2020屆人教版九年級(jí)物理教案：20.5　磁生電

教案：20.5磁生電一、教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容選自2020屆人教版九年級(jí)物理教材，第20章第5節(jié)。本節(jié)課主要介紹電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即磁生電現(xiàn)象。具體內(nèi)容包括：1.電磁感應(yīng)的定義：指導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。2.電磁感應(yīng)的條件：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。3.電磁感應(yīng)的原理：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向、磁場(chǎng)方向有關(guān)。4.電磁感應(yīng)的應(yīng)用：發(fā)電機(jī)、動(dòng)圈式話筒等。二、教學(xué)目標(biāo)1.讓學(xué)生了解電磁感應(yīng)的定義、條件和原理，理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。2.培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。3.引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注物理知識(shí)在科技發(fā)展中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)重點(diǎn)：電磁感應(yīng)的定義、條件和原理。難點(diǎn)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)，以及如何運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題。四、教具與學(xué)具準(zhǔn)備教具：發(fā)電機(jī)模型、動(dòng)圈式話筒、磁鐵、導(dǎo)線、開關(guān)等。學(xué)具：學(xué)生實(shí)驗(yàn)器材、筆記本、畫圖工具等。五、教學(xué)過程1.實(shí)踐情景引入：展示發(fā)電機(jī)模型和動(dòng)圈式話筒，讓學(xué)生觀察并思考它們的工作原理。2.講解電磁感應(yīng)的定義、條件和原理：通過示例和圖示，講解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。3.演示實(shí)驗(yàn)：讓學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，驗(yàn)證電磁感應(yīng)的原理。4.例題講解：分析并解答與電磁感應(yīng)相關(guān)的題目，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)。5.隨堂練習(xí)：布置練習(xí)題，讓學(xué)生即時(shí)鞏固所學(xué)知識(shí)。6.應(yīng)用拓展：討論電磁感應(yīng)在生活中的應(yīng)用，如發(fā)電機(jī)、動(dòng)圈式話筒等。六、板書設(shè)計(jì)板書內(nèi)容：1.電磁感應(yīng)的定義2.電磁感應(yīng)的條件3.電磁感應(yīng)的原理4.電磁感應(yīng)的應(yīng)用七、作業(yè)設(shè)計(jì)1.題目：請(qǐng)用所學(xué)知識(shí)解釋發(fā)電機(jī)和動(dòng)圈式話筒的工作原理。答案：發(fā)電機(jī)利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；動(dòng)圈式話筒則將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，也利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。2.題目：如圖所示，閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，求感應(yīng)電流的方向。答案：根據(jù)右手定則，伸出右手，讓手指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，磁感線從手指指尖進(jìn)入，則感應(yīng)電流的方向?yàn)閺氖种钢讣庵赶蚴种父?。八、課后反思及拓展延伸1.課后反思：本節(jié)課通過實(shí)踐情景引入，讓學(xué)生直觀地了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象。通過講解、演示實(shí)驗(yàn)和例題講解，使學(xué)生掌握電磁感應(yīng)的定義、條件和原理。在教學(xué)過程中，要注意引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注物理知識(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。2.拓展延伸：討論電磁感應(yīng)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，如變壓器、感應(yīng)加熱等。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課后探究，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。重點(diǎn)和難點(diǎn)解析：電磁感應(yīng)的條件一、電磁感應(yīng)的定義我們需要明確電磁感應(yīng)的定義。電磁感應(yīng)是指在磁場(chǎng)中，閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。這個(gè)現(xiàn)象是由英國(guó)科學(xué)家邁克爾·法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)的，因此也被稱為法拉第電磁感應(yīng)定律。二、電磁感應(yīng)的條件1.閉合電路：要產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，必須有一個(gè)閉合的電路。這是因?yàn)殡娏鞯漠a(chǎn)生需要一個(gè)閉合的回路，才能形成持續(xù)的電流。2.導(dǎo)體：閉合電路中的一部分導(dǎo)體需要在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)。這里的導(dǎo)體可以是任何可以導(dǎo)電的物質(zhì)，如金屬、酸堿鹽溶液等。3.磁場(chǎng)：導(dǎo)體所在的磁場(chǎng)可以是靜止的，也可以是變化的。靜止的磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流稱為直流電，而變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流稱為交流電。三、電磁感應(yīng)的原理電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁通量發(fā)生變化，從而在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度、磁場(chǎng)強(qiáng)度以及導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度有關(guān)。而感應(yīng)電流的方向則由楞次定律來確定，即感應(yīng)電流的方向總是使得其磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)相互抵消。四、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用，其中最典型的應(yīng)用就是發(fā)電機(jī)和動(dòng)圈式話筒。發(fā)電機(jī)利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，為人類提供了大量的電能。動(dòng)圈式話筒則將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了聲音的amplification和transmission，極大地推動(dòng)了通信技術(shù)的發(fā)展。電磁感應(yīng)的條件是理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的關(guān)鍵，只有明確了這些條件，才能更好地理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生原理和應(yīng)用。在教學(xué)過程中，教師需要通過示例、實(shí)驗(yàn)和講解等方式，幫助學(xué)生理解和掌握這些條件，從而提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。同時(shí)，教師還應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注物理知識(shí)在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。繼續(xù)：電磁感應(yīng)的原理一、磁通量的概念Φ=BScos(θ)其中，B是磁場(chǎng)強(qiáng)度，S是磁場(chǎng)穿過的面積，θ是磁場(chǎng)線與法線之間的夾角。二、磁通量的變化當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁通量會(huì)發(fā)生變化。這種變化可以分為兩種情況：一種是磁場(chǎng)的變化引起的磁通量變化，另一種是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)引起的磁通量變化。1.磁場(chǎng)變化引起的磁通量變化：當(dāng)磁場(chǎng)B發(fā)生變化時(shí)，穿過導(dǎo)體的磁通量Φ也會(huì)發(fā)生變化。這種情況下產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε（emf）可以通過法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算：ε=dΦ/dt其中，dΦ/dt是磁通量Φ對(duì)時(shí)間t的導(dǎo)數(shù)。2.導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)引起的磁通量變化：當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過導(dǎo)體的磁通量Φ會(huì)隨著導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向和速度發(fā)生變化。這種情況下產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε也可以通過法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算。三、楞次定律楞次定律是描述感應(yīng)電流方向的一條重要定律。根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向總是使得其磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)相互抵消。具體來說，當(dāng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致磁通量Φ增加時(shí)，感應(yīng)電流的方向會(huì)使得磁場(chǎng)線穿過導(dǎo)體的方向減弱；當(dāng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致磁通量Φ減小時(shí)，感應(yīng)電流的方向會(huì)使得磁場(chǎng)線穿過導(dǎo)體的方向增強(qiáng)。四、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε的大小與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度v、磁場(chǎng)強(qiáng)度B、導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度l以及磁通量變化率有關(guān)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε的最大值可以表示為：ε_(tái)max=Blv其中，B是磁場(chǎng)強(qiáng)度，l是導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度，v是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度。電磁感應(yīng)的原理是物理學(xué)中的一個(gè)核心概念，它揭示了電與磁之間的內(nèi)在聯(lián)系。通過理解磁通量的概念、磁通量的變化