资源简介

/ 让教学更有效 精品教案 | 物理学科
20.6　磁生电
【知识要求】
1.知道电磁感应现象，知道磁生电的条件。
2.知道感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关。
3.知道发电机的原理及能量的转化过程。
【教学重难点】
1.通过探究实验，认识电磁感应现象和感应电流，发现磁生电的条件。
2.发电机的工作原理。
蹄形磁体、开关、灵敏电流计、导线若干、支架、线圈
奥斯特发现电流的磁效应后，许多科学家都在思索：既然电流能产生磁，那么磁能否产生电呢？
展示发电机图片。
教师提问：发电机是如何发电的呢？
（一）磁生电
实验1：
探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
教师演示将导线上下运动、左右运动、前后运动，并引导学生观察灵敏电流计的指针偏转情况。小组结合课本实验的内容，讨论并归纳：
1.电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，在导体中就会有电流产生，这种现象叫作电磁感应，产生的电流叫作感应电流。
2.产生感应电流的条件
（1）电路必须是闭合的；（2）一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
3.电路中感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向和磁场的方向有关。
4.能量转化：机械能转化为电能。
例题讲解：
【例1】如右图所示，在探究“磁生电”的实验中，能产生感应电流的操作是（　　）
A.让导体ab沿水平方向左右运动
B.让导体ab沿竖直方向上下运动
C.让导体ab静止在蹄形磁体内
D.让蹄形磁体沿竖直方向上下运动
　　【解析】产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。保持磁体静止，将导体ab沿水平方向左右运动时，导体切割磁感线，所以会产生感应电流；保持磁体静止，将导体ab沿竖直方向上下运动时，导体没有切割磁感线，所以不会产生感应电流；导体ab静止在磁体内时不会切割磁感线，因此不会产生感应电流；保持导体ab静止，将蹄形磁体沿竖直方向上下运动，由于运动方向与磁感线方向平行，导体ab不会切割磁感线，所以不会产生感应电流。
【答案】A
【例2】如右图所示，在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，保持磁体不动，若导线ab水平向右运动，则灵敏电流计指针向左偏转。下列说法正确的是（　　）
A.若导线ab水平向左运动，则灵敏电流计指针向右偏转
B.若导线ab竖直向上运动，则灵敏电流计指针向左偏转
C.若导线ab竖直向下运动，则灵敏电流计指针向左偏转
D.若导线ab斜向上运动，则灵敏电流计指针不会偏转
　　【解析】感应电流产生的条件是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线的方向有关。只改变磁场方向或只改变导体切割磁感线的运动方向时，感应电流的方向发生改变。当导线ab水平向左运动时，其切割磁感线的运动方向发生改变，感应电流的方向发生改变，灵敏电流计指针向右偏转，A选项正确。当导线ab竖直向上或竖直向下运动时，导线ab不切割磁感线，则导线ab中不会产生感应电流，灵敏电流计指针不会偏转，B、C选项错误。当导线ab斜向上运动时，导线ab切割磁感线，会产生感应电流，灵敏电流计指针会发生偏转，D选项错误。
【答案】A
（二）发电机
实验2：
演示手摇发电机发电使灯泡发光，引导学生观察并思考以下问题：
1.观察手摇发电机的构造。
（1）磁极是什么形状的？
（2）线圈是通过哪些装置和灯泡连接起来的？
（3）摇把是通过什么带动线圈转起来的？
2.观察发电机转速对小灯泡亮度的影响。
3.检验手摇发电机电流方向的变化。
学生回答：小灯泡发光，说明电路中有了电流；线圈转得越快，小灯泡越亮，说明感应电流越大；产生的电流方向在不停改变。
教师引导学生阅读课本相关内容并结合观察到的实验现象，归纳总结：
1.交流发电机产生的电流是交变电流，简称交流。
2.交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数。我国电网以交流供电。
3.发电机的工作原理：
当线圈在前半周转动时，电流表指针偏转，表明电路中产生了电流；当线圈在后半周转动时，切割磁感线方向相反，电流表指针偏转方向相反。
4.发电机的构造：发电机由转子和定子两部分组成，大型发电机一般采用磁极旋转的方式来发电。
5.能量转化：发电机发电的过程是其他形式的能转化为电能的过程。
例题讲解：
【例3】微风吊扇通电后扇叶转动，此过程中　　　　能转化为机械能。拔下插头，在插头处接发光二极管，用手旋转叶片，发光二极管发光，这是　　　　现象，人们利用这一原理制成了　　　　。
　　【解析】微风吊扇通电后转动，在此过程中电能转化为机械能；拔下插头，用手旋转叶片，电扇内的线圈在磁场中转动，切割磁感线，产生了感应电流，这是一个由磁产生电的过程，人们利用这一原理制成了发电机。
【答案】电　电磁感应　发电机
【例4】右图所示的是发电机的工作原理图。下列说法正确的是（　　）
A.发电机的基本原理是通电导体在磁场中受到力的作用
B.发电机的基本原理是电磁感应现象
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
　　【解析】发电机的基本原理是电磁感应现象，电动机的基本原理是通电导体在磁场中受到力的作用，A选项错误，B选项正确。发电机线圈在转动过程中，产生的感应电流为交变电流，其大小和方向均随时间的变化而变化，C、D选项错误。
【答案】B
第6节　磁生电
磁生电
　　电磁感应现象是电磁学部分的重难点，教师需要引导学生在复习奥斯特电生磁的基础上，迁移类比研究产生电磁感应现象的条件，让学生通过科学探究，认识电磁感应现象。本节内容放在学生学习了电动机之后，所以实验验证比较容易，学生能很好地思考和总结，再结合课本内容，更好地降低了难度。为了让学生真正理解，教学过程中针对感应电流的产生条件进行了几点提示与讲解，让学生真正理解“切割”这一词语。实验中通过手摇发电机，让学生更好地理解了发电机的工作原理，知道产生的感应电流大小与线圈的运动速度和磁场强弱有关。进一步分析，让学生知道线圈中的电流方向是变化的，从而引入交流的概念。

展开更多......

收起↑