初中科学浙教版八年级下册第5节 磁生电第1课时教学设计

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课题
1.5磁生电（1）
单元
一
学科
科学
年级
八下
教材分析
本节《磁生电》是“电生磁”的逆向思维，如何利用磁生电，通过实验发现，只有当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中才会有感应电流，导体的运动方向与磁场方向不能平行。电磁感应实验中要消耗机械能最后获得电能，所以电磁感应是发电机的原理，工作时把机械能转化为电能。
本节内容分2课时完成，第1课时为电磁感应现象，重点介绍感应电流产生的条件。第2课时是交流发电机工作原理，重点介绍交流发电机结构和工作原理。
核心素养
目标
科学观念：知道电磁感应现象及产生感应电流的条件；知道在电磁感应现象中，机械能转化为电能；了解电磁感应在实际生活中的应用。
科学思维：学会使用观察、实验、思维分析问题及科学表述实验结论；
探究实践：通过探究磁生电的条件，进一步了解电和磁之间的相互联系，提高学生观察能力、分析概括能力和联系简单现象探索物理规律的能力。
态度责任：培养热爱科学、崇尚科学的态度，初步具有创造发明的意识。
重点
电磁感应现象；产生感应电流的条件，影响感应电流方向的因素。
难点
尝试动手设计实验，并由实验结果概括物理规律；理解“切割磁感线”。
教学环节
教师活动
设计意图
导
入
新
课
奥斯特实验证明了电流能够产生磁即电流的磁效应，成为第一个发现电与磁之间有联系的人而载入史册!
自从奥斯特发现了“电”能生“磁”后，许多科学家开始探索磁能否产生电。
1822年始，英国物理学家法拉第开始进行“磁生电”的探索，经历了长达10 年的艰辛探索，终于在1831年发现了磁生电的条件和规律，实现了利用磁场获得电流的愿望。法拉第的这个重大发现，带来了电能的大规模生产和利用，开辟了电气化的新纪元。
法拉第发现了电磁感应现象，证明磁能生电。

产生逆向思维
讲
授
新
课
活动：
探究产生电磁感应现象的规律和条件：

1、 线圈的一侧在磁场中静止时：
（1）闭合开关，观察电流表指针是否偏转。[不偏转]
（2）换用磁性更强的蹄形磁体，闭合开关，观察电流表指针是否偏转。[不偏转]
（3）换用匝数更多的线圈，闭合开关，观察电流表指针是否偏转。[不偏转]
归纳1、
结论：线圈的一侧在磁场中静止时，电路中并没有电流产生。
说明：是否能产生电与磁体磁性强弱和线圈匝数多少无关。
2、线圈的一侧在磁场中运动时：
（1）闭合开关，让导线在磁场中做水平（即垂直于磁场方向）向左和向右运动，观察电流表指针是否偏转。 [偏转]
（2）闭合开关，让导线在磁场中做垂直（平行于磁场方向）向上和向下的运动，观察电流表指针是否偏转。 [不偏转]
（3）闭合开关，让导线在磁场中斜向上或向下运动，观察电流表指针是否偏转。 [偏转]
归纳2、
结论：线圈的一侧在磁场中运动时，若运动方向与磁感线方向平行，电路中中没有电流产生；但当导线切割磁感线时，电路中就有电流产生。
说明：是否产生感应电流与导线是否切割磁线运动有关。
3、导线静止而磁体运动：
（1）闭合开关，让磁体做水平向左和向右运动，观察电流表指针是否偏转。
[偏转]
（2）闭合开关，让磁体做垂直向上和向下的运动，观察电流表指针是否偏转。 [不偏转]
（3）闭合开关，让磁体斜向上或向下运动，观察电流表指针是否偏转。
[偏转]
归纳3、
结论：导线静止而磁体运动时，若导线与磁体运动方向平行，电路中没有电流产生；只要导线与磁感线产生切割时，电路中就有电流产生。
说明：感应电流的产生与导线和磁感线间是否切割有关。
综合：
问题讨论：
获得电流的条件是什么？
[闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就有感应电流发生。]
得出结论：
1、电磁感应：
闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应。
2、导体中产生感应电流的条件：
1）电路必须闭合；
3、感应电流：
由于电磁感应产生的电流就叫做感应电流。
4、电磁感应时，机械能转化为电能。
2）部分导体在磁场中做切割磁感线的运动。
视频：电磁感应
问题讨论：
电路中感应电流的方向可能与哪些因素有关？
[感应电流方向与导体切割磁感线的运动方向、磁场方向有关。 当导体切割磁感线的运动方向和磁场方向中，只有一个因素改变时，感应电流方向改变。
所以电磁感应现象中产生的感应电流方向是变化的。 ]
讨论：
把一根大约10米长的软 电线的两端连接到一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合电路。
两个同学摇动电线，并不断变化方向，观察电流表指针是否发生偏转？
沿哪个方向站立摇动电线时，产生电流比较大？
[答案：能偏转 东西方向站立]
解析：
由于地球的周围存在磁场，且磁感线的方向是从地理的南极指向地理的北极，所以当两个同学朝东西方向站立，并迅速摇动电线时，导线就会做切割磁感线运动，灵敏电流表的读数最大。
讨论：
如何用实验方法研究感应电流的大小与导体切割磁感线的速度及磁场强度之间的关系？
[实验方法：
1）在闭合回路中串接灵敏电流计,使闭合回路的一部分导体在磁场中切割磁感线，观察灵敏电流计的指针会发生偏转角度大小情况；
2）保持磁场强度不变，改变切割的速度快，观察电流计偏转的角度大小情况；
3）保持切割速度不变，改变磁场强度，观察电流计偏转的角度大小情况。]
学法指导：
1）切割运动不一定需要垂直，导体的运动方向与磁感线有一定的角度也可以。切割运动时，不一定是导体运动，导体与磁场相对运动也可以。
2）不是切割运动的情况有两种：
①导体沿磁感线方向运动；②导体沿自身所在的直线运动。
3）若电路不闭合，但导线切割磁感线运动，则导线两端有感应电压；
4）感应电流的大小与导体切割磁感线的速度和磁场的强度等有关。
①当磁场强弱一定时，导体切割磁感线的速度越大，产生的感应电流越大。② 当导体切割磁感线的速度一定时，磁场越强，产生的感应电流越大。
电磁感应现象的应用举例：
1、发电机：
利用电磁感应现象可以制成发电机，实现机械能转化为电能。
2、电磁炉：
炉面下方一铜制线圈，线圈产生强弱变化的磁场，交流磁场通过炉面上的铁磁性3、手捏发电手电筒：
当手握下时推动齿条移动，把魅力通过齿轮传给棘轮作单向圆周运转，棘轮再带感应发电机旋转产生电流，电流可供电池充电和点亮LED灯，实现照明。
4、行走发电鞋：
这种发电鞋内部安装有磁铁和线圈，人在行走时,人体带动磁铁运动,磁铁产生的磁场通过线圈,从而产生感应电流。用于取暖或点亮LED灯装饰。
金属锅具时，产生感应电流，使锅底迅速发热。
阅读：电吉它
实验探究分几个部分进行：1是导体静止在磁场中，电路通或断、并逐一改变磁场强度等因素；2是导体在磁场中各种运动，3是导体静止而磁场运动。
让学生发现不论是导体还是磁场，只要运动时出现切割磁感线运动，才会产生电流。突出重点也突破难点。
对空难现象进行一个综合，分析出产生感应电流的条件
学生在实验探究过程中已发现电流方向在改变，讨论是强化、明确一下。
与前面所学的地磁场联系起来
有了前面的基础，学生利用控制变量设计实验相对容易些。设计能力有所提高。
学法指导，促进后进生提高，对学优生更是一个提高。
应用举例和阅读，使学生体会学有所用，科学服务于生活、生产。
课
堂
练
习
1、如图是“磁生电”的探究过程，你认为以下说法正确的是( C )
A．让导线在磁场中静止，蹄形磁铁的磁性越强，电流表指针偏转角度越大
B．用匝数较多的线圈代替单根导线，且使线圈在磁场中静止，这时电流表指针偏转角度大些
C．蹄形磁铁固定不动，使导线沿水平方向运动时，电流表指针会发生偏转
D．蹄形磁铁固定不动，使导线沿竖直方向运动时，电流表指针会发生偏转

(第1题图) （第2题图）
2、在探究“产生感应电流的条件”实验中。
（1）观察 判断电路中是否有感应电流。
（2）闭合开关，若导体AB不动，左右移动磁体，则电路中 (选填“有”或“无”)感应电流。
（3）如果将小量程电流表换成 ，可以探究磁场对通电导体的作用。
[灵敏电流计指针是否偏转；有；电源]
3、用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。
（1）实验中，若观察到 (选填“电流表指针偏转”或“导体棒ab移动”)，则电路中产生了感应电流。
（2）某同学按图完整地连接好各元件后，分别向水平方向和竖直方向移动导体棒，能够产生感应电流的是 (选填“甲”或“乙”)。
[有指针偏转；甲]
4、如图，当条形磁铁从相同高度自由下落分别穿过闭合的塑料环和铜环，发现穿过铜环后的磁铁机械能较小。原因是磁铁在穿过铜环时发生了
现象，有一部分的机械能转化为 能。
[电磁感应 电]
5、王建同学对微风电风扇产生了兴趣，将它与小灯泡按如图甲所示的电路连接并进行实验。用手快速拨动风扇叶片，这时发现小灯泡发光。此时它的工作原理是 ，电路可简化为图乙中的 图。
[电磁感应；a]
6、如图甲，a表示垂直于纸面的一根导体(相当于图乙中的导体AB)。它在磁场中按箭头方向运动时，在 和 两种情况下会产生感应电流。
[B;C]
7、如图所示，将甲、乙两个微型电动机的转轴对接并固定在一起，闭合开关后两电动机一起转动，小灯泡发光。此处产生电磁感应现象的是 （填“甲”或“乙”）电动机。该过程中能量转化是将电能→ 能→电能，最终转化为内能和光能。
[甲；机械 ]
8、如图所示,足够长的光滑金属导轨与导线CD相连,金属导轨与蹄形磁体固定在木板上,木板倾斜放置。质量、大小均相等的金属铝棒和绝缘棒分别垂直于导轨放置(与导轨接触良好),在相同的位置静止释放。两根棒在下滑过程中，能使线圈中产生感应电流的是 （“铝棒”或“橡胶棒”）若要增大感应电流大小，在不改变实验器材情况下，可以进行怎样的操作? 。
[铝棒；增大木板与地面的夹角/将木块向左移动]
及时训练，有利于巩固刚刚学习的新知识。
同时还有发现学生理解所学知识中存在的问题，便于及时纠正、修补。
课
堂
小
结
1、电磁感应现象：
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生感应电流。电磁感应过程中，机械能转化为电能。
2、感应电流产生的条件：
1）闭合电路
2）一部分导体做切割磁感线运动
3、感应电流的方向与导体切割运动的方向、磁场方向有关；
4、应用：发电机
帮助学生掌握重点，
更加容易的学习。
板
书