初中人教版第5节 磁生电第二课时教学设计

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课程基本信息课例编号 学科物理年级九年级学期第1学期课题磁生电（第二课时）教科书书名：九年级全一册                                 出版社：人民教育出版社       出版日期：2013 年6 月教学人员 姓名单位授课教师  指导教师  指导教师  教学目标教学目标：了解发电机的构造、工作过程和原理，知道发电机发电过程中的能量转化。教学重点：发电机的工作原理。教学难点：发电机的工作原理。教学过程时间教学环节主要师生活动   1min        9min                                                 9min                                                                                   1min    引入新课        认识手摇发电机                                                发电机                                                                                   课堂小结布置作业 上节课，我们通过实验，观察到了磁生电的现象。即电磁感应现象。什么是电磁感应现象呢？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。我们通过实验还了解到，产生的感应电流的方向与导体切割磁感线的方向、磁场的方向都有关系。发电机的基本原理就是电磁感应。 生活中有各种各样的发电机，例如风力发电机、水力发电机、火力发电机、便携式发电机等等。请同学们想一想：发电机如何发电的呢？ 这是一个手摇发电机，它主要由磁铁、线圈和可摇动的手柄组成。 我们一起来看看它的内部构造。【播放视频】 转动手摇发电机的手柄，真的会发出电来吗？我们把一个小灯泡和手摇发电机相连，小灯泡会发光吗？我们一起来做做看【播放视频】转动手柄，观察到小灯泡发光，说明，电路中产生了电流。在实验过程中，同学们还观察到什么现象了吗？请同学们再认真观察实验，注意观察小灯泡的亮度变化？跟老师的什么操作有关系？【播放视频】 通过实验，我们发现，在转动手柄的过程中，小灯泡的亮度发生了变化，有时暗一点，有时亮一点。是实验过程的什么操作，导致了小灯泡的亮度变化呢？同学们一定都发现了，是转动手柄的速度。当转动手柄速度较慢时，线圈转动得较慢，小灯泡亮度较暗，这说明，产生的电流较小。当转动手柄速度较快时，线圈转动得较快，小灯泡亮度较亮，这说明，产生的电流较大。因此，线圈转的越快，小灯泡越亮，说明产生的电流越大。 我们利用灵敏电流计，来检验刚才对电流大小变化做出的判断。将灵敏电流计和手摇发电机相连，转动手摇发电机手柄速度较慢，请同学们认真观察灵敏电流计指针的偏转情况。【播放视频】第二次我们转动手摇发电机手柄的速度较快，请同学们认真观察灵敏电流计指针的偏转情况。【播放视频】 通过两次实验对比，我们发现，当手摇发电机手柄转动较慢时，带动线圈在磁场中转动的较慢，灵敏电流计指针偏转较小，说明产生的电流较小。当手摇发电机摇把转动较快时，带动线圈在磁场中转动的较快，灵敏电流计指针偏转较大，说明产生的电流较大。因此，发电机线圈转动越快，产生的电流就越大。也就是手摇发电机产生的电流大小是变化的 通过实验，同学们还发现什么现象了吗？  没错，当转动手摇发电机的手柄时，灵敏电流计的指针偏转方向也发生了变化。由此，我们判断手摇发电机发出电流的方向是变化的。我们通过下面的实验进行验证。发光二极管具有单向导电性，我们把两个发光二极管极性相反地并联起来，并与发电机相连，转动手摇发电机的手柄，请同学们认真观察这两个发光二极管的发光情况。【播放视频】通过实验我们发现，当转动手摇发电机的手柄时，两个二极管交替发光。这说明，手摇发电机产生的电流方向也是变化的。 实验表明：手摇发电机发出的电流的大小和方向都是变化的。这种大小、方向不断发生变化的电流，称为交变电流，简称交流。发出交变电流的发电机也叫交流发电机。在交变电流中，有一个非常重要的概念，就是交变电流的频率。在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率。我国电网以交流供电，频率为50赫兹。一个发电机，主要由磁铁、线圈、铜环、电刷等部分组成。线圈在磁场中转动，做切割磁感线运动，产生感应电流。为了把线圈中产生的感应电流输送给用电器，还要用铜环和电刷把线圈和用电器连接起来。发电机为什么会发出交变电流呢？我们通过一个视频，理解发电机的工作过程。【播放视频】线圈的蓝色部分在前半周转动时，向下做切割磁感线运动，电流计指针向右偏转，产生感应电流；线圈的蓝色部分在后半周转动时，向上做切割磁感线运动，电流计指针向左偏转，产生感应电流的方向相反。因此，发电机的工作原理，正是闭合回路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流。即电磁感应。实际的发电机要比手摇发电机复杂的多。但都是由转子，即转动的部分，和定子，固定部分组成。小型发电机一般采用磁极不动，线圈转动的方式发电。大型发电机机发出的电，电压很高，电流很强，一般采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电。而且，为了得到较强的磁场，一般要用电磁铁来代替永磁铁。图片中就是一个大型发电机在安装转子。 请同学们想一想：发电机发电的过程中，发生了什么能量转化呢？例如，火力发电，发生了什么能量转换呢？火力发电机，利用燃料燃烧产生的内能，推动汽轮机转动，带动发电机发电。即先有汽轮机把内能转化为机械能，再由发电机把机械能转化为电能。水力发电的过程中，是用水流推动水轮机转动，带动发电机发电，将机械能转化为电能。风力发电的过程中，是用风力推动风车转动，带动发电机发电，将机械能转化为电能。因此，电能都是由其他形式的能转化而来的。而发电机发电的过程就是把机械能转化为电能的过程。 中国风力发电起步，经过了从外国引进，到自主研发的艰难奋斗历程，历时30余年。风力发电工程的建设，也从最初的平原，转移到山地，再到高原和海洋。在上海东海大桥东侧，矗立着世界上最大型的海上风力发电机SL5000。它是风力发电机中的巨无霸。它的机舱上可以起降直升机，它的风轮高度超过40层楼，完全由我国自主研发设计。整个海上风力发电项目投入运行以来，已经累计发电将近12亿度，和火力发电相比，少使用了54万吨标准煤。大大节省煤炭、石油等能源，减少了环境污染。除了风力发电以外，太阳能发电，即光伏发电也在我国高速发展，10年来，中国的光伏高速发展，10年以来，光伏发电的成本下降超过90%。中国光伏新增装机量已经连续6年位居全球第一，累计装机规模已连续4年位居全球第一。光伏发电在生活中有非常广泛的应用，例如太阳能路灯、太阳能电源、太阳能小车等等。   学习了电磁感应，同学们能否利用磁生电，即电磁感应，解释动圈式话筒的工作原理呢？动圈式话筒主要由磁体、线圈、膜片等部分组成。  在使用动圈式话筒时，人发出的声音使膜片振动，膜片带动线圈在磁场中振动，做线圈做切割磁感线运动，线圈中产生感应电流，而且产生的感应电流的大小随声音的变化而变化。产生的电信号经扩音机放大后传给扬声器，从扬声器中就发出了放大的声音。因此，动圈式话筒的工作原理，主要是利用了电磁感应。 电磁感应现象在生活中有非常广泛的应用。例如磁记录技术。录音机的磁带就应用了磁记录技术。那录音机是如何通过磁带，记录和播放出声音的呢？我们先来看第一个过程，录音机是如何录制声音的。【播放视频】录音机在录音时，将声音先转化成变化的电流，变化的电流通过录音磁头产生变化的磁场，磁带上的磁粉被变化的磁场磁化，于是将声音记录在了磁带上。那录音机又是如何播放出磁带上的记录的声音呢？【播放视频】播放声音时，磁带贴着放音磁头运动，强弱变化的磁场使放音磁头中产生变化的感应电流，电流经放大后，使扬声器发声，便播放出了声音。因此，磁记录的本质是将电信号存储在磁介质内，称为磁记录。磁记录的信息可以是声音、图像、数字或其他可转换为电信号的信息。其中，磁记录的记录过程是应用的电生磁原理，播放的读出过程是应用的磁生电原理。磁记录技术已在音像、计算机以及航天等许多领域得到应用。例如生活中常见的磁条式银行卡、高铁火车票等，都应用了磁记录技术。 以上就是今天的新课内容。 课堂小结，本节课主要学习了：1. 发电机的工作原理：电磁感应。2. 交流发电机产生的电流是交变电流，简称交流。   我国电网以交流供电，频率为50赫兹。3. 发电机发电的过程是机械能转化为电能的过程。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：联系前面学过的直流电动机的知识，想想看，有什么办法可以使手摇发电机发出方向不改变的电流？可以利用画图进行简要说明