九年级物理全册 20_5 磁生电教案 （新版）新人教版

20.5磁生电（1）教学目标一、知识和技能知道电磁感应现象；知道产生感应电流的条件。二、过程和方法探究磁生电的条件，进一步了解电和磁之间的相互联系。三、情感、态度与价值观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秘的科学方法。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。教学重点：1.通过探索概括出电磁感应。教学难点：1.由实验现象概括物理规律电磁感应。教学准备：演示电流表、蹄形磁铁、导体、开关、投影、微机。教学过程一、引入新课从生活中离不开电谈起电从何而来。再回忆奥斯特实验，请同学们回答：它揭示了一个什么现象？电流周围存在着磁场，电流的磁场方向跟电流方向有关。电流周围存在着磁场，即电能生磁。那么逆向思维将会怎么样？下面我们用实验来探究磁能否生电。我们先设计实验，从实验需要器材、实验条件、实验操作入手。二、新课学习（一）什么情况下磁能生电1.实验器材实验目的：探索磁能否生电，怎样使磁生电？根据实验目的，本实验应选择哪些实验器材？为什么？根据研究的对象，需要有磁体和导线；检验电路中是否有电流需要有电流表；控制电路必须有开关。让学生弄清蹄形磁铁的N、S极和磁感线的方向，然后按书上的装置安装好(直导线先不要放在磁场内)。实验器材:蹄形磁体、电流表、导线、直导线、铁架台、细线。2.实验步骤如何做实验？其步骤又怎样呢？我们先做如下设想：电能生磁，反过来，我们可以把导体放在磁场里观察是否产生电流。那么，导体应怎样放在磁场中呢？是平放？竖放？斜放？导体在磁场中是静止？还是运动？怎样运动？另外：磁场的强弱对实验有没有影响？下面我们依次对这几种情况逐一进行实验，探索在什么条件下导体在磁场中产生电流。播放flaf课件：磁生电（由于实验室无器材）1置闭合电路的部分导体于磁场中,开关断开，导体在磁场中上下左右运动2置闭合电路的部分导体于磁场中，且保持导体与磁场相对静止3更换强磁体，增强磁场，仍保持导体与磁场相对静止4使闭合电路的一部分导体在磁场中上下运动5使闭合电路的一部分导体在磁场中左右运动6使闭合电路的一部分导体在磁场中斜着运动教师按实验步骤进行演示，学生仔细观察，每完成一个实验步骤后，请学生将观察结果填写在上面表格里。实验完毕，提出下列问题让学生思考：上述实验说明磁能生电吗？(能)在什么条件下才能产生磁生电现象？(当闭合电路的一部分导体在磁场中左右或斜着运动时)为什么导体在磁场中左右、斜着运动时能产生感应电流，而上下运动或者静止时却不能呢？如果把磁感线想象成一根根实实在在的线，把导线想象成一把刀，表达起来会方便些，讨论一下如何表达？讨论分析：导体在磁场中左右、斜着运动时切割磁感线产生感应电流，而上下运动或静止时不切割磁感线，所以不产生感应电流。)通过此实验可得出什么结论？学生归纳、概括后，教师板书：1.磁场产生感应电流必须同时满足两个条件：具有闭合电路；一部分导体在磁场中作切割磁感应线运动。2.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。在电磁感应现象中的为什么一定要强调“闭合电路”？如果电路不闭合，一部分导体在磁场中作切割磁感应线运动时就不能产生感应电流，只能产生感应电压。讲述：电磁感应现象是英国的物理学家法拉第发现的。他经过十年坚持不懈的努力，才发现了这一现象。这种热爱科学、坚持探索真理的可贵精神，值得我们学习。这一现象的发现进一步揭示了电和磁之间的联系，导致了发电机的发明，开辟了电的时代，所以电磁感应现象的发现具有划时代的意义。研究感应电流的方向(出示思考题）我们知道，电流是有方向的，那么感应电流的方向是怎样的呢？它的方向与哪些因素有关呢？请同学们观察下面的实验。演示实验（播放flaf课件）：保持上述实验装置不变，反复改变磁场方向或改变导体在磁场中的运动方向。同学们观察到了什么现象？把你观察到的事实归纳总结出来。由此能得出一个什么样的结论呢？(磁场方向、导体运动方向变化时，指针偏转的方向也发生变化，即电流的方向也随着变化)。3.导体中感应电流的方向跟导体运动方向和磁感线方向有关研究电磁感应现象中能的转化在电磁感应现象中，导体作切割磁感线运动，注意是导体作切割磁感线“运动”:它消耗了什么能？(机械能)得到了什么能？(电能)在电磁感应现象中实现了什么能与什么能之间的转化？(机械能与电能的转化)4.在电磁感应现象中，机械能转化为电能人们利用机械能可以转化为电能这一原理做成了发电机，世界第二次科技革命电气化时代开始了，其意义和影响是巨大而深远的。下面我们就一起来学习有关发电机的一些知识。三、小结谈谈我的收获四、课堂练习五、板书设计 20.5磁生电（2）教学目标1知识与技能目标了解磁生电发现的历史过程。知道电磁感应现象及电磁感应现象产生的条件。2过程与方法目标通过学习，体会对称思想和科学猜想在物理学发展中的重要性。通过实验，培养学生的观察能力，科学探究能力。3情感、态度、价值观目标体会人类探索自然规律的科学态度与科学精神。领会自然界的奇妙和谐，发展对科学的好奇心和求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然的艰辛与喜悦。设计理念与设计思路本节课内容主要是先了解磁生电发现的过程，再实验揭开磁生电的奥秘。本节课把重点放在后一项，在教材处理问题中，引入课题后，简单介绍磁生电发现的过程，这部分内容有所压缩。没有介绍的内容让学生课后自己阅读，并布置课后上网查询相关资料，进一步了解磁生电发现的过程。学情与教材分析学生在初中学过电磁现象，前面学过了电场、磁场的知识。已知道了电流的磁效应及磁现象的电本质。教材基于物理科学研究中的对称思想，既然“电能生磁”，那么，“磁能生电”吗？科学家从而开始了“磁生电”的探索，引入对科学家探索过程的历史回顾，再用实验得出磁生电的条件。教学重点和难点：教材重点：实验探索磁生电现象及磁生电产生的条件。难点：利用磁通量的变化来解释磁生电的条件。教学准备（教、学具）线圈，电流计，条形磁铁，蹄形磁铁，螺线管。教学过程设计引入：展示大自然中对称美的图片，让学生感叹大自然的神奇与和谐。引入物理学的研究中可运用对称的思想。提出问题：电能生磁，那么磁能生电吗？历史的回顾（简单介绍）奥斯特发现了电流的磁效应，揭开了关于电和磁之间联系的研究序幕，普遍引起了这种对称的思考：能不能用磁体使导线中产生出电流？菲涅耳（A.J.Fresnel，17881827，法国物理学家）的贡献：在奥斯特公布他的发现不久，菲涅耳就宣称他把磁铁放在螺旋线圈里，能够成功地由磁产生出电。但是当其他科学家按照这样做时，却没能产生出电，但是菲涅耳的这一发现却启发了安培于1821年着手于这一方面的探索。3安培（A.M.Ampere,17751836），法国学家安培设计了这样一个实验：他将一个多匝线圈固定在竖直平面上，在这个线圈的内部的同一竖直平面悬挂一个可以转动的闭合线圈。他设想，当固定线圈中通以强电流时，悬挂的闭合线圈中也会产生某种电流而出现磁性；这时如果用一个强磁铁接近它，就会使中间的可动线圈转动起来。由于他只是在稳态情况下进行实验，所以未能探测到这种现象。4科拉顿（D.Colladen，18021892）：瑞士物理学家科拉顿将一块磁铁在线圈中移动，试图在螺线管中产生出电流。为避免磁铁对电流计的指针产生影响，他用一根很长的导线把螺线管和电流计连接起来，并把电流计放在隔壁的房间里。实验时，他将磁铁分别插入和拔出螺线管，然后再跑到隔壁房间观察电流计的摆动情况。但不管他跑的多快，始终没有看到电流计的偏转。5法拉第（M.Farad17911867）英国物理学家法拉第自1821年就开始了磁生电的研究，他用强磁铁靠近闭合线圈，想在闭合线圈中产生出电流，均遭到失败，但他毫不气馁，仍然坚定地进行各种实验，经过无数次的试验，终于于1831年发现了磁生电的现象。磁生电的实验探索实验1：没有电池也能产生电流教师演示，引导学生观察实验结果导线与电流计连接，让导线在蹄形磁铁中左右运动，观察电流计指针有没有偏转。现象：指针偏转结论：磁铁不动，闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时能产生电流。提出问题：如果导体不动，磁场发生改变，能否产生电流呢？学情预测：学生回答能或不能的都有，教师先不解答，引入实验2实验2：观察条形磁铁插入或拔出螺线管时电流计指针的偏转情况引导学生动手做实验，并填下表判断磁铁运动时产生电流的情况：N极插入时N极拔出时S极插入时S极拔出时磁铁不动时电流现象：（1）在条形磁铁插入或拔出螺线管的瞬间，电流计指针发生偏转（2）条形磁铁在螺线管中保持不动时，电流计指针不发生偏转现象解释：条形磁铁插入或拔出螺线管，实际上是使通过螺线管的磁通量发生变化。知识链接：复习磁通量定义，穿过磁场中某一面积的磁感线条数叫做穿过该面积的磁通量，=BS磁通量的变化：一段时间内始、末两时刻的磁通量之差，=21条形磁铁的磁感线分布是一定的，不随磁铁的运动而改变，但穿过螺线管的磁感线的条数发生变化引导学生分析和判断磁铁运动时磁通量的变化情况：N极插入时N极拔出时S极插入时S极拔出时磁铁不动时穿过螺线管的磁通量增大减小增大减小不变电流有有有有没有结论：当穿过闭合回路中的磁通量发生变化时，该回路中就有电流产生。总结：1磁生电的条件：穿过闭合回路中的磁通量发生变化时，该回路中就有电流产生。2电磁感应现象：因磁通量变化而产生电流的现象叫做电磁感应现象。3感应电流：电磁感应现象中所产生的电流叫感应电流。三、布置作业：利用课外时间查找有关电磁感应发现过程的资料。