《磁生电(第一课时)》教案

《磁生电（第一课时）》教案教学目标教学目标：经历探究产生感应电流的条件的过程，了解产生感应电流的条件。教学重点：通过探究实验认识电磁感应现象并发现磁生电的条件。教学难点：探究产生感应电流的条件。教学过程时间教学环节主要师生活动2min8min9min1min引入新课探究什么情况下磁可以生电电磁感应课堂小结布置作业上节课同学们学习了电动机，给电动机装上扇叶，连接电源后，闭合开关，电动机带着扇叶转动起来。电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。如果将电动机直接与电流表相连，拨动扇叶，会观察到什么现象呢？【播放视频】我们发现，在电动机扇叶转动时，电流表的指针发生了偏转。扇叶的转动方向不同，电流表的指针偏转方向也不同。这是为什么呢？拆开电动机，我们发现，电动机主要由线圈和磁铁两部分组成，当转动扇叶时，扇叶带动线圈在磁场中转动，电流表指针发生偏转，有电流产生，说明，磁也可以生电。在奥斯特发现了电流的磁现象之后，许多的科学家都在探索磁生电，那究竟什么情况下磁可以生电呢？我们用前面课中用到过的线圈，仍让线圈的底边AB处于蹄形磁体的两个磁极之间。将线圈与电流表直接相连。闭合开关，使线圈与电流表形成闭合回路，让线圈在磁场中运动起来。请同学们观察，电流表的指针是否会发生偏转。【播放视频】电流表的指针发生了偏转，但偏转角度很小，实验现象并不是明显，不易观察。针对这一实验过程中遇到的问题，请同学们想一想，我们可以对实验方案进行哪些改进？便于我们观察到实验现象呢？在实验室，我们会使用——灵敏电流计，来检测电路中的微小电流。因此，可以将电流表更换为灵敏电流计。闭合开关后，让线圈在磁场中分别处于静止或运动，观察灵敏电流计指针的偏转情况。【播放视频】当更换为灵敏电流计后，灵敏电流计的指针偏转角度明显。最终我们选择的实验器材主要有：线圈、蹄形磁铁、灵敏电流计、开关、导线等。闭合开关后，分别让线圈在磁场中静止、向上运动、向下运动，向右运动、左运动，和斜向右上运动、斜向左下运动。请同学仔细观察灵敏电流计指针是否发生偏转，如果偏转，仔细观察指针的偏转方向。并将观察到的实验现象记录在表格中。【播放视频】通过实验，我们发现：当线圈在磁场中静止时，灵敏电流计的指针不偏转；线圈向上、向下运动时，灵敏电流计指针不偏转；线圈向右运动时，灵敏电流计指针向左偏转；线圈向左运动时，灵敏电流计指针向右偏转；线圈斜向右上运动时，灵敏电流计指针向左偏转；线圈斜向左下运动时，灵敏电流计指针向右偏转。进一步对实验现象进行分析：在实验中，我们让线圈底边AB在磁场中沿不同的方向运动，为了后续研究的方便，我们用一根导线代表线圈底边AB，沿着导线AB的轴线方向看，看到的就是AB的截面图。我们利用这张图，再对刚才的实验现象进行分析，看看能否找到导体AB的运动方向和产生电流之间的关系。当导体在磁场中竖直上、下方向运动时，导体的运动方向与磁感线方向平行，闭合回路中无电流产生。当导体在磁场中水平左、右方向运动时，导体的运动方向与磁感线方向垂直，闭合回路中有电流产生。当导体在磁场中斜向左、右运动时，导体的运动方向与磁感线方向斜向交叉，闭合回路中有电流产生。我们对比实验中的三种情况，同学们可以把导体想象成一把刀，把磁感线想象成一根根实实在在的韭菜。当导体水平方向运动或斜向运动时，此时导体在做切割磁感线的运动，在闭合回路中会产生电流。当导体沿着或逆着磁感线运动时，导体没有切割磁感线，回路中也没有电流产生。由此可知，导体在磁场中做切割磁感线运动，是产生电流的一个条件。电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫做电磁感应。产生的电流叫做感应电流。电磁感应现象是由英国物理学家法拉第在1821~1831年间，做了多次探索，终于在1831年取得突破，发现了利用磁场产生电流的条件和规律即电磁感应现象。电磁感应现象的发现具有划时代的意义。在实际方面，开创了电气化时代的新纪元。在理论上，为建立电磁场的理论体系打下了基础。从记录的实验现象中，我们分析得到了法拉第电磁感应现象，请同学们再观察实验表格中记录的实验现象，你还能有什么新的发现吗？没错，当导体向左、右运动时，灵敏电流计的指针偏转方向不同，也就是感应电流的方向应该与导体切割磁感线的方向有关。那感应电流的方向，还可能与什么因素有关呢？还可能与磁铁本身的磁场方向有关。感应电流的方向与导体切割磁感线的方向是否有关？在实验中，我们首先要控制磁场的方向不变，改变导体切割磁感线的方向，即改变导体的运动方向。如何判断感应电流的方向呢？可以通过观察灵敏电流计指的针偏转方向，判断感应电流的方向。下面我们一起完成实验，请同学们将观察到的现象填写到下面的表格中。【播放视频】通过实验发现，保持磁场方向不变，当导体水平向左运动时，灵敏电流计的指针向左偏转。当导体水平向右运动时，灵敏电流计的指针向右偏转。所以，感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关。2.感应电流的方向与磁场的方向是否有关？在实验中，我们首先要控制导体切割磁感线的方向不变，改变磁场的方向，即对调蹄形磁铁的磁极位置。通过观察灵敏电流计指针的偏转方向，判断感应电流的方向。下面我们一起完成实验，请同学们将观察到的现象填写到下面的表格中。【播放视频】通过实验发现，保持导体切割磁感线的方向向左不变，当磁铁蓝色S极在上时，灵敏电流计的指针向右偏转。当磁铁红色N极在上时，灵敏电流计的指针向左偏转。所以，感应电流的方向与磁场的方向有关。学习了电磁感应现象，请同学们思考一个问题：如图所示，把一个线圈和灵敏电流计连成闭合回路，在条形磁体进入线圈和离开线圈的过程中，闭合回路中会有电流产生吗？

请同学们认真观察实验，看看跟同学们的想法一样吗？【播放视频】当线圈固定不动，磁铁N极向下运动，进入线圈时，灵敏电流计的指针发生偏转，所以，在闭合回路中有感应电流产生。同学们能利用电磁感应现象，解释指针偏转的原因吗？当磁铁N极向下运动，进入线圈时，线圈与磁铁之间发生相对运动，闭合电路中的导体，依然在做切割磁感线运动，导体中就会产生感应电流，所以，灵敏电流计的指针偏转。回顾刚才的实验，比较1、2两幅图我们发现，当改变导体切割磁感线的方向后，感应电流的方向会随之变化。即感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关。比较1、3两幅图我们发现，当改变磁场的方向后，感应电流的方向也会随之变化，即感应电流的方向与磁场的方向有关。通过前面的几个实验，我们可以得到这样的结论：在电磁感应现象中，闭合回路中产生的感应电流的方向，与切割磁感线的方向和磁场方向都有关系。课堂小结，本节课我们主要学习了：1.电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫做电磁感应。2.感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向、磁场的方向有关。本节课的作业是：1.基础性作业：完成“学生资源”中的课后练习；2.拓展性作业：请同学们根据课上得到的实验记录，利用画简图的方式，把磁场方向、导体切割磁感线的方向和感应电流方向，三者的关系形象地表示出来。

知能演练提升能力提升1.如图所示的几种器件,工作时应用了电磁感应现象的是()2.小明将微风电风扇与小灯泡连接并进行实验,如图所示,用手快速拨动风扇叶片,这时发现小灯泡发光,微风电风扇居然变成了“发电机”。关于该实验,下列说法正确的是()A.电风扇发电的原理是电磁感应B.电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用C.电风扇发电过程是把电能转化为机械能D.小灯泡发光是把光能转化为电能3.下列图示实验中,能用电磁感应现象原理解释的是()4.科学家经过长期研究,发现电和磁有密切的联系,其中两项重要的科学探究如图甲、乙所示,下列关于这两项科学探究的说法正确的是()A.图甲实验探究磁场对通电导线的作用B.图乙实验所揭示的原理可制成电动机C.图甲中导体棒ab只要运动,电路中就会产生电流D.图乙中若只将磁体的两极对调,导体棒ab的运动方向不改变5.如图所示,E为带动线圈转动的摇把,图中表示指针可来回摆动的电流表,关于此工作原理图,下列说法正确的是()A.这是电动机的工作原理图B.用该原理可制成手摇发电机,转动摇把E让线圈转起来,电流表的指针来回摆动C.用该原理可制成手摇发电机,如果只拿掉电流表,其他电路连接不变,转动摇把L让线圈转动,线圈中会产生电流D.用该原理制成的机器正常工作时,电能转化为机械能6.某科技实验小组的同学通过实验探究发电机与电动机原理时设计的装置图如图所示,闭合开关S,先将导体ab水平向右移动,导体cd也随之运动起来。(1)实验装置左侧ab导体运动,根据此原理制成机。ab导体水平向右移动时将能转化为能。

(2)实验装置右侧cd导体所产生现象的原因是导体在磁场中而运动的,此原理可制成机。

7.右图是动圈式话筒(麦克风)的结构示意图。当你对着它说话或唱歌时,人声带由于而产生的声音,通过传播到膜片,使膜片以及与膜片相连的线圈在磁场中运动,线圈的这种运动能产生随着声音变化而变化的。线圈在运动中能量的转化情况是

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8.右图所示的装置,“×”表示垂直于纸面向里的磁场的磁感线,在弹簧测力计下挂一个重力为G的软铁块,软铁块下方有一螺线管,螺线管两端导线与金属导轨abcd相连,导体棒ef放在导轨上,当它向右滑动时,弹簧测力计示数将(选填“大于”“小于”或“等于”)G。该实验涉及的两个物理现象是(1)_____________________________________________________________________;

(2)_____________________________________________________________________。

★9.(1)如图甲所示,当悬挂着的导体棒ab在磁场中左右运动时,观察到小量程电流表的指针会摆动,随着对这种现象的深入研究,人们发明制造了机,实现了能向电能的转化。

(2)图乙是一种“手摇充电式电筒”,握住它上下摇动就能自动充电。从透明外壳可观察到内部有固定线圈;摇动时可感觉到内部有一个物块在来回滑动,据此猜测,这种电筒的制造原理是,其中那个滑动的物块是。

探究创新★10.探究产生感应电流条件的实验步骤如图甲、乙、丙所示。(1)本实验中,我们通过观察什么现象来判断电路是否有感应电流?。

(2)通过比较图与图可知,产生感应电流的一个条件是电路要闭合;通过比较图与图可知,产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动。

(3)若图甲中AB棒不动,磁铁左右水平运动,电路(选填“有”或“无”)感应电流。知能演练·提升1.C电铃工作时应用了电流的磁效应,选项A不符合题意;电风扇工作时应用了电动机的工作原理,没有应用电磁感应现象,选项B不符合题意;发电机是根据电磁感应的原理制成的,选项C符合题意;门吸应用了磁极间的相互作用,选项D不符合题意。2.A微风电风扇由磁体、线圈等组成,当用手快速拨动风扇叶片时,线圈做切割磁感线运动产生感应电流,所以,电风扇发电的原理是电磁感应。3.C水果电池在电路中的作用相当于电源,不能用电磁感应现象解释,故A错误;导线框绕底部有磁铁的电池转动利用通电导体在磁场中受力的原理,故B错误;旋转电扇叶片,电风扇内部的线圈做切割磁感线运动,产生电流,使二极管发光,利用电磁感应现象原理,故C正确;电磁铁是利用电流的磁效应的原理工作的,故D错误。4.B题图甲中当棒ab做切割磁感线运动时,电路中会产生电流,故该实验探究的是电磁感应现象,A错误;题图乙是通电导线在磁场中受到磁场力的实验,根据该原理制成了电动机,B正确;在题图甲中只有当导体棒ab做切割磁感线运动时,电路中才会产生电流,C错误;影响导体运动方向的因素有电流的方向和磁场的方向,若题图乙中的磁体的两极对调,则导体的运动方向会改变,D错误。5.B发电机和电动机的原理图中都有磁体和线圈,它们的区别在于发电机是磁生电,没电源;电动机是通电线圈在磁场中受力而转动,有通电导体,必须有电源。所以题图是发电机的原理图,故选项A错误。产生感应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的运动,电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向有关,转动摇把E让线圈转起来,线圈中的ab边和cd边切割磁感线的运动方向周期性地改变,所以电流的方向也周期性地改变;如果拿掉电流表,电路是断路,不会有电流产生,故选项B正确,选项C错误。发电机正常工作时,机械能转化为电能,故选项D错误。6.解析当导体ab向右运动时,切割磁感线,电路中产生感应电流,机械能转化为电能,据此现象制成了发电机;由于cd与ab相连,因此cd中有电流通过,根据磁场对电流的作用可知,cd将会发生运动,据此原理制成了电动机。答案(1)发电机械电(2)通电受到力的作用电动7.解析动圈式话筒是依据电磁感应现象制成的。当对着话筒说话时,声音引起膜片振动,膜片带动线圈振动,线圈在永磁体的磁场中做切割磁感线运动,从而产生随声音变化的感应电流。动圈式话筒的工作原理可以概括为振动电流。答案振动空气电流机械能转化为电能8.解析导体ef向右滑动时,满足产生感