九年级物理全册 18.2 科学探究 怎样产生感应电流教学设计 （新版）沪科版-（新版）沪科版初中九年级全册物理教案.doc

《科学探究：怎样产生感应电流》教学设计
【教学目标】
1、知识与技能
(1) 通过实验，探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(2) 了解电磁感应在生产、生活中的应用。
(3) 知道交流发电机的构造和工作原理。
2、过程与方法
探究磁生电的条件,进一步了解电与磁的联系；观察和体验发电机是怎样发电的
3、情感态度和价值观
认识任何创造发明的基础是科学探究的成果；初步具有创造发明的意识。
【教学重点】
电磁感应现象、产生感应电流的条件、发电机的原理、发电机中的能量转化。
【教学难点】
电磁感应现象中，影响电流大小的因素；电磁感应现象在生产实践中的应用；交流电电流方向作周期性变化的原因。
【教学方法】
比较法、实验法、观察法、讨论法、推理法。
【课前准备】
支架、蹄形磁体、方形线圈、灵敏电流表、开关、导线、话筒、手摇发电机模型、发电机图片。
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、 导入新课
回顾：奥斯特实验观看视频

奥斯特实验说明：通电导体周围存在磁场即：电流能产生磁；那么磁能否产生电呢？
今天我们就来研究这个问题。
二、讲授新课
（一）、电磁感应现象
1、实验：观察发电机模型如何发电
（1)实验器材：发电机模型、灵敏电流计、线圈

(2)、实验步骤：
①摇动发电机的模型把手，线圈快速转动，观察小灯泡是否发光。
②、把发电机的模型与灵敏电流计串联,摇动发电机模型把手观察灵敏电流计的指针是否摆动.
（3）视频
（4）结论
实验表明：发电机的线圈只有在磁场中转动时小灯泡才发光，灵敏电流计的指针才摆动即：磁能产生电。
思考讨论：发电机为什么能发电?
与什么因素有关呢？
2、实验探究：发电机能够发电的原因
猜想与假设
发电机发电可能与线圈在磁场中的运动情况有关。

制定计划与设计实验

将一根导体的两端用细导线悬挂起来，并与灵敏电流计、开关串联组成闭合电路。将导体放在U形磁体的磁场中。
进行实验与收集证据
(1)实验步骤：
①断开开关，让导体在磁场中上下左右运动，观察灵敏电流计指针偏转情况；

②闭合开关，让导体静止，观察灵敏电流计指针偏转情况；

③闭合开关让导体分别做上下运动、左右运动、观察灵敏电流计指针偏转情况；

(2)实验视频
(3)实验现象
实验条件
指针摆动情况
开关断开，电路断路，
无论导体做何运动
不摆动
开关闭合，电路通路，
导体保持静止。
不摆动
开关闭合，电路通路，
部分导体只做左右运动。
导体分别向右、向左切割磁感线运动，指针则分别向左、向右摆动。
开关闭合，电路通路，
部分导体只做上下运动。
不摆动
(4)实验结论
分析实验记录,可以得出实验结论:
(1)产生感应电流的条件：
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
(2)影响感应电流方向的因素:
磁场的方向、导体运动的方向。
(5)思考与讨论：
①．如果导体的运动方向与磁感线方向不垂直，导体中能产生电流吗？
答案：能
只要是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，导体中就能产生感应电流，导体的运动方向与磁感线方向不一定垂直。
②．如果导体不动，移动蹄形磁体，导体中能产生电流吗？
答案：能
导体不动，移动蹄形磁体，导体同样能做切割磁感线运动，所以导体中也能产生感应电流。
③．在上述实验过程中能量是如何转化的？
答案：机械能转化为电能。
3、基本概念
（1）电磁感应:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象是一种电磁感应。
（2）、现象感应电流：电磁感应现象中产生的电流称为感应电流。
（3）科学研究证明
闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流，感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向都有关系。
说明：
（1）必须是一部分导体做切割磁感线运动，如果闭合电路的全部在同一磁场中做切割磁感线运动，导体中就不会产生感应电流。
（2）电路必须是闭合的，如果电路不闭合，即使是一部分导体做切割磁感线运动，也不会产生感应电流，只是在切割磁感线的导体两端产生感应电压.
4、电磁感应现象的应用
动圈式话筒、变压器、发电机都是应用电磁感应原理制成的。

动圈式话筒 变压器

发电机

信息窗

法拉第
法拉第(M. Faraday，1791-1867)是英国科学家。他原是书店的一名学徒，从小热爱科学，发奋自学，终成科学巨匠。他经过10年的不懈探索，终于在1831年发现了电磁感应现象。
二、发电机原理
1、发电机的工作原理
发电机是根据电磁感应原理工作的，是机械能转化为电能的机器。
2、发电机可分为：交流发电机和直流发电机两类。

小知识
交变电流
交流发电机产生的电流是交变电流，简称交流。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50赫兹。
如下图是交流发电机发电原理示意图，你能分析它工作的过程吗？
3、交流发电机发电原理
（1）原理示意图

线圈开始运动，ab边向右运动，cd边向左运动，导线没有切割磁感线，线圈中没有电流。

线圈在前半周运动中，ab边向下运动，cd边向上运动，导线切割磁感线，线圈中有电流。外部电流方向为B到A。

线圈转过半周时，ab边向右运动，cd边向左运动，导线没有切割磁感线，线圈中没有电流。

线圈在前半周运动中，ab边向上运动，cd边向下运动导线切割磁感线，线圈中有电流。外部电流方向为A到B。
（2）视频
（3）归纳总结
从图中可见：ab和cd不断做切割磁感线运动，由于磁感线方向是不变的，而ab和cd的运动方向总是相反，并且不断改变，于是线圈和外部电路就有了方向不断改变的感应电流.
（4）交流讨论
①.在线圈转动过程中,何时不切割磁感线?此时线圈中能产生感应电流吗?
答案:线圈平面与磁感线垂直时　不能
当线圈平面与磁感线垂直时,线圈的上、下两个边的运动方向与磁感线平行,此时线圈不切割磁感线,线圈中没有感应电流产生。
②.线圈在什么位置时切割磁感线？
答案:转过平衡位置
当线圈转过平衡位置时,线圈两边做切割磁感线运动,闭合回路中就产生了电流。
③.在线圈匀速连续转动的过程中,每转过一周,线圈中电流的方向改变的次数为　　）次。所产生的电流是（　　　）电。
答案:两　交流
线圈转动一周,线圈每条边切割磁感线的方向改变两次,产生感应电流的方向也会改变两次,因此产生的电流属于交流电。

实际上，交流发电机的结构要比原理图所示的基本结构复杂得多，不过主要还是由转动部分（转子）不动部分（定子）和其他部件组成。
在大型发电机中，转子实际上是产生磁场的电磁铁，而产生感应电流的线圈却是不动的（定子），这种结构便于产生高电压和强电流。
发电机与电动机的比较
种类
构造
工作原理
能量转化
电动机
都是由转子和定子两部分组成。

利用通电线圈在磁场里转动的原理。
消耗电能而输出机械能。
发电机
利用电磁感应原理。
消耗机械能而输出电能。
三、课堂练习
1.下列装置中，利用电磁感应原理工作的是（ ）

A．司南 B．电磁继电器 C.电动机 D．动圈式话筒
答案：D
2、产生感应电流的条件是（ ）
A．  导体在磁场中运动
B．  导体在磁场中做切割磁感线运动
C．  闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动
D．  闭合导体在磁场中做切割磁感线运动
答案：D
3. .如图为发电机的工作原理图，其中正确的是（　　）
A．发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用;
B．发电机的基本原理是电磁感应;
C．线圈在转动过程中，感应电流的大小不变;
D．线圈在转动过程中，感应电流的方向不变;

答案：B
4、如图 所示，是一个磁信息阅读器。只要将磁卡刷过，检测头中就会产生感应电流，便能得到相应的信息。以下电器件中工作原理与此相似的是（ ）
A.扬声器
B.发电机
C.电磁继电器
D.电铃

答案：B
5. 如图所示是一手压电筒，按压手柄，塑料齿轮带动线圈内磁性飞轮高速旋转，使灯泡发光。下列四图中与这一过程的工作原理相同的是（ ）

答案：B
四、课堂小结
一、电磁感应
1.感应电流产生条件:
(1)电路闭合；(2) 部分导体；(3)做切割磁感线运动。
2.感应电流方向的影响因素:
(1)导体的运动方向；(2) 磁感线方向。
（二）、发电机
1.原理:电磁感应现象。
2.能量转化:机械能转化为电能。
【板书设计】
科学探究：怎样产生感应电流
一、电磁感应
1.感应电流产生条件: 闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流，感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向都有关系。
2、电磁感应:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象是一种电磁感应.
3、现象感应电流：电磁感应现象中产生的电流称为感应电流。

二、发电机原理
发电机是根据电磁感应原理工作的，是机械能转化为电能的机器。
【教学反思】
1、激发探究的欲望，引发思维认知冲突
学生是知识的主动建构者，学生对所探究问题的热情程度及在探究过程中所表现出来的精神状态和情绪，直接影响教学的效果。利用实验巧妙设置悬念，引出问题，从心理学的角度吸引了学生的注意，使学生产生问题意识，并极力渴望知道其中的缘由，从而使学生产生了强烈的求知欲和对探究的热情，为以下的探究教学做好铺垫，提高了课堂教学的效率。
2、体现知识的自主建构，关注学生的情感发展
学生知识的自主建构，是探究式学习的本质与核心。本教学设计在探究问题的生成，探究方案的设计，探究行动的开展，探究结果的构建上，围绕学生知识的自主建构这一核心来展开，体现了探究式学习的本质。