教学目标[中国@^*%教育出#版网]
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。[www.*@^z~zstep.c#om]
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?[w^ww.z&zstep.com#~*]
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?[www.*zz%step.#~co^m]
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[来&源:#中教^%网~]
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[中国教&育~出%^版*网]
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:[来~*源:中^国教育%&出版网]
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?[来%源:@~z&z#step.com]
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:
①具有闭合电路;[来源:~中教&%*网^]
②一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)。[来源:#中^国&教育*出版~网]
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[w^w#w~.zzst&ep.c*om]
五、板书设计
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教学目标
1.知识与技能目标
①了解磁生电发现的历史过程。
②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
①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。
②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
①体会人类探索自然规律的科学态度与科学精神。
②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:[来&*源^:中教~网@]
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[来源:~中国教育%*出版&网@]
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?[来源:中%^国@教育出~版网&]
历史的回顾(简单介绍)[来源:&中*教%#网~]
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,1788—1827,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,1775—1836),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,1802—1892):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.Farad1791—1867)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。[来源^%&:中@教~网]
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。[ww@w#.zzs%t~e&p.com]
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
[中*&%@国教育~出版网]
[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:
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:[w~ww@%.zzstep#.&com]
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。[来源*%:zzs#tep&.@com]
[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,φ=BS磁通量的变化:一段时间内始、末两时刻的磁通量之差,ΔΦ=Φ2-Φ1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:
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。[来源@:^*中教网]
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。[来~&源:中^国教%育*出版网]
本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/0ee3430cf11dc281e53a580216fc700abb6852c6.html
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