《第5节 磁生电 第1课时》示范课教学设计【初中物理人教版九年级】

2/2第5节磁生电教学设计第1课时教学目标1．通过实验，探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。2．了解电磁感应在生产、生活中的应用。教学重难点教学重点通过实验探究，认识电磁感应现象，发现磁生电的条件。教学难点产生感应电流的条件。教学用具演示电流表、蹄形磁铁、导线、直导线、铁架台、细线、开关、多媒体课件等。相关资源图片、教学实验视频等。教学过程课堂引入1820年，奥斯特在课堂上做实验时终于发现：当导线中通过电流时，它下方的磁针发生了偏转。也就是说通过电能得到磁。那么反过来，利用磁能不能得到电呢?这一问题在当时引起了很多科学家的关注。10年后，终于有一位科学家用他的实验线圈突破了这一难题，有了伟大的发现。这位科学家就是英国物理学家法拉第，1821—1831年间，法拉第进行了多次实验，发现了磁可以产生电的事实。新知讲解一、什么情况下磁能生电1．探究什么情况下磁能产生电。实验设计1如图，将导线跟电流表组成闭合回路。让部分导体置于磁场中静止，观察其中电流表的变化。实验分析1发现闭合回路的一部分导体在磁场中静止，电流表的指针没有变化。我们对实验进行分析：电流表指针没有偏转，没有电流产生。是不是磁场强度问题呢？难道是磁场太弱？我们换用更强的磁场来试试。再加一块磁铁进行实验，发现电流表的指针还是没有变化。电流表的指针没有变化，是不是单根导线的问题？不妨我们换用匝数很多的线圈再试试。换用多匝线圈进行操作，发现电流表的指针还是没有变化。没有电流产生，是不是因为磁体和导体相对静止而造成的呢？同学们联想一下奥斯特实验：通电磁针偏转。通电——电流从无到有，磁针偏转——磁针从静止变为运动。反过来，若导体和磁体有相对运动，导体中能产生电流吗？我们设计实验来试一试。实验设计2如图，将导线跟电流表组成闭合回路。让部分导体置于磁场中运动，观察其中电流表的变化。→→←→←实验分析2将闭合回路的一部分导体置于磁场中，让导体在磁场里朝各个方向运动，观察电流表的指针。导体上下运动，电流表的指针没有变化；左右运动，也没有变化；前后运动，电流表的指针偏转了。问题来了，同样是导体在磁场中运动，为什么有时有电流，有时却没有呢？我们把在磁场中运动的导体想象成一把刀，磁感线想象成实实在在的线，当刀沿着磁感线方向上下运动以及左右运动时，磁感线没有被切割；前后运动时，刀片就会切割磁感线。因此，分析实验可知：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，产生的电流叫做感应电流。这个现象就是法拉第发现的电磁感应现象。实验设计3导体在做切割磁感线运动时，电流表的指针来回摆动，感应电流的方向会与哪些因素有关呢？实验分析3请看实验操作，用线圈分别向前和向后切割磁感线，请大家认真观察灵敏电流计的指针。向前切割，指针向左偏；向后切割，指针向右偏。这说明：在磁感线方向一定时，产生的感应电流方向会随着切割磁感线的方向的改变而改变。感应电流的方向与磁感线的方向有没有关系呢？改变磁感线的方向，观察导体切割磁感线的方向对电流方向的影响。磁感线从上到下时，导体向前切割磁感线，电流表指针向左偏。把N、S极对调，改变磁感线的方向，仍然向前切割，指针却向右偏。这说明切割磁感线的方向一定，感应电流的方向与磁感线的方向有关。2．电磁感应现象中的能量转化教师提问：（1）电磁感应现象中，靠外力使导体切割磁感线，消耗了什么能？得到了什么能？靠外力使导体运动，消耗了机械能；电流计中有电流通过，所以获得了电能。（2）电磁感应现象中实现了什么能向什么能的转化？实现了从机械能向电能的转化。（3）电磁感应现象在生活中有什么应用？晃动式手电筒、动圈式话筒、发电机等。（4）教师出示图片并提问：如图是一个动圈式话筒的简图，说出它是如何把声音信号转化为电信号的。学生讨论并回答，当人对着话筒说话或唱歌时，产生的声音使膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线圈处于永久磁体的磁场中，在来回振动时会做切割磁感线运动，在线圈中能产生随着声音的变化而变化的感应电流，经放大后，通过扬声器还原成声音。典型例题例1如图是研究产生感应电流的实验，下列说法正确的是（）A．只要导体AB在磁场中运动，电流表的指针就会发生偏转 B．对调两个磁极方向，电流表的指针偏转方向发生改变 C．改变导体AB切割磁感线的方向，电流表的指针偏转方向不发生改变 D．电磁感应是把电能转化成机械能解析：闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动时，电路中才产生感应电流，电流表的指针才发生偏转；若导体AB在磁场中运动时没有切割磁感线，则电流表的指针不会发生偏转，故A项说法错误。切割磁感线的方向不变，对调两个磁极方向，则感应电流的方向改变，电流表的指针偏转方向发生改变，故B项说法正确。磁场方向不变，改变导体AB切割磁感线的方向，则感应电流的方向改变，电流表的指针偏转方向发生改变，故C项说法错误。电磁感应是把机械能转化为电能，故D项说法错误。答案：B例2如图所示是扬声器（喇叭）的结构图。当扬声器的线圈中通入携带声音的信息、时刻变化的电流时，线圈会在永久磁体的作用下受到力的作用并带动纸盆振动发声。下列说法中正确的是（）A．扬声器工作时是将机械能转化为电能 B．扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动 C．扬声器中的永久磁体不会对线圈有作用力 D．扬声器的工作原理与发电机的工作原理相同解析：A选项，动圈式扬声器在工作过程中消耗了电能，把电能转化为机械能，故A错误。B选项，动圈式扬声器是把强弱变化的电流变成声音信号的装备，它利用了磁场对电流有力的作用的原理，故B正确。C选项，当线圈中有电流通过时，扬声器中的永久磁体会对线圈有作用力，故C错误。D选项，发电机的制作原理是电磁感应，而扬声器的工作原理是磁场对电流有力的作用，故D错误。答案：B例3如图所示是手机无线充电的原理图，其工作过程是：电流通过送电线圈产生变化的磁场，受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，给智能手机充电。下列说法不正确的是（）A．送电线圈利用了电流的磁效应产生变化磁场 B．受电线圈利用电磁感应原理产生感应电流 C．手机充电的过程中，电能转化为化学能 D．受电线圈产生电流与电动机的工作原理相似解析：通电导体周围存在磁场，所以电流通过送电线圈产生变化的磁场，故A正确。受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，给智能手机充电，这是利用电磁感应原理工作的，故B正确。手机充电过程中，消耗的电能以化学能的形式储存起来，故C正确。受电线圈是利用电磁感应原理工作的，电动机是根据磁场对通