浙教版八年级科学下1.5磁生电之电磁感应教学设计

磁生电---电磁感应教学设计 科学组 2021-03 教学目标： 1 知 识与技 能 1、知道电磁感应现象；知道产生感应电流的条件； 2．知道感应电流的方向与哪些因素有关。 3 培养学生观察实验的能力和从实验事实中归纳、概括物理概念与规律的能力。 2 过 程与方 法 学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法 3 情感态度与价值观： 渗透物理学方法的教育，通过电磁感应产生条件的探究，体会电和磁间的联系，感悟自然 的对称与和谐，激发学生学习物理的兴趣。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： 知道电磁感应现象和磁生电的条件 教学难点： 尝试动手设计实验方案，并由实验现象概括出物理规律 引入： 同学们，现在桌子上有一只小灯泡，你们 有没有办法让小灯泡发光？ 生： 师: 请说一下你操作的理由 生： 师：刚才这位同学用我们已经学过的电学知识，使灯泡发光，今天老师再教大家一种新的方 法，不用电池，用一个线圈和一块磁铁 师： 我们先把线圈接入电路 然后把磁铁放入线圈 再让磁铁相对于线圈运动 开灯时 和 关灯时 操作 （ 关灯） 注意摄像的角度 要让全部学生都看到 现象： 灯亮 师： 刚才这个实验中线圈就是闭合电路中的一部分导体，磁铁周围有一个磁场，，当线圈和磁铁 发生相对运动时电路中产生电流，灯泡发光。说明闭合电路中的一部分导体和磁场发生相对 运动时可能会使电路中产生电流 那我们今天就通过实验一起来探究一下：如何利用一部分导体和一个磁场给闭合电路提供电 能，使电路产生电流 师：接下来我们先要探究一下要使闭合电路产生电流，是否电路中一部分导体和磁场一定要 产生相对运动？ 请设计实验方案： 对比实验 实验现象 是否有电流 1 导体 ，磁场不动 2 导体 水平运动 ，磁场 3 导体不动 磁场 1 如何知道电路中有电流？ 我们就用桌子上的灵敏电流计 当我把电流计接入电路中时，指针发生了偏转 说明通过判断指针是否偏转判断___________________ 对照普通的电流表 你们觉得两者指针位置有和不同？ 生: 师：为什么灵敏电流计指针要位于中间呢? 实验演示：1 左偏 2 改变电流方向 指针右偏 师：从实验中发现我们可以让指针既能左偏又能右偏 为什么指针有时候向左偏有时候向右偏？ 生： 所以 我们可以通过指针的偏转方向 判断 。 2 如何获得磁场? 蹄形磁铁 请同学们回忆一下蹄形磁铁的磁感线分布 确定研究磁场的区域 3 那我们让哪一部分导体运动呢？ 演示实验 大线圈运动 你们说电路中的哪一部分在磁场中运动 大家的桌子上有个线圈 我们要做的就是让其中的一条边在磁场中运动 接下来大家把电路连接好 投影 学生实验 实物投影 数据结果 讨论： 根据表格中的实验现象，可以得出什么结论？ 生：要使电路中产生电流，电路中的一部分导体和磁磁场一定要做相对运动 师：也就是说，如果磁场不动，电路中要产生电流，电路中的一部分导体必须运动。 二师：由上已知：在闭合电路中要产生电流，电路中的部分导体和在磁场一定要运动。那么 是否意味着导体在磁场中往任何方向运动，闭合电路都一定会产生电流？ 师：接下来我们仍旧利用刚才那个实验装置来一起探究这个问题 请同学们选择你要探究的方向，并填到表格中 运动方向 电流计指针是否偏 转 偏转方向 磁体不动，导体运动 1 水平向左 是 向右 2 3 4 5 6 根据表格中的实验现象 （投影） 讨论：导体在磁场中往任何方向运动都一定会产生电流吗？ 生： 模型演示： 师：根据刚才模型演示，请同学们思考一下闭合电路的一部分导体在磁场中要如何运动才能 产生电流？ 模型再次演示 讨论： 结论：所以在一个闭合电路中，如果没有电源，我们可以让导体在磁场中做切割磁感线运动， 产生电流 三 师：在一个闭合电路中，如果没有电源，我们可以让导体在磁场中做切割磁感线运动，产生 电流。那么让导体在磁场中做切割磁感线运动，但不闭合电路，是否还能产生电流呢？ 接下来我们一起把电路断开，然后让导体在磁场中水平运动，切割磁感线，观察指针是 否偏转？ 学生实验： 结果： 不能 师：这个实验现象说明了什么？ 结论：要产生电流，除了要使电路中的一部分导体在磁场中切割磁感线运动，还必须 是一个闭合电路。 师：由上面的实验我们已经知道 当闭合电路中的一部分导体，在磁场中做切割磁感 线运动时，电路中会产生电流。科学上把这个现象称为电磁感应现象，产生的电流叫感应电 流 第一个发现电磁感应现象的科学家是法拉第 PPT 介绍 他通过大量的实验，最终发现磁能生电。在探究过程中，为了更好的研究磁场，他建立了磁 感线这个模型，通过这个模型，从而发现要产生感应电流，需要导体切割磁感线这个条件。 师：由上可知：在一定条件下，利用磁场可以让导体产生电流 师：那电路不闭合，让导体在磁场中做切割磁感线运动，不会产生感应电流，有没有感应电 压呢？ 思考：在有电源的电路中，断开开关，有没有电流，电池两端有没有电压 （类比） 生：有电压，无电流 师：那电路不闭合，让导体在磁场中做切割磁感线运动，不会产生感应电流，有没有感应电 压呢？ 生：没有感应电流，但有感应电压 从表格中你还发现了什么现象？（投影） 生：灵敏电流计的指针偏转有时候偏左，有时候偏右。 师：灵敏电流计的指针偏转的方向是不一致的，有些往左有些往右，说明了什么？ 生：因为电流计指针的偏转方向和电流的方向有关。偏转方向变化，说明感应电流的 方向也在变化 师：根据实验，请同学们想一下，感应电流的方向与什么因素有关？ 生：与导体运动方向有关。因为。。。。 师：进一步的实验发现 感应电流的方向除了与导体切割磁感线的运动方向有关外，还 和磁场方向有关。 学生实验验证 保持运动方向不变 改变磁场方向 师：从能量转化的角度分析，电磁感应现象 实际上是导体运动时具有的机械能通过磁场转化为电能的过程 师：那老师有个大胆猜想： 我们已经知道，地球本身是个大磁体，地磁的南极在地理北极附近，地磁的北极在地 理的南极附近 所以请同学们思考一下，地磁场的磁感线师南北方向分布的还是东西方向分布的？ 生： 如果我让两位同学东西位置站立，然后甩手上的电线，那么电路是否也会产生感应电流？ 生： 真的是这样吗？ 接下来让我们一起做实验吧! 实验结果： 灵敏电流计发生偏转 说明 闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动，产生了感应电流 师：同学们，今天这堂课我们先来做一个简单的实验，连好电路，让小灯泡发光。 提问：小灯泡发光说明电路中有电流通过，那么电路中如果要有电流，需要符合那两 个条件？ 生： 1 电路要通路，2 要有电源 师: 那么如果老师把电路中的电源拿掉，还有没有可能使小灯泡发光？ 生：不可能！（学生配合） 师：那老师就要把不可能变成可能。 师：介绍实验装置 生：哇!(学生配合) 师：那么想知道为什么吗？ 生：想！（学生配合） 师：刚才这个实验现象，就是今天我们要学的电磁感应现象，第一个发现这个现象的是英国 科学家法拉第在 1831 年发现的，接下来我们通过材料来了解一下他发现这个现象的大致过 程 请学生阅读材料 1831 年 8 月，法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，线圈 A 接直流电源，线圈 B 接电流 表。他发现，当线圈 A 的电路接通或断开的瞬间，线圈 B 中产生瞬时电流。法拉第发现， 铁环并不是必须的。拿走铁环，再做这个实验，上述现象仍然发生，只是线圈 B 中的电流 弱些。 为了透彻研究电磁感应现象，法拉第做 了许多实验。1831 年 11 月 24 日，法拉第 向皇家学会提交的一个报告中，把这种现象定名为“电磁感应现象”，并概括了可以产生感应 电流的五种类型：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运 动的导体。法拉第之所以能够取得这一卓越成就，是同他关于各种自然力的统一和转化的思 想密切相关的。正是这种对于自然界各种现象普遍联系的坚强信念，支持着法拉第始终不渝 地为从实验上证实磁向电的转化而探索不已。这一发现进一步揭示了电与磁的内在联系，为 建立完整的电磁理论奠定了坚实的基础。 从材料中我们发现：产生感应电流的类型有五种，分别是变化的电流、变化的磁场、运 动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。 但是今天我们就要重点来探究其中的一种类型：在磁场中运动的导体 那么在磁场中运动的导体是否真的能产生电流呢？ 接下来请同学们，设计一个实验来验证，在磁场中运动的导体是否真的能产生电流呢？ 那么怎么知道导体中有电流呢？ 生：讨论 灯泡 电流表 师：我们用比普通电流表更灵敏的电流表------灵敏电流计 灵敏电流计的作用：（实验演示） ①（指针是否偏转）可以判断___________________ ②（指针偏转的方向）可以判断_________________ ③（指针偏转的幅度大小）可以判断_____________ 如何获得磁场?蹄形磁铁 请同学们回忆一下蹄形磁铁的磁感线分布 确定研究磁场的区域 线圈（简单介绍制作方法） 设计方案： 请同学们把表格填好 电流计是否偏转 1 导体 ，磁体不动 2 导体 ，磁体 不动 由实验可知：当闭合电路的一部分导体相对于磁场运动时，电路中会产生了电流。 师：由上已知：当闭合电路的一部分导体相对于磁场发生运动时，电路中是可以产生电流的。 那么是否意味着导体在磁场中往任何方向运动都一定会产生电流？ 生： 师：接下来我们仍旧利用刚才那个实验装置来一起探究这个问题 师： 请同学们选择你要探究的方向： 学生讨论： 生：1 上下左右 运动方向 电流计示数 偏转方向 磁体不动，导体运动 1 2 3 4 5 6 7 8 现象： 师： 是否闭合电路的一部分导体在磁场中往任何方向运动都一定会产生电流？ 生：不一定。当。。。。。 师：根据实验现象，请同学们思考一下闭合电路的一部分导体在磁场中要如何运动才能产生 电流？ 生：导体运动方向与磁场方向不一致 师：我们再选择几个方向来验证一下这位同学的猜想？ 电流计示数 偏转方向 磁体不动，导体运动 1 向 左 。 2 向 右 。 3 向 上。 4 向 下 。 5 斜向上 6 斜向下 7 8 师：分析实验现象 从实验可知，当导体的运动方向与磁场方向不平行时，电路中会产生电流 科学上把这样的运动叫切割磁感线运动，也就是时是说，当闭合电路的一部分导体做切割 磁感线运动时，就会产生感应电流。这个现象就是我们今天要讲的电磁感应现象，产生的电 流就是感应电流 师：那为什么刚才线圈不动，磁铁动，也会产生感应电流？ 生： 师: 由上可知：当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会才是感应电 流，那么如果电路不闭合，还有没有感应电流呢？如何设计实验证明？ 生: 设计两个实验，同一套装置，一个闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，另 一个断开电路，让一部分导体往相同的方向做切割磁感线运动 实验 结论： 师：事实证明：利用电磁感应原理的确可以产生感应电流 从表格中你还发现了什么现象？ 生：灵敏电流计的指针偏转有时候偏左，有时候偏右。 师： 灵敏电流计的指针偏转的方向是不一致的，有些往左有些往右，说明了什么？ 生：因为电流计指针的偏转方向和电流的方向有关。偏转方向变化，说明感应电流的 方向也在变化 师：根据实验，请同学们想一下，感应电流的方向与什么因素有关？ 生：与导体运动方向有关。因为。。。。 师：进一步的实验发现 感应电流的方向除了与导体切割磁感线的运动方向有关外，还 和磁场方向有关。 师：从能量转化的角度分析，电磁感应现象实际上是 能转化为 能。 师：那老师有个大胆猜想： 地球本身是个大磁体，如果用闭合电路的一部分导线跳绳，根据电磁感应原理，应该 也会产生感应电流。真的师这样吗？ 实验 讨论：手摇手电筒的原理 结合模型讲解 各个方向 我们来看一下同学们的实验结果（投影仪） 请同学们看一下，你的实验结果是否和他的一样 师：现在我们根据表格中的实验数据来请同学回答刚才那个问题： 是否导体往任何方向运动都一定会产生电流？ 生： 不是的 当。。。。。就没有 师：那导体在磁场中到底要怎么运动才会有电流呢？ 请同学们分组讨论并概括一下 生： 1 导体运动方向要和磁感线不平行，要有交叉 师：那导体前后运动时与磁感线不平行，怎么解释 2 导体运动时要割断磁感线 师：这位同学已经说出了一个关键词---“割断” 其实要使电路中产生电流，导体运动时不光要”割断”磁感线，还要看割断的方式---“切” 磁感线 请同学演示一下：“切”的动作（用模型演示） 师：所以”电路中的一部分导体在磁场中运动就一定会产生电流”这句话是不科学的 只有“切割磁感线”运动才会产生电流 因此我们当闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生 电流”，这个现象就是我们今天要讲的电磁感应现象，产生的电流就是感应电流 师：那老师有个大胆猜想： 地球本身是个大磁体，如果用闭合电路的一部分导线跳绳，根据电磁感应原理，应该 也会产生感应电流。真的师这样吗？ 实验 为什么开头的实验中，线圈不动，磁体运动也会产生感应电流？ 生：