20.5磁生電教學(xué)設(shè)計一、教學(xué)目標（一）知識與技能1通過探究活動，知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象，知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。2通過實驗探究，知道感應(yīng)電流的方向與磁場方向、切割磁感線的運動方向有關(guān)。3了解發(fā)電機的原理，知道發(fā)電機工作過程中的能量轉(zhuǎn)化。（二）過程與方法經(jīng)歷什么情況下磁能生電的學(xué)習(xí)，掌握從多種因素中找出與研究目的有關(guān)的信息，得出電磁感應(yīng)的條件。（三）情感態(tài)度和價值觀了解電磁感應(yīng)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。通過電生磁以及磁能生電的對比，認識自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的。二、教學(xué)重難點本節(jié)內(nèi)容是“電生磁”的逆向思維，可以從奧斯特實驗入手，電能生磁，考慮磁能否生電。如何利用磁生電，通過實驗發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時，電路中才會有感應(yīng)電流。導(dǎo)體的運動方向與磁場方向不能平行。電磁感應(yīng)實驗中要消耗機械能，最后獲得了電能，所以電磁感應(yīng)是發(fā)電機的原理，工作時把機械能轉(zhuǎn)化為電能。本節(jié)中感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件既是重點也是難點，實驗就是圍繞這個主題展開的，通過實驗還發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流的方向與磁場方向和導(dǎo)線切割磁感線的運動方向有關(guān)。重點：通過電磁感應(yīng)實驗，認識電磁感應(yīng)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)磁生電的條件。難點：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。三、教學(xué)策略利用逆向思維提出磁如何能生電的問題后，可以利用遷移的方法來研究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。在磁場對電流的作用中，磁場方向、電流方向與導(dǎo)線的受力方向是相互垂直的，那么在感應(yīng)電流產(chǎn)生條件中磁場方向、導(dǎo)線運動方向及感應(yīng)電流的方向這三者是否也是垂直的呢。從四個方面來研究，即閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中靜止；沿著磁感線的方向、與磁感線相垂直；導(dǎo)線靜止，磁體沿與導(dǎo)線垂直的方向運動等。通過實驗總結(jié)出感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。在實驗中除了可以看到感應(yīng)電流的產(chǎn)生，還看到電流的方向也在改變，當(dāng)磁場方向、切割磁感線的運動方向發(fā)生改變時，感應(yīng)電流的方向就會發(fā)生改變。電磁感應(yīng)在實際中應(yīng)用于發(fā)電機、動圈式話筒等，電磁感應(yīng)的過程就是把機械能轉(zhuǎn)化為電能的過程，通過手搖發(fā)電機來了解電磁感應(yīng)在實際中的應(yīng)用。四、教學(xué)資源準備手搖發(fā)電機、線圈、檢流計、U形磁鐵、鐵架臺、發(fā)電機模型、發(fā)光二極管、小燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線、多媒體等。五、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖創(chuàng)設(shè)情景（5分鐘）回顧奧斯特實驗，請同學(xué)們回答：此實驗揭示了一個什么現(xiàn)象？奧斯特實驗說明了電可以生磁，那么，我們可不可以反過來進行逆向思索：磁能否生電呢？怎樣才能使磁生電呢？回憶：通電導(dǎo)線周圍存在磁場，并且磁場方向與電流方向有關(guān)。學(xué)生提出猜想。創(chuàng)造課堂情景，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。利用逆向思維引入課堂。引入新課（5分鐘）不少科學(xué)家進行了這方面的探索，英國科學(xué)家法拉第，堅信電與磁有密切的聯(lián)系。經(jīng)過10年堅持不懈的努力，終于在1831年取得了重大的突破，發(fā)現(xiàn)磁可以產(chǎn)生電，但需要一定的條件。什么條件下磁才能生電呢？學(xué)生了解法拉第。通過對科學(xué)家的介紹，對情感態(tài)度和價值觀的培養(yǎng)。新課內(nèi)容（25分鐘）什么情況下磁能生電本實驗應(yīng)選擇哪些實驗器材？為什么？還需要補充實驗器材嗎？思考：（1）如何獲得磁場？（2）電路中有電流的條件？（3）如何顯示電路中有無電流？在電路中誰是電源呢？按照電路連接實物（圖1）。（1）讓導(dǎo)線在磁場中靜止，換用不同強度的永磁體；觀察電流表的反應(yīng)，分析現(xiàn)象；用多匝數(shù)導(dǎo)線線圈進行實驗，仍保持靜止。圖1（2）改進實驗方案，固定磁體不變，使導(dǎo)線在磁場中沿著不同方向運動，觀察電流表的反應(yīng)。把磁感線想象成一根根線，把導(dǎo)線想象成一把刀，總結(jié)閉合電路中產(chǎn)生電流的條件。由于導(dǎo)體在磁場中運動而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。思考：如圖2，導(dǎo)線固定不動，移動磁鐵，在電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎？為什么？圖2學(xué)生討論總結(jié)導(dǎo)線、直導(dǎo)線、鐵架臺、細線等。學(xué)生思考后回答：（1）磁體周圍有磁場，利用磁體可以獲得磁場。（2）電路中有電流，電路要閉合，還需要電源。（3）利用電流表來檢測電路中有沒有電流。磁場中的導(dǎo)線。觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)不變，說明導(dǎo)線在磁場中靜止，電路中不會產(chǎn)生電流。在實驗中，觀察到當(dāng)導(dǎo)體沿著磁場方向運動時，電路中沒有電流。當(dāng)導(dǎo)線在磁場中水平運動、斜向運動都會產(chǎn)生電流。學(xué)生根據(jù)實驗現(xiàn)象總結(jié)：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流。學(xué)生思考得出結(jié)論：也會產(chǎn)生感應(yīng)電流，因為當(dāng)磁體運動時，線圈相對于磁場也是運動的，并且在做切割磁感線，所以會產(chǎn)生感應(yīng)電流?？梢越Y(jié)合磁場對電流的作用來分析實驗器材和操作，體現(xiàn)了知識和方法的遷移。培養(yǎng)學(xué)生觀察實驗、分析實驗的能力。培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)能力、語言表達能力。培養(yǎng)分析與總結(jié)能力、物理思想遷移的能力。重做圖1所示的實驗，導(dǎo)線在磁場中向左和向右運動，觀察電流表的指針偏轉(zhuǎn)情況。固定導(dǎo)線不變，把把磁體向左和向右運動，觀察電流表的指針偏轉(zhuǎn)情況。若把磁場方向和導(dǎo)體切割磁感線的運動方向同時改變，觀察電流表指針偏轉(zhuǎn)情況。小結(jié)：感應(yīng)電流方向與磁場方向和切割磁感線的運動方向有關(guān)，磁場方向或?qū)Ь€運動方向相反，則感應(yīng)電流的方向會變化，而同時改變磁場和導(dǎo)線運動方向，則感應(yīng)電流方向不變。學(xué)生觀察實驗，當(dāng)導(dǎo)線的運動方向不同的，電流表指針偏轉(zhuǎn)方向不同，說明感應(yīng)電流方向與切割磁感線的運動方向有關(guān)。電流表指針偏轉(zhuǎn)情況也不同，說明感應(yīng)電流方向與磁場方向有關(guān)。電流表指針偏轉(zhuǎn)方向不變。培養(yǎng)觀察思考、分析實驗?zāi)芰ΑＴ陔姶鸥袘?yīng)實驗中能量是如何轉(zhuǎn)化的呢？實驗中消耗了什么能量，獲得了什么能量？你能實際生活中機械能轉(zhuǎn)化為電能的實例嗎？實驗中消耗的是機械能，獲得了電能，電磁感應(yīng)實驗中把機械能轉(zhuǎn)化為電能。發(fā)電機是把機械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。通過分析得出電磁感應(yīng)能量轉(zhuǎn)化過程。發(fā)電機展示手搖發(fā)電機。觀察手搖發(fā)電機的構(gòu)造。把手搖發(fā)電機與電流表連接起來，先慢后快的搖動把手，觀察燈泡的亮暗情況。把兩個發(fā)光二極管極性相反地并聯(lián)起來，接到原來燈光的位置，進行實驗。觀察二極光的發(fā)光情況。說明了什么問題？這種方向不斷變化的電流叫交變電流，簡稱交流。交流和直流電有什么區(qū)別？常見的直流電源有電池、有些充電器的輸出電流等。演示：利用電池給燈泡供電和手搖發(fā)電機給燈泡供電，比較它們有什么不同。課件播放：發(fā)電機的工作過程如下圖。分析發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)至不同位置時，電流方向的變化。了解電磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件及感應(yīng)電流方向與切割磁感線運動方向的關(guān)系。總結(jié)：發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)原理制成的，從工作過程我們能看出，線圈轉(zhuǎn)動一周，電流方向變化兩次?；貞洠菏裁唇蓄l率？單位是什么？構(gòu)造：線圈、U形磁體等。學(xué)生描述看到的現(xiàn)象：燈泡一閃一閃的發(fā)光，并且轉(zhuǎn)速越快，燈越亮。說明電流大小與轉(zhuǎn)速有關(guān)，轉(zhuǎn)速越快，電流越大。觀察實驗，二極管在交替發(fā)光，說明手搖發(fā)電產(chǎn)生的電流方向在變化。交流電的電流方向是變化的，而直流電的電流方向不變。電池是直流電源，給燈泡供電時電流大小和方向都不變，燈泡的亮度恒定。手揺發(fā)電機供電時，燈的亮度發(fā)生改變。分析交流發(fā)電機的工作過程，了解線圈中感應(yīng)電流方向的變化?；貞洠侯l率是物體在每秒內(nèi)振動的次數(shù)，本實驗中線圈中的感應(yīng)電流是周期性變化的。頻率的單位是赫茲（Hz）。結(jié)培養(yǎng)學(xué)觀察能力。培養(yǎng)學(xué)生實驗分析能力。培養(yǎng)學(xué)生觀察實驗、分析現(xiàn)象、得出結(jié)論的能力。結(jié)合實際的發(fā)電機，知道物理與實際聯(lián)系緊密。物理應(yīng)用于實際。交變電流的頻率在數(shù)值上等于電流在每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)。我國電網(wǎng)以交流供電，頻率為50Hz。根據(jù)前面的分析，我國的交流電在1s內(nèi)電流方向改變了幾次？播放發(fā)電站、發(fā)電廠中電機組的工作視頻，了解實際發(fā)電機是如何工作的。討論：發(fā)電機發(fā)電過程中能量的轉(zhuǎn)化。機械能從哪兒來？你能說出一些來源嗎？閱讀課本中“科學(xué)技術(shù)社會”，了解磁記錄的原理。了解生活中哪些地方利用了磁記錄。交流電一個周期內(nèi)，電流方向改變了兩次，50Hz表示1s內(nèi)有50個周期，電流改變了100次。實際的發(fā)電機也有轉(zhuǎn)子和定子，大型發(fā)電機發(fā)的電，電壓高、電流強，一般采用線圈不動，磁極轉(zhuǎn)動的方式來發(fā)電。實際發(fā)電機發(fā)電時是把機械能轉(zhuǎn)化為電能。提供機械能的有內(nèi)燃機、水輪機、汽輪機等。討論錄音機是如何進行磁記錄的？如何把磁帶上的磁信息轉(zhuǎn)化成聲信息的？培養(yǎng)學(xué)生利用物理知識解決實際問題的能力把物理、技術(shù)與社會緊密聯(lián)系起來，培養(yǎng)熱愛科學(xué)的情感態(tài)度價值觀?？偨Y(jié)（5分鐘）課堂小結(jié)：1通過這節(jié)課你學(xué)到了什么？2感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。3發(fā)電機是怎樣發(fā)電的？4交流電與直流電的區(qū)別。拓展：如圖是一個話筒的簡圖，說出它是如何把聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號的？學(xué)生根據(jù)本課所學(xué)內(nèi)容進行總結(jié)。其余同學(xué)進行補充。提示：可以從電磁感應(yīng)的角度來分析話筒的工作原理。培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)歸納的能力。利用物理方法解決實際問題，加強理論聯(lián)系實際。作業(yè)布置1完成動手動腦學(xué)物理第13題。2思考：如圖是一個揚聲器的結(jié)構(gòu)圖，它的構(gòu)成與話筒相似，有同學(xué)說可以利用揚聲器作為話筒，把聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號，請談?wù)勀愕南敕?。按要求完成。知識鞏固