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第7节　学生实验：探究——产生感应电流的条件
教学目标
【知识与技能】
1．知道导体在磁场中运动时产生感应电流的条件．
2．了解动圈式话筒的构造和原理．
3．知道发电机的构造和原理．
【过程与方法】
1．体会科学探索的过程特征，领悟科学思维方法．
2．经历科学探究的过程，归纳概括出利用磁场产生电流的条件，培养培养学生逆向思维能力、学生的观察、操作、探究、概括能力以及交流与合作意识．
【情感、态度与价值观】
通过本节课的学习，激发学生的求知欲望，培养他们严谨的科学态度．
重点难点
【重点】
1．学生实验探究的过程．
2．对产生感应电流条件的归纳总结．
【难点】
1．教师对学生探究式学习的操控．
2．学生对实验现象的分析总结．
教学过程
知识点一　电磁感应现象
【自主学习】
阅读课本P163－164，完成以下问题：
当导体回路中的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，回路中就会产生电流，这种现象称为电磁感应.在电磁感应现象中产生的电流称为感应电流.
【合作探究】
探究　电磁感应现象
问题与猜想
电流能够产生磁场，那么磁场能否产生电流呢？如果能，需要什么条件？
制订计划
用一根长导线做一个长方形线框且将导线两端留有相同长度．将线框悬挂起来，使它的底边ab水平置于蹄形磁体的磁场中，长导线的两端与灵敏的电流表连接，组成一个闭合回路．
闭合开关后，观察下述各种情况下电流表的指针是否偏转．
1．保持线框和磁体都不动．
2．磁体不动，使线框底边ab左右运动．
3．使线框底边ab向上或向下运动，并不切割磁感线．
4．线框底边ab不动，使磁体左右运动．
5．线框底边ab不动，使磁体上下运动．
6．断开开关，重复步骤2～5.
收集证据
进行实验，收集证据，将观察到的实验现象记录下来，如下表所示.
线框在磁场中运动情况 灵敏电流表指针偏转情况
电路闭合
磁体和线框静止
线框上下运动，并不切割磁感线
线框左右运动
线框不动，使磁体左右运动
线框不动，使磁体上下运动
不动
不动
偏转
偏转
不动
电路断开
线框上下运动，并不切割磁感线
线框左右运动
线框不动，使磁体左右运动
线框不动，使磁体上下运动
不动
不动
不动
不动
分析与结论
1．实验现象说明了什么？由此能得出什么结论？
答：当导体回路中的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，回路中就会产生电流，这种现象称为电磁感应．在电磁感应现象中产生的电流称为感应电流．
2．产生感应电流的条件是什么？
答：(1)电路必须是闭合的．(2)导体必须在磁场中做切割磁感线运动．
3．在本实验中，控制导体切割磁感线的方向不变，改变导体的运动方向，会发生什么现象？
答：导体运动方向改变，感应电流方向也要发生改变．
4．控制导体的运动方向不变，改变导体切割磁感线的方向，会发生什么现象？
答：导体切割磁感线的方向改变，感应电流方向也要发生改变．
【教师点拨】
1．做切割磁感线运动的是闭合电路中的“部分导体”，不能是整个电路在磁场中运动．
2．感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向有关．
【跟进训练】
如图所示，导体ab按箭头方向运动，试判断下列四种情况下导体中有感应电流产生的是(　C　)
知识点二　动圈式话筒
【自主学习】
阅读课本P164，完成以下问题：
话筒的作用是把声音转换成电流.动圈式话筒(麦克风)就是应用电磁感应现象制成的．
【合作探究】
演示一　动圈式话筒
你知道动圈式话筒的工作原理吗？
答：对着话筒说话时，产生的声音使膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线圈在磁场中做切割磁感线运动，就会产生随着声音变化而变化的电流，经放大后，通过扬声器还原成声音．
知识点三　发电机
【自主学习】
阅读课本P164－166，完成以下问题：
1．发电机是根据电磁感应现象制成的．
2．发电机发出的是大小和方向都发生变化的电流，这样的电流叫作交流电.
3．频率表示交流电变化的快慢，数值上等于交流电在1 s内完成周期性变化的次数．
4．发电机的构造：发电机由定子和转子两部分组成．大型发电机的定子上分布着线圈，转子是一组电磁铁.当用内燃机、蒸汽机、风车或水轮机带动转子转动时，电磁铁产生的磁场随着一起转动，定子中的线圈便会切割磁感线，从而产生感应电流.
【合作探究】
演示二　手摇发电机
1．把一台手摇发电机跟灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，观察到了什么现象？说明了什么？
答：观察到灯泡会发光．说明电路中有了电流．
2．把手摇发电机跟电流表连接起来，线圈在磁场中转动时，观察到了什么现象？说明了什么？
答：可以看到电流表的指针随着线圈的转动而左右摆动．说明发电机发出的电流的大小和方向是变化的．
3．用不同的速度摇动转轮，观察灯泡亮度有什么变化？
答：发电机转速越快，灯泡亮度越亮．
演示三　发电机
1．你知道交流发电机的工作原理吗？
答：当线圈旋转时，电刷A始终与铜制的滑环K接触，电刷B始终与铜制的滑环L接触，线圈与电流表形成一个闭合电路．在线圈转动过程中，ab边和cd边做切割磁感线的运动，线圈中产生了感应电流，电流表的指针周而复始地发生有规律的偏转．这种输出交流电的发电机叫作交流发电机．
2．什么是直流发电机？
答：如果用两个半环组成的换向器来代替交流发电机上的两个滑环，那么，虽然线圈中产生的是交流电，而供给外部电路的电流方向却保持不变，这种方向不变的电流叫作直流电．这样的发电机叫作直流发电机．
3．发电机发电的过程中能量是如何转化的？
答：机械能转化为电能．
【教师点拨】
无论是直流发电机还是交流发电机，线圈产生的都是交流电，交流发电机输出的是交流电，直流发电机在换向器的作用下输出的是直流电．
【跟进训练】
下列四幅实验装置图都是用来研究电与磁的，其中制作发电机依据的原理图是(　D　)
课堂小结
1．探究电磁感应现象
(1)闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流．
(2)电路中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场的方向有关．
2．发电机的工作原理
利用电磁感应现象将机械能转化为电能．
练习设计
完成本课对应训练．
温馨提示：实验视频见课件．

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