九年级物理第十七章-电从哪里来讲义.pdf

九年级物理第十七章电从哪里来本章概述 一、课标要求：1.从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。2.通过实验探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。二、教材分析：通过前面的学习，学生已经知道电源是提供电压的装置，而电压是形成电流的原因。本章首先从能量 的观点认识电源，也即从能量转化的角度知道电源的作用，然后具体讲了电磁感应现象及发电机的工作原 理，最后介绍了电能的输送过程。电池是学生熟悉的，但五光十色的电池也是学生陌生的。根据从生活走向物理的理念，电池部分主要 介绍了干电池，也讲了蓄电池，但都只简要叙述了它们的电压，原理也只讲了它们是把化学能转化为电能(蓄电池要先把电能转化为化学能)的装置，并不涉及电化原理。科学技术是在不断发展的，所以用电池 和燃料电池作为新型电池的代表，以拓展学生的视野，用发电机发电是电源的另一重要类型，课本中也是 从能源(动力源)角度介绍了各种类型的发电，不涉及具体的发电机理，目的是培养学生的科学素养，为 学生接触社会和进一步发展作一些准备。电磁感应现像是电磁联系的重要一环，而且是目前各类发电机的最重要、也是最基本的成员。在本章 中电磁感应现象不仅是作为知识，特别是作为科学探究能力的培养而设置的。通过本章的教学，学生将不 仅对电磁感应现象有初步的认识，认识到产生电磁感应的过程也是能量转化的过程，初步了解发电机的简 单原理，特别是体会到电磁感应现象在生活中一些触手可及的地方的应用，减小对物理学的神秘感。通过 科学探究导体中感应电流产生的条件，学生将在交流与合作方面有初步的体会，对他们今后的学习、就业，与社会的融合方面作一定的影响。通过实验，让学生知道电能的整个输送过程，并从感性上认识到高压输电可以减小电能的损耗，提高 电能的输送效率，不需要从电路原理方面进行认识。重点：(1)干电池的能量转化及使用注意事项，发电机的能量转化及发电机开发利用的可持续发展情况。(2)电磁感应现象条件及发电机的工作原理。(3)(3)电能的高压输送的原因。难点：(1)干电池的结构及性能(2)电磁感应现象的探究过程三、教法、学法指导对本章内容的把握，首先要从整体上入手，电路中的电源是提供电压的装置，而电源又可分为电池和 发电机，电池产生的是直流电，发电机产生的是交流电，电压的输送必须要用高压，而高压电到了用电单 位又要把电压降下来。使学生在头脑中形成电能来源的清晰网络。其次要注意进行对比电池与发电机在能 的转化及对环境的影响方面的不同点。教学建议：1、主要是学生自主阅读，通过各种途径收集相关资料，课上用多种形式交流信息、理解和体会；2、教师和学生一起收集资料、交流，一同经历，共同提高；3、电磁感应的探究实验必须要让学生亲身做一做，体会科学探究过程，加深对实验方法及物理知识 的理解。4、引导学生把所学知识与实际问题相结合，并用来解释实际问题。本章教学，一定要让学生多讨论、多交流，逐步理解物理规律的由来及对人类、对社会产生的影响，逐步思考人类应该怎样应用科学技术，并培养学生独立思考和解决实际问题的能力。1本章教材内容结构如下:四、课时安排本章安排五课时进行，每节一课时，小结一课时，测试一课时。九年级物理第十七章第一节电能的产生教学建议一、课标要求1.了解常见电池的结构、性能及使用注意事项，在生活中能根据需要选择合适的电池。2.了解目前常用的几种发电方式中能量的转化过程、开发利用的可持续发展情况。3.了解各种电池和火力发电方式存在环境污染，提高学生的环境保护意识。二、教材分析本节教学包括现部分内容：（1）对常见电池的认识（2）常用发电方式介绍。本章要着重用能量转化 的观点去分析电池和发电机的工作原理，同时要注重对环境的不利影响。在常见电池的教学中，重点是让学生了解常见的干电池、蓄电池、太阳电池和燃料电池的能量转化特 征，以及它们的主要结构；让学生知道干电池和蓄电池能够造成环境污染，不要随便拆开或乱丢弃；不要 求学生知道各种电池的化学原理；也可以不向学生介绍干电池中有关锌锦电池、银镉电池、锂电池和银锌 电池等之间的结构差异。常用发电方式的教学重点应该放在各种发电方式中有关能量转化过程、影响可持续发展的因素，以及 是否存在环境污染隐患等内容的介绍，发电机的结构和工作原理将在下节中学习，这里不向学生介绍。重点：（1）常见干电池、蓄电池、太阳电池和燃料电池的能量转化特征和对环境的影响；（2）各种发电方式中有关能量转化过程、影响可持续发展的因素，以及是否存在环境污染隐患等内容。难点：常见干电池的的结构及性能。三、课时安排：一课时四、教学准备：各种类型的电池实物、模型及其挂图、水果电池器材（西红柿、铜片、锌片、耳机和导线）、示波器2五、教学设计：引言：同学们，当你看到夜晚明亮的街灯、电视机屏幕上绚丽的画面、收音机中播放出悠扬的音乐、电饭 锅煮出香喷喷的米饭，是否想到这些现象都与电有关，那么你知道电能是从哪里来的呢？教学内容教师活动学生活动备注一、电源1.提出问题：我们已经知道，电源提供电压，而电压问答：干电池、蓄本堂课要形成电流，你知道常见的电源有哪些吗？电池、发电机等。讨论、交流、回答求学生积 极参与，教二、电池2.你见过的干电池有哪些？请列举出来。并说出它讨论、交流、回答师要调动们的用途。学生观看挂图，回学生的积3.教师结合学生回答出示各种电池的模型、实物及答问题，讨论、交极性，让学挂图，并进行讲评。流、回答生积极讨4.请说出干电池、蓄电池、太阳电池及燃料电池在 使用过程中的能量转化。讨论、交流、回答论、交流、回答，所有5.你听说过水果电池吗？怎样可以制成水果电池，请同学们利用桌上的器材做一做。6.电池给人们生活带来了方便，在使用时应注意什 么问题？7.直流电与交流电有什么区别？教师通过示波器演 示交流电与直流电波形情况。动手、动脑、交流讨论、交流、回答讨论、交流、回答板书由学 生完成三、发电机8.目前常用的发电方式有哪些？9.请说出常用发电方式中的能量转化是怎样的？10.从对环境的影响来看，分析常用发电方式的利与 弊。11.请列出你所知道的新型发电方式。讨论、交流、回答 讨论、交流、回答讨论、交流、回答 讨论、交流、回答课堂练习1.下列电池：（1）锌镒电池（2）银镉电池（3）锂电 池（4）银锌电池，其中属于干电池的 是_02.目前常见的发电方式中有火力发电、水力发电和核 能发电等，请从中选出一种，分析其能量转化过程，完成下列空白。发电方式_能量转化过程：_能转化为_能转化为_能转化为_能。（只填能量的形式）3.目前常用的发电方式有_、_、等，正在研究的发电方法石_、_、_、_。做练习题学生小结引导学生对本节进行总结，归纳知识。小结本节课外作业上网或查阅有关资料了解新型电池和发电方式。课外调查六、板书设计:第一节电能的产生一、电源包括：电池和发电机二、电池：（一）种类：（1）干电池：锌镒电池、锲镉电池、锂电池、银锌电池等。（2）蓄电池（3）太阳电池（4）燃料电池（二）能量转化（三）对环境的影响：3三、发电机（一）发电方式：火力发电、水力发电、核能发电（二）能量转化：（三）对环境的影响：（四）新型发电方式：七、教学反思：八、教学参考1.常见的电池有哪些？（1）干电池carbon-zincdry batteries（2）碱镒电池alkaline（3）一次性电 池 manganese batteries）primary batteries（4）锂电池 lithium batteries（5）铅酸电池 lead batteries（6）化学电池（7）二次电池（8）银镉电池（Ni-Cd）chemical batteries（secondary batteries（9）锲氢电 池Ni-MH（10）锂离子电池Li-ion其它还有：燃料电池fiielcell,物理电池physical energy,太阳电池 solar cellbatteries.2.电池对环境有什么影响？现今几乎所有电池均不含汞，但重金属仍然是汞电池，可充电银镉电池，铅酸电池的必要组成部分。如果处置不当，且数量较多的话，这些重金属将对环境产生有害的影 响。目前，国际上已有专门机构回收氧化镒银镉和铅酸电池。例如非盈利机构RBRC公司 。http:/3.什么是电池的爆炸？预防电池爆炸？电池内的任何部分的固态物质瞬间排出，被推至离电池25cm 以上的距离，称为爆炸。判别电池爆炸与否，采用下述条件实验。将一网罩住实验电池，电池居 于正中，距网罩任何一边为25cm。网的密度为6-7根/cm,网线采用直径为0.25mm的软铝线，如 果实验无固体部分通过网罩，证明该电池未发生爆炸。大家不要一听到电池会爆炸，就对锂电池产 生恐惧感.其实只要你使用的产品（包括电池和充电器）是合格的产品，就不会存在这样的问题.合格 的产品出厂之前都经过了严格的测试，且电池和充电器内都有冲放电保护装置，所以即使电池或充 电器其中有一个失去了保护性能，另外一个还同样可以保护您的电池不会过充，也就不会发生充电 爆炸的现象.即使电池和充电器的保护装置都失效，如果您注意到电池很发烫，立即停止充电并送专 业人员检查，也会避免这种现象发生.迪格浦电池出厂前都要经过充放电试验、跌落试验、震动试验、高低温循环等环境试验，确保产品在不同的环境，受到不同的环境影响都能够性能稳定。更不会 发生爆炸的现象。4.识记忆效应。电池记忆效应是指电池的可逆失效，即电池失效后可重新回复的性能。记忆效应是 指电池长时间经受特定的工作循环后，自动保持这一特定的倾向。这个最早定义在银镉电池。银 镉的袋式电池不存在记忆效应，而烧结式电池有记忆效应。而现在的银金属氢（俗称银氢）电池不受 这个记忆效应定义的约束。因为现代银镉电池工艺的改进，上述的记忆效应已经大幅度的降低，而另外一种现象替换了这个定义，就是银基电池的“晶格化”。通常情况银镉电池受这两种效应的 综合影响，而银氢电池则只受“晶格化”记忆效应的影响，而且影响较银镉电池的为小。在实际 应用中，消除记忆效应的方法有严格的规范和一个操作流程。操作不当会适得其反。对于银镉电 池，正常的维护是定期深放电:平均每使用一个月（或30次循环）进行一次深放电（放电到1.0V/每节，英文称之为exercise）,平常使用时尽量用光电池或用到关机等手段可以缓解记忆效应的形成，但 这个不是exercise,因为仪器（如手机）是不会用到1.0V/每节才关机的，必须要专门的设备或线路 来完成这项工作，幸好许多银氢电池的充电器都带有这个功能。对于长期没有进行exercise的银 镉电池，会因为记忆效应的累计，无法用exercise进行容量回复，这时则需要更深的放电，老外 称（recondition）,这是一种用很小的电流长时间对电池放电到0.4V每节的一个过程，需要专业的 设备进行。对于银氢电池，exercise进行的频率大概每三个月一次即可有效的缓解记忆效应。因为 银氢电池的循环寿命远远低于银镉电池，几乎用不到recondition这个方法。（1）建议1:每次充电 4以前对电池放电是没有必要，而且是有害的，因为电池的使用寿命无谓的减短了。（2）建议2:用 一个电阻接电池的正负极进行放电是不可取的，电流没法控制，容易过放到0V,甚至导致串联电 池组的电池极性反转。1.电池容量越高越好吗？不同型号（特别是不同体积）的电池，他的容量越高，提供使用的时间越 长.抛开体积和重量的因素，当然容量越高越好。但是同样的电池型号，标称容量（比如600mAh）也相同，实际测的初始容量不同:比如一个为660mAh,另一个是605mAh,那么660mAh的就比 605mAh的好吗。实际情况可能是容量高的是因为电极材料中多了增加初始容量的东西，而 减少了电极稳定用的东西，其结果就是循环使用几十次以后，容量高的电池迅速容量衰竭，而容量低的电池却依然坚挺。许多国内的电芯厂家往往以这个方式来获得高容量的电池。而 用户使用半年以后待机时间却是差得一塌糊涂.民用的那些AA镇氢电池（就是五号电池），一 般是1400mAh,却也有标超高容量的（1600mAh）,道理也是一样。提高容量的代价就是牺牲 循环寿命，厂家不在电池材料的改性上下文章,是不可能真正“提高”电池容量的。2.给电池充电是否要先放掉剩余的电？一般情况下，我们使用的电池有：锂离子电池、银氢电 池、锲镉电池和小型密封铅蓄电池。其中只有银镉电池需要在充电前先行放电。这是因为银 镉电池存在记忆效应，通常我们所使用银镉电池不会把电用净，如果我们长期对还有50%残 存电量的电池进行充电，就会使电池极板深处的活性物质钝化，电池就会记住这些电量。这 样，当电池耗至还有50%的电量时，极板深处的充电物质便不能转化为电能释放出来，这是 电压就会突然下降，当然电器也就无福消受这些电量了。我们把这种现象叫做记忆效应。因 此，锲镉电池在充电前应先放电，以防止记忆效应。不过放电不应放净，一般放到略小于1 伏即可。3.交流电与直流电大战。19世纪末，在爱迪生（1847 1931）的推动下，直流电已经有了相当 广泛的应用。不过在实用中，直流电存在很大缺点：不仅花费大量的铜线，而且不能作远距 离输电，每平方英里地区，需要一个单独的发电机供电，很不经济。出生于克罗地亚的发明 家特斯拉（18561943）考虑采用交流电来代替直流电。交流电系统使用高电压、小电波供 电，然后利用变压器调节电流、电压，来适合用户需要。它的突出优点是可以用细导线实现 远距离送电。但是，这种既经济以科学的方案一提出，立即遭到爱迪生的强烈反对。出于竞 争的需要，爱迪生声称采用交流电比用直流电危险得多。为了证明交流电的安全性，特斯拉 特地制作了一个“特斯拉线圈”。它是由一个感应圈、两个大电容器和一个初级线圈仅几圈的 互感器组成。这种装置可以产生频率很高的高压电流，不过这种高压电的电流很小，对人体 还会产生显著的生理效应。特斯拉在一次记者招待会上，让交流电从“特斯拉线圈”通过自 己的身体，点亮了电灯，甚至还熔化了电线。在场的记者个个目瞪口呆，取得了极大的宣传 效果。学 案一、学习目标1.通过学习了解电池的结构、性能及使用注意事项，在生活中能根据需要选择合适的电池。2.通过学习了解目前常用的几种发电方式中能量的转化过程、开发利用的可持续发展情况。3.通过学习各种电池和火力发电方式存在环境污染，提高学生的环境保护意识。二、学法指导1.加强自主阅读，通过各种途径收集相关资料，课上用多种形式交流信息、理解和体会；2、和老师一起收集资料 交流，一同经历，共同提高；3、在老师指导下对干电池要拆开看一看，了解各部分的结构与功能。4、养成用所学知识去解决实际问题的良好习惯。三、释疑解难51.电池的种类及其作用由于制作材料、工作原理和用途的不同，电池有很多种类。电池是一种把其它形式的能转化为电能的 装置，电池提供的直流电。2.常见的发电方式及能量转化目前常用的发电方式有火力发电、水力发电和核能发电等，它们都是通过发电机这种装置将其它形式的能 量转化为电能。四、自我检测1.电池是一种把 能转化为 能的装置，它提供的是 流电，电池的种类很多，主要有、等。2.葛洲坝是我国目前最大的 发电站，它主要由、及坝体等组成，除了发电外，葛洲坝工程还提高了长江的 能力和 条件。3.火力发电的能量转化过程是：燃料的 能转化为水和水蒸气的 能，再转化为发电机转子的能，最后转化为 能。4.根据你对火力发电和水力发电的了解，分析这两种发电方式对环境的影响。五、交流园地六、课外空间电源的发明.自然界存在着磁的载体一磁铁，这给磁学研究带来很大的方便；然而，自然界却不存在电 的载体(带电粒子除外)，必须通过人工方法才能获得较在量而又较稳定的电荷及电流，这就是人们不断 探索各种起电方法和发明各种电源的原因。大约在1660年，德国的格里凯发明了第一台能产生大量电荷 的摩擦起电机，他将一个足球大小的硫磺球支在一根轴上，让它自由转动，并用手掌在球面上摩擦，从而 获得越来越多的电荷。法国皇家花园的管家迪费1733年发现绝缘的金属也可以通过摩擦起电。他否定了 吉尔伯特、格雷等人的关于一切物体可以分为“电的”和“非电的”的论断，认为所有物体都可以摩擦起 电。他甚至极其勇敢地以自己的身体，即所谓“非电的”身体来作带电实验。他让助手把自己用绝缘丝悬 吊在天花板上，使自己的身上带电，当助手靠近人时，迪费感到针刺般的电击痛，并产生火花放电及劈劈 啪啪的声响。这表明人体这种“非电的”物体也可以带电。迪费还改进了验电器，用金箔代替金属棒，并 用它对带电的玻璃棒及琥珀进行实验，发现不同的材料经摩擦后所产生的电是不同的。迪费将玻璃上产生 的电命名为“玻璃电”，将琥珀上产生的电命名为“树脂电”。为解释这两种不同的电，提出了二元电液理 论。荷兰莱顿大学的物理学教授穆申布鲁克(1692 1761)研究了电在空气中消失的现象。为了寻找一种 保存电的方法，穆中布鲁克于1745年做了这样一个实验：将一支枪管悬挂在空中，用起电机与枪管相连,枪管中引出一根铜线，铜线浸入一个盛有水的玻璃瓶中。他让助手一只手握着玻璃瓶，自己在一旁使劲摇 支起电机。这时助手的另一只手不小心触到枪管上，猛然感到一阵强烈的电击，高喊了起来。于是，穆申 布鲁克与助手互换了一下，结果他也产生了同样的“恐怖感觉”。由此得出结论：把带电体入在玻璃瓶内 可以把电保存下来。当时还搞不清楚起保存作用的究竟是玻璃瓶，还是瓶子里的水？后人就把这种能蓄电 的瓶子称作“莱顿瓶”。莱顿瓶的发明，为科学界提供了一种贮存电的有效的方法，为进一步深入研究电 的现象提供了一种新的强有力的手段。1786年9月20日，意大利波洛尼亚的一位解剖学教授伽伐尼(1737-1798)和他的两个助手正在作青蛙解剖实验，随手将青蛙入在解剖桌上，这时一名助手不慎将手中的解 剖刀的刀尖触到了一只蛙腿的神经上，顿时青蛙的四条腿猛烈地发生痉挛。站在旁边的另一名助手同时看 到放在一旁的起电机跳起了一个大火花。伽伐尼重复了这个实验，观察到同样的现象。之后，伽伐尼又以 严谨的科学态度，选择各种不同的条件，在不同的口子里重复了这类实验，结果青蛙腿都发生痉挛。山此 得出，动物体本身内部存在着一种“动物电”。只要用一种以上的金属与之接触，这种电就能激发出来，犹如莱顿瓶放电一样，从而引起了动物体肌肉的运动。而且这种动物电与普通的摩擦电是一样的电，只是 起因不同而已。伽伐尼还根据此制成了伽伐尼电池。伽伐尼的发现惊动了当时欧洲的学术界，意大利巴维6亚大学的自然哲学教授伏打(1745 1827)大为赞赏，称伽伐尼的发现“在物理界和化学史上，是足以称 得上划时代的伟大发现之一伽伐尼提出的“动物电”被不少人接受，因为那时人样自然地联想到海洋 中那些带电的鱼，诸如电鳗，电鳍，似乎别的动物体内也贮藏着这种动物电，但是伽伐尼的观点也受到一 部分学者的挑战。伏打就不同伽伐尼关于动物电的观点，1792年他先用实验证明伽伐尼电的本质是两种不 同金属与湿的动物体连接在一起而引起的，蛙腿只是起到验电器的作用。之后，伏打花了 3年时间，用各 种金属搭配做了许多实验。他在一次实验中将许多金属排列成一个序列，其次序如锡、铅、铜、银、金.等，这就是著名的“伏打序列”。他发现只要按这个序列，将前面的金属紧接着下种金属搭配起来，相互 接触，那么前面一种金属就带正电，后面一种金属则带负电，无一例外。1800年，伏打据此制成了有名的“伏打电堆”：他用30片、40片、60片甚至更多的铜片，让每1片铜片与1片锡片入水，或导电性能比 纯水更好的食盐水、碱水，或填上一层用这些液体浸透的纸或皮革，就能产生相当多的电荷。伏打不仅用 这个电堆产生了同莱顿瓶里一样的电，而且证明了它明显地具有反复产生的性能，把电堆的两端用金属导 线连接起来还可以获得持续的电流。伏打的成就深得各界的赞赏。伏打电堆的发明，使人们第一次获得稳 定而持续的电流，这就为科学家从研究静电现象到研究动电现象提供了坚实的技术基础。我们的任务你想探究什么呢？这里有四项任务：1、把你见到的电池收集起来，进行分类。2、查阅资料了解新型的发电方式和它们的能量转化过程是怎样的？3、动手进行水果电池的制作，分别取不同种类的水果进行实验，然后比较哪种电池产生的电压高，并查阅资料说明为什么？4、查阅资料了解核能发电具体有几种形式？分别是怎样工作的？完成这四项任务，希望你做到：收集符合本组任务要求的有关文字资料。找到2件以上照片、图画或实物。写一篇实验报告，并说明自己的观点。我们的行动热身行动：。全班同学将分成6个小组共同承担上述任务；O用1个课时设计研究方案，进行分工；O利用课外时间收集信息并在小组内交流；团队行动探究小组如下：电池种类探究小组探究电池的种类并进行分类、编号。新型发电方式的探究小组 探究新型发电方式的工作原理及能量转化。水果电池的制作探究小组 探究不同水果电池的电压高低及原因分析。我的行动：。想好自己参加哪一个组；。明白小组内的分工，明白自己承担的任务；。思考自己的行动：我承担的分任务:1、我应该做些什么？2、我打算如何做？老师这样告诉你：这是一个团队协作的项目，而不是单独一个人去完成。每一小组都有自己特定的探究任务。小组成员必须共同完成这些工作，回答任务中提出的三个问题。只 有在各小组的任务都完成后，才可能找到问题的答案。7每一小组都需要讨论决定小组中每个人的分任务，即每人必须探究的领域。如果有人发现了可以帮助其 它人的信息，请与别人共享。每个人都要认真负责地收集资料和资料，并且做好自己的记录。记住，在下一次活动前，请完成你们的资料收集和小组交流工作。我们的宝藏 下课以后，到什么地方获取你们需要的资料？以下为你提供一些信息资源的“宝藏”：1、参观当地博物馆、科技馆和其它有关场所。2、访问邮局、电讯局和计算机网络中心的叔叔阿姨。3、到学校图书馆里查找有关资料。4,推荐图书资料:21世纪科技大趋势一能源科学 京华出版社能源王国 中国和平出版社新技术革命的冲击波 中国和平出版社1996年出版1995年出版1993年出版5、网络资源九年级物理第十八章第二节科学探究：怎样产生感应电流 教学建议一、课标要求1.通过实验探究，知道导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。2.通过实验探究，知道感应电流的方向与哪些因素有关。3.经历科学探究的交流与合作过程，培养学生的交流与合作意识和能力。二、教材分析本节教学内容是探究产生感应电流的条件。本节课的重点是对感应电流的科学探究，培养学生的交流合作意识，让学生亲自去经历科学探究的过 程。教学中的难点是组织学生完成电磁感应现象的实验，既要设法使现象明显，又要能归纳总结出产生感 应电流的条件，为此教师要组织和引导好学生，实验的步骤要事先设计好，讲明实验中要注意的问题。课 后要让学生写出详细的实验报告。在探究产生感应电流条件的教学时，关键是组织学生进行实验探究活动：要让学生通过实验探究出产 生感应电流的条件。当学生得出实验结论后，教师应组织学生在班级中进行交流和讨论。交流和讨论可以 让学生自愿结合组成讨论小组，也可以由老师根据学生的情况划分讨论小组，甚至可以让学生在规定的时 间内在教室内进行走访和交流。为了保证人人都能经历交流和讨论的过程，讨论小组的人数不易太多，一 般情况下，每组46人为好。交流与讨论的内容应该首先是学生的实验探究结果是否与他人的结论相同。如有差异，可以让学生利用实验进行检验。而后，可以让学生就实验中发现的问题进行讨论。讨论时学生 可以按照书的“建议”内容进行，也可以自己组织讨论话题进行交流。重点：1.感应电流产生的条件。2.感应电流方向与哪些因素有关。难点：感应电流探究实验的完成是本节课的难点。三、课时安排：一课时四、教学准备：演示器材：U形磁铁、闭合线圈、开关、灵敏电流计、支架、手摇发电机模型；分组器材:U形磁铁、闭合线圈、开关、灵敏电流计、支架。五、教学设计：8引言：通过上一节课的学习，我们已经知道，通过发电机可以把其它形式的能转化为电能，同学们，你知 道发电机是怎样产生电流的吗？这节课我们就来探究发电机的产生电流的过程。教学内容教师活动学生活动备注一、探究一、提出问题：我们已经知道，奥斯特实验证明了通电导体周围可以产猜想、假本堂课感应生磁场，那么反过来在磁场中能否产生电流呢？设要求学电流二、制定计划与设计实验生积极产生引导学生进行计划的制定与实验的设计，教师进行提问并让其它学生讨参与，的条论，设计实验表格。教师要件方法的可行与优劣。1.如何选择实验器材？2.怎样证明电流的存在？调动学 生的积3.实验中分几步进行？讨论、交极性，（将一根导体的两端用细导线悬挂起来，并与灵敏电流计、开关组成串 联闭合电路。将导体放在U形磁铁的磁场中。）三、进行实验与收集证据观察学生实验过程，进行巡视，并对学生实验中出现的问题及时指 出。四、交流与合作教师组织学生进行互相交流，并就实验探究中发现的问题进行讨论。1.如果导体的运动方向与磁感线的夹角是锐角，导体中也能产生 电流吗？2.如果导体不动，移动U形磁铁，导体中也能产生电流吗？3.导体在磁场中产生的电流在大小至少与哪个因素有关？4.电磁感应现象过程中能量是如何转化的？流、回答做实验并 记录实验 表格 讨论、交 流、回答让学生 积极讨 论、交 流、回 答。二、电磁感 应现象五、归纳结论，形成概念。教师板书（1.电磁感应现象：闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割 磁感线运动时产生电流的现象称为电磁感应现象。电磁感应中产生的电 流称为感应电流。2.感应电流的方向与磁感线的方向和导体运动方向有 关。）1.发电机的工作原理是什么？2.发电机在工作过程中能量是如何转化 的？3.电磁感应现象还就应用在哪些地方？（教师演示发电机模型并提 问）识记观察、思 考、回答三、练习巩 固六、课堂练习1.经过十年的不懈努力，于1831年发现电磁感应现象的科学家是（）A.牛顿B.欧姆C.法拉第D.奥斯特2.电磁感应现象在生产、生活及科学研究中有着广泛的应用，请列举其 中利用电磁感应原理工作的器具：1_2_.2.关于电磁感应现象，下列说法中正确的是（）A.闭合电路的一部 分导体在磁场中运动，一定产生感应电流B.导体的一部分在磁场中 做切割磁感线运动，一定产生感应电流C.发电机是利用电磁感应现 象制成的D.电磁铁是利用电磁感应原理制成的3.在电磁感应现象中，产生的感应电流方向A.只跟导体运动方向有关B.只跟磁感线方向有关C.跟导体运动方向和 磁感线方向有关D.跟导体运动方向和磁感线方向无关完成练习四、学生小 结引导学生对本节进行总结，归纳知识。小结本节9五、课外作 业上网或查阅有关资料了解有关电磁感应现象的知识。课外调查六、板书设计：第二节科学探究：怎样产生感应电流一、感应电流产生的条件：二、电磁感应现象：闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象。三、感应电流方向与磁感线方向和导体运动方向有关。四、电磁感应现象中能量转化：机械能转化为电能五、电磁感应现象的应用：发电机、变压器、话筒七、教学反思 七、教学参考法拉第电磁感应实验.如前所述，在物理学的发展史上，曾有相当长的时期一直未找到电与磁的联系，把电与磁现象作为两个并行的课题分别进行研究。直至1820年7月奥斯特发现了电流的磁效应后，才不 再把电与磁的研究看作相互孤立的，而是作为一个整体看待。奥斯特的论文发表后，在欧洲科学中引起了 强烈的反响，投入了大量的人力、物力对电磁现象进行研究。既然电与磁有密切关系，电能产生磁，那么 很自然地会想到它的逆效应；“磁能产生电”吗？为此科学家们开始进行了长期的实验探索。自1820年至 1831年的十多年间中，当时许多著名的科学家，如安培、菲涅耳、阿拉果、德拉里夫等一大批科学家都投 身于探索磁与电的关系之中，他们用很强的各种磁场试图产生电流，但均无结果，究其原因是抱住稳态条 件不放，而没有考虑瞬时效应，因此十余年中研究进展不大。在这其间，法拉第（M.Faraday,英，1791 1867）受命于他的老师戴维（H.Davy）也开始转向电磁学方面的研究。他仔细分析了电流的磁效应等现象，认为电流与磁的作用应分几个方面：那就是电流对磁、电流对电流，磁对电流等。现在已经发现了电流产 生磁的作用，电流对电流的作用，那么反过来，磁也应该能产生电。法拉第认为既然磁铁可以使近旁的铁 块感应带磁，静电荷可以使近旁的导体感应出电荷，那么电流也应当可以在近旁的线圈中感应出电流。他 本着这种信念，在发现电磁感应现象之前六年的日记中就写下了他的光辉思想：“磁能转化为电”。并使用 了“感应”（Induction）这个词，可见他对于电磁感应的存在是坚信不疑的。但如何从实验中去发现这种感 应现象，却非易事。起初，法拉第也简单地认为用强磁铁靠近导线，导线中就会产生稳定的电流，或者在 一根导线里通以强大的电流，那在邻近的导线中也会产生稳定的电流，他作了大量的试验，但均以“毫无 结果”而告终。法拉第经过十年的试验、失败、再试验、再失败，于1831年夏又重新回到磁产生电流这 一课题上来，终于取得了突破性的进展。1831年8月29日法拉第发现了电磁感应的第一个效应，即以一 个电流产生另一个电流。关于这一实验，法拉第的日记中作了详细记载，现摘录如下：1）磁产生电的若干 实验，等等，等等。2）用软铁作材料制备一 7/8英寸粗的圆铁棒，将它弯成一个外径为6英寸的圆环。在 圆环的半边，用三股纱包铜线缠绕，每股24英寸长，每绕一股后用白布包裹隔开。使用时，既可以将三 股铜线连成一股，也可分成三股单独使用。然后检查各股铜线相互间是否绝缘。我们称铁环的这半边为A,（见图），与这一边隔开一段空隙的另一边用铜线绕了两股线圈，总长为60英寸，绕向与A边线圈相同我们 称之为B。3）用由10对4英寸见方的金属片组成电池供电。用一根较长的铜导线将B边线圈的两端连接 起来，铜线的一段置于离铁环3英尺远处的一个小磁针的上方，将电池与A边线圈中的一股接通；接通时，小磁针立即产生一明显的效应。小磁针来回摆动，最终稳定在原来的位置上。当切断A边与电池的连按时,小磁针又出现来回摆动。4）若将A边上三股铜线接成一单股线圈，然后让来自电池的电流通过总的线圈，这时小磁针产生的效应比上述情况强很多。5）不过，小磁针上的效应只是导线直接接通电池时可能产生的 效应的一个非常小的部分。6）将简单的B边线圈改装一下，作成一个扁平的线框，线框沿磁子午线平面放 在小磁针S极的西边，当有电流通过时，便显示出最好的效应。实验时，线框与小磁针距铁环约三英尺，铁环与电池相距一英尺。7）当上述准备都就绪后，将电池与A边线圈的两边接通，在接通的瞬间，线框强 烈地吸引小磁针，在几次振动之后便又回到它原来的自然位置，而处于静止状态，接着当切断电池的联机 10时，小磁针被强烈地排斥，几次振动后，又回到与前相同的位置，处于静止状态。8）在此，效应是明显的，但是瞬时的，然而，在切断与电池的连接时，效应的再现说明有一个平衡位置，它必须是能明显地回到那 个位置。9）开始接通电池时，小磁针极的方向指向线框.好象B边线圈是A边线圈的一部分，即两者中的 电流具有相同的方向；而当切断电池的连接时，由小磁针的运动方向判断此瞬间A、B两者中的电流方向 相反。10）用一根7/8英寸粗、4英寸长的短铁柱，用4段14英尺长的导线缠绕，将四股导线接成一股，以 代替上述扁平线框。小磁针象以前一样受到作用，然而看起来铁芯并不有助于磁力的产生，因为现在的作 用不比刚才不用铁芯的线框时的作用来得更大。现在的作用与以前一样，也是瞬时的，可逆转的。这 就是法拉第第一次成功地观察到电磁感应现象的生动记录。从法拉第口记中可以看到，电磁感应（山磁产生 电）的发现是他意料之中的事，使他感到意外的是电磁感应竟是一种短暂效应，而奥斯待发现的电流磁效应 却是一种稳定效应，在他的思想中，电磁感应似乎也应当是一种稳定效应，所以在发现电磁感应是短暂效 应后，他在日记中就突出地记录了这一点。法拉第在圆环实验的基础上，进一步提出了两个极有见地的问 题：第一，圆铁环能不能不要，没有它能否仍有感应效应？第二，不用A边线圈，而用磁铁相对于B边线 圈运动,B边线圈内是否仍有感应效应产生？法拉第带着这些问题在以后的十天中又连续地做了许多实验。其中有一个是这样的：法拉第“把长为203码（约为186米）的用纱布包起来的铜导线绕在很宽的木线筒上,再在原绕组线圈上绝缘地绕上同样长度的纱包铜线，将一个绕组与电流计连接，另一个绕组与100对金属 板组成的电池组连接。发现当电健接通和断开的曝间，电流计指针摆动；电镀合上后，发现导线灼热，但电流计指针不偏转二 9月24 口，法拉第在两条磁棒的N、S极中间放上一绕有线圈的圆铁棒，线圈 与一电流计连接，他发现当圆铁棒脱离或接近两极的瞬间，电流计的指针就会偏转。10月17日法拉第又 发现另一种形式的电磁感应现象。他用一线圈与电流计相连接，然后将一永久磁铁迅速插入与拔出线圈.发 现电流计指针也会偏转。10月28日法拉第还进行了最早的发电机实验。他把直径为12英寸，厚为1/5英 寸的铜盘装在水平的黄铜轴上，又将两条长为67英寸，宽约1英寸，厚约1/2英寸的小磁铁相对放置在 铜盘边缘，见图所示，他用另一电流计的两个接线柱上引出两个碳刷（图中未画出）。实验时让铜盘飞快旋 转，同时把两个电刷分别接触于铜盘的不同位置，以确定产生感应电流的最佳位置，经过反复试验，他发 现由盘心O到磁极所对的铜盘边缘可以产生最大的感应电流，这台实验装置实际上是一台直流发电机 人类历史上第一台发电机。法拉第前后一共做了类似的几十个实验，最终认识到感应现象的瞬时性，提出 只有在变化时，静止导线中电流才能在另一根静止导线中感应出电流；而导线中的稳恒电统不可能在另一 根静止导线中感应出电流的。1831年11月24日，法拉第写了一篇论文，向英国皇家学会报告了整个实验 情况，他把可以产生感应电流的情形概括为五类：（1）变化着的电流；（2）变化着的磁场；（3）运动的稳恒电 流；（4）运动的磁铁；（5）在磁场中运动的导体。他正确地指出感应电流与原电流的变化有关，而与原电流本 身无关。法拉第把上述现象正式定名为“电磁感应”。至此，法拉第作出了划时代的发现电磁感应现 象。但电磁感应的规律，一直到1851年才最后建立。当时在磁产生电方面进行探索的并不只是法拉第一 个人，在瑞士、美国和俄国都有人在进行这方面的研究。瑞士物理学家科拉顿曾企图用磁铁在线圈中获得 电流，他用一个线圈与一检流计连成一闭合回路，为了使磁铁不致于影响检流计中的小磁针，特意将检流 计放在隔壁的房间里。科拉顿在一边用磁铁棒在线圈中不断地插入与拔出，然后又跑到另一房间里去现察 检流计，但每次都得到零结果，最终没有能发现电磁感应现象。远在美国的物理学家亨利（J.Henry,1797 1878）于1827年也进行了电磁感应的实验。他用纱包铜线在一铁芯上绕了两层，然后在铜线中通电，发 现铁芯上仅仅三公斤的铁片居然吸起了三百公斤重的物体。亨利以此为开端，终于发现了自感现象，他把 这个实验发现总结在螺旋状长导线内的电气自感一文中，因此，从时间上说亨利先于法拉第独立地发 现了电磁感应现象，但他没有公开发表这一结果，为此他十分后侮与沮丧。1832年，俄国物理学家楞次（H,F.E.Lenz,18041865）受到法拉第的启发；也开始了一系列的电磁实验，并取得了成果。1833年楞次 发表了论动电感应引起的电流的方向，宣布了关于电磁感应现象的基本规律，指出感应电流的方向是 使它所产生的磁场与引起感应的原磁场的变化方向相反，这就是楞次定律。由此可见，在法拉第同时代,有不少物理学家对电磁感应现象作了多方面的研究，也取得了不少成功，但就其规模、时间与深入的程度、取得的成果而言，都不及法拉第，因此人们把发现电磁感应定律的主要功绩归功于法拉第是恰当的，把电 磁感应定律称为法拉第电磁感应定律的道理也在于此。电磁感应规律的发现，对人类社会有着划时代的 贡献。由于电磁感应规律的发现，使人类得到了打开电能宝库的金钥匙，使后来发明发电机、电动机、变 11压器，以及交流电的利用等等成为可能。由于电磁感应现象的发现，把机械能变为电能，使现代社会能得 到廉价的电能。今天，人类社会进入电气时代，与电感感应的发现