《第二节科学探究：怎样产生感应电流》教学设计(福建省市级优课)x-九年级物理教案

18.2科学探究：怎样产生感应电流【学习目标】（一）知识与技能1、通过实验探究，知道电磁感应现象及产生感应电流的条件。2、通过实验探究，知道感应电流的方向与哪些因素有关。3、知道在电磁感应现象中，机械能转化为电能。（二）过程与方法经历科学探究的过程，尤其是交流与合作过程（三）情感、态度与价值观1、在探究过程中，进一步强化积极动手、认真观察、动脑思考的探究习惯。2、在与小组成员合作完成实验中、在班级讨论交流中，培养学生的交流与合作的意识和能力。【重点与难点】重点：科学探究产生感应电流的条件。难点：科学探究产生感应电流的条件以及对切割磁感线的理解。【新课教学】一、引入新课教师展示风扇并通电，提问学生：我们前面刚刚学过电风扇的转动原理是什么？学生：磁场对通电导体有力的作用。教师：这里发生的能量是如何转化呢？学生：电能转化为机械能。教师：那为什么磁场对通电导体有力的作用呢？我们都知道，通电导体周围会存在磁场。也就是说，第一导体要通电，第二导体要在磁场中，这样导体才会受到力而动起来。那如果反过来，如果导体放在磁场中，先让它动起来，那能产生电吗？学生思考：······二、新课教学教师：那现在我将带领大家穿越时空回到古代，来看看一位物理学霸他遇到了什么困难，而他又是如何解决这个难题的。大家请看视频。1、观看视频《神话》电视剧片断（调动学生学习本节知识的积极性）在学生看视频的时候引导学生积极思考，视频看完后，提问：视频中的主人公在找什么材料？学生：磁铁、金丝教师：磁铁，那我们为大家准备了一个U形磁铁。金丝，我们都知道金的导电性比铜好，但是成本比较高。所以，我们为大家准备了导线，导线里面就是铜丝。那你们猜想一下视频中的主人公可以发电成功吗？学生：可以。教师：为什么可以？你们猜想的依据是什么？学生：根据电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用，说明了电和磁是有关系的，也就是说在磁场中先通电再动起来。那我猜想，在磁场中如果先动起来应该也是会产生电的。教师：非常好！那要验证你的猜想，就必须通过实验进行验证。我们为大家准备了一个灵敏电流计。它之所以叫灵敏电流计，是因为它非常灵敏，哪怕只要有一点点的电流通过，它的指针立即能够发生摆动。它的指针在发生摆动之前，是指在正中央。那接下来，我们就请同学们根据所提供的器材进行实验，探究到底能否产生电流？产生电流的条件是什么？2、实验探究教师：为了让我们的实验现象更加明显，我们为大家准备了线圈来代替导线。同学们可以把线圈的一个边沿放在磁场中进行实验探究。合作探究一：探究产生感应电流的条件１．连接电路：并把导线的两端与开关、灵敏电流计串联成闭合电路。2.让导体在U形磁铁磁场中运动，观察在什么情况下电路中能产生电流(灵敏电流计指针发生偏转)．按照下表中的内容进行实验。电路状态导体或线圈在磁场中的运动情况有无电流是否切割磁感线闭合静止

前后移动

左右移动上下移动

斜向上或斜向下运动

断开静止

前后移动

左右移动上下移动

斜向上或斜向下运动

学生上台展示实验结果，并得出结论：电流产生的条件是：（1）导体是电路的一部分；（2）导体做磁感线运动。教师：什么叫切割磁感线？展示模型并讲解：导体运动的方向与磁感线的方向有一定的夹角（夹角大于0o）。类似生活中用菜刀切韭菜、用镰刀割麦子。菜刀、镰刀的运动方向和韭菜、麦子的生长方向垂直或有一定夹角。教师：现在我们已经探究出了产生电流的条件。同学们不知道有没有发现，刚才你在探究的时候有没有发现灵敏电流计的指针是左右摆动，这说明了什问题？学生思考并回答：电流方向改变。教师：那既然是左右摆动说明电流方向会发生变化，那到底是什么原因会导致电流方向改变呢？学生猜想并回答：可能与导体运动的方向有关；也可能与磁场方向有关·····教师：那现在我们来探究一下产生电流的方向到底是与什么因素有关？同学们把探究的结果填在表格中。合作探究二：产生电流方向与什么因素有关?实验操作指针摆动方向（填向左或向右）磁感应线方向不变导体向左运动导体向右运动导体运动方向不变磁感线方向向下磁感线方向向上结论：感应电流的方向与、有关系。教师：那以上同学们的实验探究就是我们今天要介绍的电磁感应。什么叫电磁感应呢？闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象称为电磁感应现象，电磁感应中产生的电流称为感应电流。这是1820年奥斯特发现电流的磁场之后，法拉第于1821年提出“由磁产生电”的大胆设想，并开始了艰苦的探索。经过无数次实验的失败，坚持10年矢志不渝地探索，终于在1831年发现了电磁感应现象。讲到这里，通过刚才的实验探究，我们觉得视频中的胡歌他能发电成功吗？下面让我们一起来见证一下。3、观看视频《神话》电视剧片断（首尾呼应，从而引入发电机的原理）教师：视频中的胡歌是已经发电成功了。我们刚才通过实验所得到的电是很有限的，而且电流比较小。而我们生活、生产当中，如果想大规模发电，并且获得比较大的电流可以采用发电机。而我们的风扇就是一种小型发电机。那现在我们也来实验一下，利用的风扇，是否也能发电？教师演示风扇发电让二极管发光。教师：发电机就是电磁感应在我们日常生活中的应用。可是，你发现了没有，产生电的导体不是像我们刚才实验探究的那样子左右运动，而是旋转的，这是怎么回事呢？4、发电机原理教师：我们来看这张是发电机的原理图。仔细观察这张图，想一想发电机是怎样发电的？发电机的结构其实很简单，就是有一个提供磁场的磁铁，还有一个可以旋转的矩形线圈。大家来看第一副图：这副图线圈与磁感线是垂直的。上面蓝色导线的运动方向与磁感线方向是平行的；同理，下面红色导线的运动方向与磁感线方向也是平行的。这时候上下导线都没有切割磁感线，因此没有产生感应电流。大家来看第二幅图：这副图线圈与磁感线是平行的。左边面蓝色导线的运动方向与磁感线方向是垂直的，有切割磁感线；同理，右边红色导线的运动方向与磁感线也是垂直的，也有切割磁感线。这时候左右导线都有切割磁感线，所以有产生感应电流。大家来看第三幅图：这副图和第一副图一样，上下导线都没有切割磁感线，所以没有产生感应电流。大家来看第四幅图：这副图和第二幅图一样，左右两边的导线都有切割磁感线，有产生感应电流。但是，它和第二幅图导线切割的方向相反，所以产生感应电流的方向就相反了。这就是发电机的原理。所以我们说发电机的原理就是电磁感应，它的能量转化是从机械能转化为电能。教师：那除了发电机之外，电磁感应在我们生活生产中还有那些应用呢？学生：动圈式话筒，变压器5、电磁感应现象的应用教师：对，那我们来看看动圈式话筒的工作原理。大家来看这幅图就是动圈式话筒结构示意图。动圈式话筒的金属膜片与线圈固定在一起，线圈套在磁铁上。当我们对着话筒讲话时，声音使金属膜片振动，膜片带动线圈也一起振动，于是线圈在磁场中做切割磁感线运动，所以就产生了随声音变化的电流。【随堂思考】教师：接下来请同学们观察下面这两幅实验原理图，从实验原理和从能量转化的角度来分析，说说哪一幅图是电动机的原理？哪一幅图是发电机的原理？如何判断的？【课堂小结】教师：现在我们就来回顾一下，我们这节课学习了哪些内容。通过这节课，我们懂得了什么是电磁感应现象，通过实验探究我们知道了产生感应电流必须具备什么条件，而且也通过实验探究知道了感应电流的方向和什么因素有关。最后，我们还了解了电磁感应在我们生活生产中的应用，比如发电机和动圈式话筒。那特别是在探究影响感应电流方向的时候，