时培养学生逆向思维，新旧连贯；导入新课。

通过问题情景引入学生对新课的学习，同时通过问题激发学生学习的兴趣。

通过探究实验来培养学生的实验能力，同时也鼓励学生勇于发表自我见解的精神。

可以结合磁场对电流的作用来分析实验器材和操作，体现了知识和方法的迁移。 培养学生观察实验、分析实验的能力。 培养学生的总结能力、语言表达能力。 培养分析与总结能力、物理思想迁移的能力。

用名人的事迹教育学生不畏困难勇于探索。

让学生了解电磁感应的应用，达到学以致用的目的。

培养学生的观察能力、归纳概括能力。

了解发电机的工作原理。

让学生了解我国交流电的频率。

培养学生的合作意识、交流能力。

课堂小结:

1、通过这节课你学到了什么？

2、利用板书引导学生总结本节的知识点及本节课的收获。

分层作业设计

上交作业：第1节课：《学习之友》P87   1、2、3、4

          第2节课：《学习之友》P87—88   6、7、8、9、10、11、12、13、14

课后作业：调查生活中哪些地方使用了小型发电机，它们各自的用途是什么，哪些是直流发电机，哪些是交流发电机。

板书设计:

14.7学生实验：探究——产生感应电流的条件

一、电磁感应现象

1．电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流的现象叫做电磁感应；产生的电流叫做感应电流。

2．产生感应电流的条件：

　　①电路必须是闭合的。；  ②闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感应线运动。

3.导体中感应电流的方向跟导体运动方向和磁感线方向有关。

4、电磁感应现象是由英国物理学家法拉第发现的

5.在电磁感应现象中，机械能转化为电能。

二、动圈式话筒

1、作用：话筒是把声信号灯转换成电信号。

2、构造：永磁体、线圈、膜片

3、话筒的工作原理：

动圈话筒(动圈式麦克风），当声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的线圈（叫做音圈）随着一起振动，音圈在永久磁铁的磁场里振动，其中就产生感应电流（电信号），感应电流的大小和方向都变化，变化的振幅和频率由声波决定，这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音。

三、发电机：

1、原理：利用电磁感应现象制成的。

2、发电机的主要构造：由定子和转子组成。

3、交变电流：大小和方向周期性变化的电流

4、频率：交变电流每秒周期性变化次数

我国供生产和生活用的交流电周期是0.02S、频率是50Hz。

教学反思:

本节教材安排了一个探究实验“什么情况下磁可以生电”。探究实验突出了学生的探究活动，把科学方法的学习和科学知识的学习放到同等重要的地位，而且更加注重让学生自己去体验物理规律的得出过程，帮助学生体验成功，树立自信心。演示实验“手摇发电机能使灯泡发光“拓展了学生的知识面，让学生体会到科学知识对社会发展的巨大作用，从而培养为社会做贡献的意识。

不足之处：由于手摇发电机的皮带老化，不能使小灯泡发光，只能用视频来代替，缺少了直观效果带来的惊奇与惊喜。