磁生电【教学目标】一、知识目标。1．知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件，会根据导体运动方向和磁场方向的改变来判断感应电流方向的变化。2．知道发电机的原理，知道发电机的能量转化。3．知道什么是交变电流，能区别交流与直流。二、能力目标。1．经历探究磁生电条件的过程，提高学生的实验操作能力、观察分析能力及概括能力。2．培养将科学技术应用于日常生活的意识和能力。三、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。【教学重点】电磁感应现象产生的条件，与感应电流的大小和方向有关的因素；发电机的工作原理。【教学难点】发电机的工作原理。【教学过程】一、教师准备。开关、铁架台、方形线圈、灵敏电流表、磁性不同外形一样的蹄形磁体2个，导线若干。二、多媒体课件。法拉第实验、交流发电机原理动画演示。三、探究学案。探究性活动：什么情况下磁可以生电（以小组的形式进行讨论）设计实验装置：思考教师提出的引导性问题，选择仪器，设计出实验装置。问题一：既然探究磁生电，一定离不开磁场，那么，选择什么样的磁体好呢？（联想通电导体的受力实验）。（选用蹄形磁体）。问题二：假设能够磁生电，必须具备怎样的电路呢？（不要电源的闭合电路，为电流提供路径。）问题三：如何验证是否有电流存在呢？（串联小灯泡。但是当电流很弱时，不会发光，无法观察现象；串联普通电流表。因不知电流方向，无法正确连线；串联灵敏电流表。电流弱时，指针也会摆动，且接线时不分正负接线柱，同时，根据指针摆动方向，还可以判断电流方向）。猜想可能条件：引导学生猜想磁生电需具备的条件。（小组合作讨论）如：（闭合电路在磁场中静止即可；磁体的磁性要足够强；部分导体在磁场中要运动等）。1．设计实验步骤：（1）将部分导线ab放置于磁场中，保持导线与磁场的相对静止，观察灵敏电流表指针。（2）更换强磁体，增强磁场强度，仍保持导线ab与磁场的相对静止，观察灵敏电流表指针。（3）保持磁场不变，将导线ab上下移动（平行于磁感线方向），观察灵敏电流表指针。（4）保持磁场不变，将导线ab左右移动（与磁感线方向垂直），观察灵敏电流表指针。（5）保持磁场不变，将导线ab与磁感线方向相交的方向移动，观察灵敏电流表指针。学生尝试操作实验：按以上步骤，尝试性操作实验，观察发生的实验现象并记录。分析归纳结论：（1）（2）（3）现象：指针不动。（4）（5）现象：指针摆动。学生尝试性总结后，由教师引导性告知学生，（4）（5）步骤中的运动情形，就像是“刀割线”。进而总结出产生电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。这种现象，称为电磁感应现象。此时产生的电流，称为感应电流。2．小组合作探究新问题：（1）实验中我们发现，产生电流时，指针是来回摆动的，这说明什么？（电流方向在不断变化）（2）是什么影响到了电流方向呢？还有其他的影响因素吗？猜想后探究：重复以上实验步骤，学生会快速总结出：切割磁感线的运动方向，会影响到电流方向。进而猜想其他因素：磁感线的方向会影响电流方向。然后实验：不改变导线ab运动方向，对调磁极，改变磁感线的方向，观察电流表的指针偏转方向变化。最后师生共同总结出：感应电流的方向跟导体切割磁感线方向和磁感线方向有关。总结后导入：通过以上探究活动，我们不仅通过“磁生电”得到了“电流”，而且还知道了其中的一些规律。其实，这就是简单地“小小发电机”！当然，要想应用到实际中还远远不够，那么，实际中的电动机又是怎样的呢？3．情景创设：（边演示边渲染气氛）现在，我手里拿的就是一台手摇式发电机，注意观察灯泡是否发光，我开始了！（由慢到快摇动摇把，会发现灯泡发光，逐渐变亮）更换小灯泡为二极管进行演示。观察手摇发电机构造：指导学生观察后板书：转子、定子、铜环、电刷等。说明：转子在定子中旋转，完成切割磁感线运动。铜环、电刷的配合，既始终形成通路，又避免了导线的缠绕，向外输送电流。4．展示动画，提出问题。（1）观察发电机转速对灯泡亮度的影响：加快转动速度时，灯泡会变得越亮，现象很明显。这表明：加快切割磁感线的速度，电流会变大。（2）检验手摇发电机电流方向的变化：a．将灯泡换成灵敏电流表，慢摇发电机，会发现：指针来回摆动；b．把两个发光二极管极性相反的并联起来，串联接入电路中，摇动摇把，会发现交替发光。这些都说明产生的电流其方向在发生规律性的改变。教师总结：电流方向周期性变化的电流叫交变电流，简称交流。这和电池供电电流不同，电池供电电流方向总是从电池的正极流向负极，方向不变，称为直流。我国电网采用交流供电，频率为50Hz。提出问题：这台发电机为我们提供了交流电，原理是什么呢？为什么电流方向还会发生规律性的改变呢？播放动画：播放发电机发电时，线圈两个边框切割磁感线的慢动作动画。板书发电机原理：（先有学生进行总结）电磁感应现象。指导学生再仔细观察学生总结发现：两个边框在同样的磁场中切割运动方向总是相反的，这正好在闭合通路中形成向外输送电流。但是，当线圈转过 |
