第五节 磁生电教学设计.doc

第五节 磁生电教学设计教学目标一、知识目标：1知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件。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。教学重难点教学重点：电磁感应现象产生的条件；发电机的工作原理。教学难点：发电机的工作原理。教学准备教师准备：开关、铁架台、方形线圈、灵敏电流表、小灯泡、手摇发电机模型各一个，磁性不同外形一样的蹄形磁体2个，发光二极管2个，导线若干。多媒体课件：交流发电机原理动画演示、发电机组相关视频。设计思路通过视频（不同类型发电站、电网等内容）创设情景后，引导学生逆向思维，由“电生磁”猜想出“磁生电”。介绍法拉第的成就，引入探究实验。磁生电的条件探究实验，要给学生一定的时间进行猜想、设计、操作、总结、深化。分为四步进行。1.联想设计实验装置。2.猜想需具备的条件，尝试操作，包括是否和磁场强度有关、是否需要静止、是否需要运动、如何运动等。3.分析记录结果，得到产生电流的条件。4.感应电流方向跟什么因素有关。完成探究活动后，给出电磁感应现象及感应电流的概念。为突破发电机原理这一难点，采取以下教学手段：展示手摇发电机实物并操作发电，小灯泡发光，依此烘托气氛，激发学习热情；改进电路，用并联的发光二极管代替灯泡，演示电流方向的变化规律，增强直观性；多媒体动画演示，通过控制线圈转动速度，慢动作演示线圈的两个边框切割磁感线与不切割磁感线的情形，让学生理解交流电的产生。最后通过实际的发电机组发电过程的视频播放、定子转子的安装等，让学生认识到物理知识在实际中的应用及能量的转化。教学过程一、创设情景，提出问题视频播放：水力发电站、火力发电站，电网输送电能，诸多用电设备使用电能的场景。导入新课：电能在当今社会可谓是必不可少，发电站是如何产生巨大的电能的呢？既然奥斯特发现了“电生磁”，反过来想，磁能否生电呢？1831年，英国伟大的物理学家法拉第，在长达10余年的探索后，就实现了这一愿望。依据他的成就发明的发电机，开辟了电气化时代。二、探究性活动：什么情况下磁可以生电设计实验装置：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。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。设计实验步骤： 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。 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。 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。 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。 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。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：现象：指针不动。现象：指针摆动。学生尝试性总结后，由教师引导性告知学生，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。探究新问题：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）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？三、发电机情景创设：（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）演示1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。2.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。3.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：电磁感应现象。再仔细观察会发现：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，当线圈转过线圈平面与磁感线垂直的位置时，两个边框切割运动方向都发生了改变。因此，产生的电流方向也都发生了改变。于是电路中的电流方向出现了周期性的变化。播放视频：视频内容包括