25春滬科版九年級(jí)下冊(cè)物理教學(xué)設(shè)計(jì) 第十八章 第二節(jié) 科學(xué)探究怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流

第二節(jié)科學(xué)探究:怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)1.知道導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。2.知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象。3.了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用。能力目標(biāo)經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生逆向思維能力、實(shí)踐能力、科學(xué)探究能力以及交流與合作意識(shí)。素養(yǎng)目標(biāo)通過(guò)交流討論學(xué)習(xí)法拉第持之以恒、堅(jiān)持不懈的精神;培養(yǎng)學(xué)生健康的積極向上的心理品質(zhì)。

教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)探究感應(yīng)電流方向與哪些因素有關(guān)。教學(xué)難點(diǎn)總結(jié)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。

教學(xué)過(guò)程

一、新課導(dǎo)入1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)了通電導(dǎo)體的周圍存在磁場(chǎng),首先揭示了電和磁之間存在著內(nèi)在聯(lián)系。反過(guò)來(lái),利用磁場(chǎng)是否也能產(chǎn)生電呢?電可以產(chǎn)生磁,那么能否做到“磁生電”呢?二、教學(xué)步驟探究點(diǎn)1電磁感應(yīng)現(xiàn)象[閱讀課本]P164“如圖18-10所示……這表明發(fā)電機(jī)發(fā)出了電?！盵思考]你能指出發(fā)電機(jī)模型的主要結(jié)構(gòu)嗎?[提示]注意觀察固定的磁體和轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈。[思考]發(fā)電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)有區(qū)別嗎?[提示]主要部件都是磁體和線圈,電動(dòng)機(jī)通電時(shí)線圈轉(zhuǎn)動(dòng),發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)小燈泡發(fā)光。[閱讀課本]P164“實(shí)驗(yàn)探究”[思考]你認(rèn)為發(fā)電機(jī)能發(fā)電的原因是什么?說(shuō)說(shuō)你的猜想依據(jù)。[提示]發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小燈泡亮;線圈不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小燈泡不亮。所以可以推斷發(fā)電機(jī)發(fā)電,可能與線圈導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)有關(guān)。[思考]實(shí)驗(yàn)中用導(dǎo)體棒代替線圈,有什么優(yōu)點(diǎn)?[提示]導(dǎo)體棒相比線圈要簡(jiǎn)單很多,運(yùn)動(dòng)的方向便于觀察。[思考]實(shí)驗(yàn)中用靈敏電流計(jì)代替燈泡,有什么優(yōu)點(diǎn)?[提示]燈泡發(fā)光需要一定大小的電流,而靈敏電流計(jì)可檢測(cè)到很小的電流;燈泡發(fā)光只能說(shuō)明有電流,而靈敏電流計(jì)偏轉(zhuǎn),不僅可以判斷電流的大小,還能判斷電流的方向。[思考]實(shí)驗(yàn)器材是怎樣組裝的呢?[提示]將導(dǎo)體棒、靈敏電流計(jì)、開(kāi)關(guān)串聯(lián),將導(dǎo)體棒放在蹄形磁體的磁場(chǎng)中。[思考]閉合開(kāi)關(guān),讓導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),觀察是否有電流產(chǎn)生?[提示]靈敏電流計(jì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)說(shuō)明有電流產(chǎn)生,相反說(shuō)明沒(méi)有電流產(chǎn)生。[思考]導(dǎo)體棒任意運(yùn)動(dòng)都能產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎?[提示]閉合開(kāi)關(guān),讓導(dǎo)體在磁場(chǎng)中向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng),觀察電流表的指針偏轉(zhuǎn)情況。豎直方向運(yùn)動(dòng)時(shí),靈敏電流計(jì)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。[思考]你能用準(zhǔn)確的物理語(yǔ)言歸納這種運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)嗎?[提示]我們知道磁感線可以形象地描述磁場(chǎng),也可以把磁感線想象成一根根細(xì)線,將導(dǎo)體棒想象成一把鋒利的刀,便會(huì)發(fā)現(xiàn)豎直運(yùn)動(dòng)時(shí),這把“刀”不能將“細(xì)線”切斷,而向其他方向運(yùn)動(dòng)都能切斷“細(xì)線”。[小結(jié)論]導(dǎo)體棒做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)。[思考]如果導(dǎo)體不動(dòng),移動(dòng)蹄形磁體,導(dǎo)體中也能產(chǎn)生電流嗎?[提示]運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的,移動(dòng)磁體,磁感線同樣被切割,所以能產(chǎn)生電流。[思考]斷開(kāi)開(kāi)關(guān),讓導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng),電流表還會(huì)偏轉(zhuǎn)嗎?[提示]開(kāi)關(guān)斷開(kāi),電路斷路,靈敏電流計(jì)不再偏轉(zhuǎn)。[思考]拿走磁體,讓導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng),電流表還會(huì)偏轉(zhuǎn)嗎?[提示]導(dǎo)體棒只有在磁場(chǎng)中才能切割磁感線。[思考]你認(rèn)為產(chǎn)生電流需要哪些條件呢?[提示]有三個(gè)條件:閉合電路,部分導(dǎo)體,做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。[歸納提升]閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象,叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象,電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。[思考]電流是有方向的,你能改變電路中產(chǎn)生的電流的方向嗎?[提示]改變導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的方向,觀察電流計(jì)的偏轉(zhuǎn)方向是否改變,如果改變說(shuō)明感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體棒切割磁感線的方向有關(guān)。[思考]改變磁場(chǎng)的方向,感應(yīng)電流的方向會(huì)變嗎?[提示]觀察電流計(jì)的偏轉(zhuǎn)方向是否改變,如果改變說(shuō)明感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)的方向有關(guān)。[思考]如果同時(shí)改變切割磁感線方向和磁場(chǎng)的方向,感應(yīng)電流的方向會(huì)改變嗎?[提示]觀察電流計(jì)的偏轉(zhuǎn)方向是否改變,如果改變說(shuō)明感應(yīng)電流的方向發(fā)生了改變。[歸納提升]感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)的方向和導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向都有關(guān)系。只改變其中一個(gè)條件,感應(yīng)電流的方向會(huì)發(fā)生改變,兩者同時(shí)改變,感應(yīng)電流的方向不變。[思考]導(dǎo)體在磁場(chǎng)中產(chǎn)生的電流大小與什么因素有關(guān)呢?[提示]一次讓導(dǎo)體棒快速運(yùn)動(dòng),一次慢速運(yùn)動(dòng),比較靈敏電流計(jì)的偏轉(zhuǎn)角度。[思考]如果換一個(gè)磁性較弱的磁體,會(huì)怎樣呢?[提示]換一個(gè)磁性較弱的磁體后,靈敏電流計(jì)的偏轉(zhuǎn)角度較小。[歸納提升]感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)動(dòng)的快慢有關(guān),與磁場(chǎng)的強(qiáng)弱有關(guān)。[思考]電磁感應(yīng)現(xiàn)象過(guò)程中能量是如何轉(zhuǎn)化的呢?[提示]導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)具有機(jī)械能,電流計(jì)偏轉(zhuǎn)說(shuō)明產(chǎn)生了電能。電磁感應(yīng)現(xiàn)象是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。[思考]除了發(fā)電機(jī)以外,電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生活中還有哪些應(yīng)用呢?[提示]麥克風(fēng)(動(dòng)圈式話筒)。[思考]能否簡(jiǎn)單地說(shuō)說(shuō)你的判斷依據(jù)?[提示]麥克風(fēng)的內(nèi)部主要是磁體和線圈,對(duì)著麥克風(fēng)講話,線圈振動(dòng),切割磁體的磁感線產(chǎn)生大小變化的感應(yīng)電流,音箱再將變化的電流轉(zhuǎn)換為聲音。[習(xí)題]如圖所示,導(dǎo)體ab在外力作用下向左運(yùn)動(dòng)時(shí)電流表指針偏轉(zhuǎn),向右運(yùn)動(dòng)時(shí)電流表指針向另一方向偏轉(zhuǎn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)事實(shí)說(shuō)明 ()A.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力大小與電流大小有關(guān)B.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力方向與電流方向有關(guān)C.感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁感線運(yùn)動(dòng)的快慢有關(guān)D.感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向有關(guān)[分析]圖中裝置沒(méi)有電源,導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流,是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,不能說(shuō)明通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的大小和方向;當(dāng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向改變時(shí),電流表指針偏轉(zhuǎn)的方向也改變,即感應(yīng)電流的方向改變了,由此可以得出:感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向有關(guān)。[答案]D探究點(diǎn)2發(fā)電機(jī)原理[閱讀課本]P167“發(fā)電機(jī)原理”[思考]發(fā)電機(jī)的工作原理是什么?[提示]發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的。[思考]觀察P167“圖18-15交流發(fā)電機(jī)發(fā)電原理示意圖”,發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)相同嗎?[提示]主要部件都是線圈和磁體,不同的是電動(dòng)機(jī)需外接電源,而發(fā)電機(jī)本身就是電源,外接的是用電器。[思考]圖18-15的(b)、(d)兩種情況產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同嗎?為什么?[提示]磁場(chǎng)的方向沒(méi)變,但AB邊和CD邊的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生了改變,即切割磁感線的方向不同,感應(yīng)電流的方向不同。[思考]圖18-15的(a)、(c)兩種情況為什么沒(méi)有產(chǎn)生感應(yīng)電流?[提示]AB邊和CD邊的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行,無(wú)法切割磁感線。[思考]發(fā)電機(jī)的線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電流有怎樣的變化?[提示]每轉(zhuǎn)動(dòng)一周,感應(yīng)電流的方向就會(huì)發(fā)生一次改變;感應(yīng)電流從無(wú)到有,再無(wú)再有,說(shuō)明感應(yīng)電流的大小也在不斷改變。[思考]發(fā)電機(jī)工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化是怎樣的?和電動(dòng)機(jī)相同嗎?[提示]發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,而電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,這是發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的本質(zhì)區(qū)別。[習(xí)題]關(guān)于圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是 ()A.甲實(shí)驗(yàn)的原理與動(dòng)圈式話筒的工作原理相同B.甲實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C.乙實(shí)驗(yàn)的原理與發(fā)電機(jī)的工作原理相同D.乙實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能[分析]甲實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有電源,是探究感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的裝置圖,可以反映發(fā)電機(jī)的工作原理,動(dòng)圈式話筒也是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理做出的,是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能;乙實(shí)驗(yàn)中有電源,是探究磁場(chǎng)對(duì)電流作用的原理圖,可以反映電動(dòng)機(jī)的工作原理;乙實(shí)驗(yàn)中是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。[答案]A三、板書(shū)設(shè)計(jì)第二節(jié)科學(xué)探究:怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流1.感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件(1)閉合電路(2)部分導(dǎo)體(3)切割磁感線運(yùn)動(dòng)2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象3.感應(yīng)電流方向(1)磁感線