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课题

第九章:电与磁  第七节:磁生电

学习

目标

知识目标:

 

1.知道电磁感应现象;知道产生感应电流的条件;

 

2.知道发电机的原理;能说出发电机为什么能发电;知道什么是交流电;知道发电机发电过程是能量转化的过程;

 

3.知道我国供生产和生活用的交流电的频率是50 Hz的意思;能把交流电和直流电区分开来。

能力目标:

 

1.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;

 

2.观察和体验发电机是怎样发电的,提高学生应用知识分析和解决问题的能力。

情感目标:

 

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妙的科学方法;

 

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。

学习重点

电磁感应现象产生的条件;发电机的工作原理。

学习难点

发电机的工作原理。

教具与

媒体

演示电流表、蹄形磁铁、导体、开关、投影、微机、挂图、手摇发电机一台、小灯泡。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

内容与教师活动

学生活动

设计

依据

一、创设情境,引入新课(3min

 

〖师〗由以前学过的奥斯特实验说明电可以生磁,那么反过来磁能不能生电呢?

 

现在我们所用的发电机是可以产生电,它是由磁产生的吗?它的工作原理是什么,什么条件下才能生电?今天我们就研究这个问题?(板书课题)

 

二、进入新课,科学探究

 

(一)什么情况下磁可以生电(12min

 

1.由奥斯特实验,当导线中能有电流时,小磁针会转动,那么反过来,如果我们让小磁针转动,导线中会不会有电流产生呢?

 

2.通电导线在磁场中会受到力的作用,从而使导体发生了运动,那么反过来,如果让导体在磁场中先运动,导体中会不会产生电流呢?

 

3.【实验】课本图851所示的装置,探究在什么情况下才能产生电流。

 

 

学生回答

 

 

学生思考

 

 

 

学生回答

 

 

 

 

 

学生观察

 

培养辩证看问题的习惯

 

 

 

反过来思考习惯的培养

 

4.尝试的角度

 

1)让直导线在蹄形磁体的磁场中静止,换用不同强度的磁体,观察到电流表指针不偏转;

 

2)让直导线在蹄形磁体中上、下运动,观察到电流表指针不偏转,这说明没有产生电流;

 

3)将直导线在磁场中左右运动,电流表指针发生了偏转,说明导线中产生了电流。

 

4)将直导线在磁场中斜着运动,电流表指针也发生了偏转,说明导线中产生了电流。

 

【结论】如果导体在磁场中做切割磁感线运动,则导体中就会产生电流,我们把这种现象叫电磁感应,产生的电流叫感应电流。

 

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。

 

5.【视频】电磁感应现象。

 

(二)发电机(12min

 

1.老师出示发电机模型。

 

〖实验〗把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来,当摇动手柄使线圈在磁场中快速转动,观察到什么?

 

〖实验〗用电流表换下小灯泡,缓慢摇动大轮,观察电流表的指针发生了怎样的变化。

 

【现象】电流表指针左右摆动。

 

2.为什么会是这样的呢?

 

1)【发电机的构造】

 

看书后回答:发电机是由哪几部分组成的?

 

它是由磁体、线圈、滑环、电刷组成。与电动机相似,但没有电动机的换向器。

 

2)【工作原理】

 

当线圈在外力的带动下在磁场中转动时,线圈的两个边分别切割磁感线,且切割的方向不同,所以它们主生的感应电流方向也不同,这正好使线圈沿着某一个方向向外流出电流。

 

 

当线圈转过图中的这个位置时,两边切割磁感线的方向变成了倾斜的方向,使得切割磁感线的条数减少,故产生的感应电流也减小,所以出现一大一小的指针摆动现象。

 

当线圈转过了180度以后,线圈的每条边的运动方向正好相反,故它们产生感应电流的方向也会相反,所以还会出现电流表指针方向一会儿向左偏一会儿向右偏的现象。

 

(三)交流电(6min

 

1.概念:线圈转动一周,电流方向变化两次,所发发电机发出的电流方向是周期性变化的,我们把周期性改变方向的电流叫交电流,简称交流。

 

2.频率:在交流电流中,电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率;频率的单位是赫兹,简称赫,符号为Hz,线圈转动一周所用的时间叫周期。

 

我国照明用电的频率是50Hz,周期是002秒。

 

3.交直流电的转换

 

如图854所示的发电机发出的是交流电,因为线圈本身产生的就是大不上、方向周期性变化的交流电;如果我们把两个圆环换成一个换向器,它就可以把线圈内产生的交流电经过转换,输出的是方向不变的直流电,但大小也是要周期性改变的。

 

(四)实际发电机的构造(5min

 

1.由定子和转子组成,小型发电机采用线圈转动,磁场不动的方式;大型发电机采用线圈不动,磁场转动的方式,因为大型发电机的电流大,电刷与滑环间容易产生电火花,很不安全,故采用旋转磁极的方式发电。

 

2.【能量的转化】发电机发电过程是把机械能转化为电能;实际发电是由其它形式的能转化为电能的。

 

(五)话筒的原理(5min

 

作用:把振动的声音变成变化的电流。

 

原理:振动声音的运动在磁场中切割磁感线,这样线圈中就产生了变化的电流。

 

学生观察

 

 

 

 

 

 

 

师生讨论

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生观察

 

 

 

 

 

 

回答

 

 

 

 

 

 

 

师生讨论

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

师生讨论

 

 

 

 

 

学生计算

 

 

 

 

 

 

 

师生讨论

 

 

 

学生回答

 

 

 

 

 

尝试失败不一定都是坏事,起码知道这样做是不行的

 

 

 

 

 

对学生进行科学史的教育

 

 

 

 

 

 

先由直观的现象吸起讨论的话题

 

 

 

原理图直观、明了,能让学生看得更清楚

 

 

 

工作原理以简约为主,主要针对一个原理图说明一下大致的过程即可

 

 

 

把它与演示的现象、照明电路结合起来是不难理解的

 

 

 

 

 

 

 

 

体现了了从物理走社会

 

这节课我们学习了磁生电的知识,认识了电磁感应现象,了解了发电机的构造、原理和工作过程,知道了交流电的一些基本常识。

 

磁能生电是有条件的,即当导体切割磁感线时能产生感应电流,这时是机械能转化为电能;发电机就是根据这样的原理而制成的,发电机由磁体、线圈、滑环、电刷组成,当线圈在磁场中转动时,线圈两边的导体做切割磁感线运动,则线圈中就产生了感应电流,由于线圈的转动,线圈产生的电流大小和方向都在改变,这样的电流我们叫做交流电,把这样的电流直接输送出来的发电机就是交流发电机,如果输出时通过一个换向器,则就成了直流发电机。

动手动脑学物理  ①②③④。

教学流程

 

 

 

 

 

 

第七节:磁生电

一、什么情况下磁能生电

 

1.电磁感应:导体在磁场中做切割磁感线运动,则导体中就会产生电流。

 

二、发电机

 

1.原理:电感感应现象;2.构造:磁体、线圈、滑环、电刷组成。

 

三、交流电

 

1.周期性改变方向的电流叫交变电流,简称交流。

 

2.电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率;单位是赫兹,简称赫,符号为Hz

 

四、实际发电机的构造

 

由定子和转子组成,大型发电机的电流大,通常采用旋转磁极的方式。

 

五、话筒:把声音→振动→在磁场中转变成电流。

 

 

 

 

 

这节课的内容也较多,但教材中明显地去掉了原来抽象难理解的发电机的工作原理,代之的是对原理的简单介绍,几句话,我们如何处理这个问题也是关键,实践证明:不过深地追究工作过程的完整性,只是对图854作一个简单的描述、趋势分析即可。

 

交直流发电机的转换教材也没提到,我认为将换向器的知识再次使用一下,对学生来说难度不算太大,对他们的学习还有帮助,所以我就讲了一下,我感到很好,培养了学生的创新意识和创新能力,使之对发电机的转换有了个清晰的认识。

 

话筒的工作原理是在课后习题中出现的,把它与上节课所讲的扬声器结合起来,学生就有了个完整的知识印象,对他们的记忆也是有帮助的。

             

 

    
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