第5节 磁生电(第一课时)
【教学目标】
一、知识和技能
1、知道电磁感应现象及产生感应电流的条件。 2、知道电磁感应现象中的能量转化。 3、知道感应电流的方向与什么因素有关。 二、过程与方法
1、探究磁生电的条件,培养学生的实践能力、对实验现象的观察能力,以及从实验事实中概括和归纳物理概念和物理规律的能力。
2、通过控制变量法研究影响感应电流大小的因素 三、情感、态度与价值观
认识自然现象之间是相互联系的,进一步了解探索自然奥秘的科学方法。
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】
1、产生感应电流的条件。
2、影响感应电流方向的因素。 3、电磁感应现象中的能量转化。 4、影响感应电流大小的因素。 【教学难点】
感应电流产生的条件。 2、感应电压产生的条件。 3、影响感应电流大小的因素 【教学过程】
一、引入:大家都知道,奥斯特最早发现了电和磁之间存在着联系,因此奥斯特实验具有重要的历史价值,对后来的科学研究有深远的影响,为什么说它有重要的历史价值呢?我们先请一位同学来扮演一下奥斯特,重新展示奥斯特的风采。
(学生演示:小磁针、干电池一节、导线) 教师:奥斯特实验揭示了一个什么现象? 学生:电流周围能产生磁场。
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,既然电能产生磁,那么运用逆向思维,你如果是科学家,你最想研究什么问题呢?
学生提问:磁能否生电?怎样能利用磁场获得电流?
这些问题引起了科学家的思考,他们都在探索利用磁场能否产生电流,英国物理学家法拉第经过10年的研究,在1831年发现了磁生电的条件和规律,实现了他利用磁场获得电流的愿望。法拉第的这个重大发现导致了电能的大规模生产和利用,开辟了电气化的新纪元。10年是一个漫长的岁月,法拉第的这种热爱科学 、坚持探索真理的可贵精神,值得我们学习。假如你是法拉第,该如何利用磁场获得电流呢?
相关以往知识:
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教学内容和方法:
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个性化教学思路及改进建议:
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二、磁生电——电磁感应
实验目的:如何利用磁场获得电流?
根据实验目的,你认为应该选用哪些实验器材来研究这个问题?为什么?(学生讨论)
得出结论:根据研究对象,需要有磁体和导线,检验电路中是否有电流需要电流表。由于电流比较小,采用灵敏电流计。
如何利用这些实验器材来研究这个问题呢?(展示实验仪器) (学生讨论)将导线圈与灵敏电流计串联起来。 教师:为什么要串联起来呢?(学生思考) 教师引导:要使电路中有电流,电路断开行吗? 学生:不行。
所以闭合电路是形成电流的必要条件。但是这样的电路里,导体内有电流吗?你怎么知道导体内有无电流?
学生:无电流,因为灵敏电流计指针不偏转。
在这里,我们只用了两个实验器材,还有一个马蹄形磁铁没用呢?我们要利用磁场获得电流,我们应该将导体放在哪里呢?
学生:将导体放入到马蹄形磁铁的中间,与磁感线垂直。
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教师:本实验,我们为了让效果更加明显,采用多匝导线圈,(将线圈的部分导体放入磁场中静止,让学生观察灵敏电流计的指针是否发生了偏转,指针不偏转。)那么怎样才能使这段导体在磁场中获得电流呢?
(学生讨论:让导体在磁场中运动)
教师:让闭合电路的部分导体在磁场中如何运动呢?有谁愿意代表大家来演示法拉第发现磁生电的过程。
探索在什么条件下闭合电路的部分导体在磁场中会产生电流。 实验次数 1 2 3 闭合电路的部分导体在磁场中的状态 静止 上下运动(与磁场方向平行) 左右运动(与磁场方向垂直) 有无电流 ____________________________________________ ____________________________________________ ______________________ ____________________________________________ ______________________ ______________________ ______________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________ (学生观察实验现象并记录)
提问:①上述实验说明磁能生电吗?
②在什么情况下能产生磁生电现象?
③为什么导体在磁场中左右运动时能产生电流,而上下运动或者静止时却不能产生电流呢?
(观察媒体演示,比较三种情况的异同点。)
教师:大家都用刀割过线,如果把磁感线想象成一根根实实在在的线,把导体想象成一把刀,刚才导体在什么情况下能产生电流呢?
学生:导体在磁场中左右运动时,切割磁感线产生电流,而上下运动或静止时,不切割磁感线,就不能产生电流。
教师:导体除了要在磁场中做切割磁感线运动外,电路必须符合什么条件,导体中才能产生电流?
学生:电路必须是闭合的。
▲小结:我们把闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体就会产生电流的这种现象叫作电磁感应,由于电磁感应产生的电流称为感应电流。
所以,利用磁场获得感应电流必须同时满足两个条件:①闭合电路。②部分导体做切割磁感线运动。 想一想:
①在电磁感应现象中为什么一定要强调闭合电路?如果电路不闭合。能产生感应电流吗?
(通过与简单的串联电路进行类比,电路断开,电路中无电流,但还有电源提供电压。)
小结:如果电路不闭合,一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时就不能产生感应电流,但导体两端有感应电压。
②闭合电路中的部分导体斜着切割磁感线运动,会产生感应电流吗?
学生演示观察得出:闭合电路中的部分导体斜着切割磁感线运动,会产生感应电流。
(通过与简单的串联电路进行类比,电路断开,电路中无电流,但还有电源提供电压。)
小结:如果电路不闭合,一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时就不能产生感应电流,但导体两端有感应电压。
研究感应电流的方向 我们知道,电流是有方向的,那么感应电流的方向是怎样的呢?它的方向与哪些因素有关呢?(学生猜测)
演示实验:保持上述实验装置不变,反复改变磁场方向或改变导体在磁场中切割磁感线的方向。(学生观察并归纳结论)
结论:感应电流的方向与导体切割磁感线的方向和磁场方向有关。
讨论:磁场方向、导体切割磁感线的方向都改变时,感应电流方向改变吗?(当两个因素同时改变时,感应电流方向不改变。)
研究电磁感应现象中能的转化
教师:在电磁感应现象中,导体是静止的,还是运动的?
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学生:导体做切割磁感线运动。
提问:①它消耗了什么能?(机械能) ②得到了什么能?(电能)
③在电磁感应现象中实现了什么能与什么能之间的转化?(机械能转化为电能)
三、课堂巩固练习
1、观察图1(a)和(b),回答:
图(a)的实验证实了__________________. 图(b)的实验证实了 __________________。
2、如下图所示,要想此闭合电路中能产生感应电流,导体棒AB应该( )
A.竖直向下运动 B.水平向右运动
C.水平向外运动
3.要改变导体在磁场中产生感应电流的方向,下面哪种做法是正确的( )
A.改变磁场强弱
B.同时改变磁场方向和切割磁感线的方向 C.改变切割磁感线的速度
D.只改变磁场方向或切割磁感线方向
课后探究: 感应电流的大小与哪些因素有关? ①、可能与导线切割磁感线的速度大小有关; ②、可能与切割导线的有效长度有关;
______________________ ③、可能与磁场的强弱有关;
④____________________________……
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四、课堂小结
们把闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,______________________ 导体就会产生电流的这种现象叫作电磁感应,由于电磁感应产生的电流称为感应电流。
所以,利用磁场获得感应电流必须同时满足两个条件:①闭合电路。②部分导体做切割磁感线运动。
五、作业布置 板书设计 瞬间灵感或困惑:
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