《磁生电》
设计理念
磁生电一节教学的设计,应体现物理课程的基本理念,实现课程的价值。包括:
一、目标设计
应围绕提高全体学生的科学素质,满足每个学生发展的基本需求这个总体目标。
二、教学内容选取:应围绕知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标,把握教材因素,结合地方、学校实际,贴近学生生活,拓展教学内容。
三、教学方法:符合学生认知规律,引导学生改变传统学习方式为目的。
四、教学手段、器材:结合教学实际,力图直观、清晰、高效。器材可行、大方。
五、教学评价:注重学习结果评价的同时,注重学习过程、学习方法、学习方式的评价。以鼓励性、导向性评价为主,实现评价方式的多元化,使评价具有促进性、发展性。
教学目标
一、知识与技能:
1.知道电磁感应现象,知道磁生电过程中能够转化。
2.知道产生感应电流的条件。
3.初步了解发电机的构造、工作过程,我国使用的交流电主要参数。
二、过程与方法:
1.经历磁生电现象,感知逆向思维。
2.探究磁生电的条件。
三、情感态度与价值观:
通过了解电磁感应转化成发电机这一应用技术的过程,提高学习科学技术的兴趣,认识在创新中科学方法的重要性。
教学器材
小电动机、耳机、电流表、导线、线圈框、U型磁体、手摇发电机、小灯泡、多媒体。
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教学过程
一、导入
师:电动机的使用。提高了人类改造自然的能力,改善了人们的生活。请列举电动机在生产、生活中的使用实例,并简要说明使用电动机的意义。
生:议论、发现。
师:电动机及其他用电器运作时,消耗大量的电能从何得来?
生:积极思考:可能
(导入:注重提出问题、引发探索、激发兴趣。)
二、提出问题
师:电能从何而来的,同学们做出了多样的猜测。这些猜想,人们大都变成了现实。现在我们一起重点探索一下:
机械能→电能
首先,我们再观察一下电动机的转动。
要求:①同桌的二位同学合作进行;②画出电路图。
生:连接电路,电动机运转。
师:很好!我们观察到给电动机通电,电动机转动。反过来,想想让电动机转动(如用手转动它的轴),会出现什么情况呢?
生:猜想、创新。
师:与周围的同学说说你这样猜想的原因吧?(科学猜想)
生:议论。
师:对学生的猜想肯定、赞许。引导学生:转动电动机的轴,可能产生电流。是因为电动机能把电能→转化为机械能,所以输入机械能可能产生电能。
(尝试逆向思维)
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对我们上述的猜想,准备通过什么方法加以验证,请用文字表达一下。
生:制定计划、设计实验、进行实验。
引导学生,可用电流表(耳机、喇叭)检测电流。
师:请把你看到的现象写在纸上,告诉老师和其他同学。
生:文字表达、口语表达(交流体验成功的喜悦)
师:在这现象中,发生能的转化吗?
生:思考议论:机械能→电能。
师:在我们的探索中,我们利用电动机获得了电流,这种现象下节课我们将进一步探索。关于现实生活中,使用的电能,课本P65页有具体叙述,请同学们阅读一下,思考:
1.英国物理学家_______经过_______的探索,在_________年,首先发现了利用_______产生电流的规律和条件。
2.科学家是根据什么事实,想到利用磁场获得电流的。
3.现实生活中的电,是发电厂从_______中产生的。把_______能转化为_______。
4.本节的学习,你印象最深的科学方法是什么?
(阅读资料,获取信息。)
第二课时,探究:什么情况下磁可以生电。
师:大家已经知道小电动机是由一对磁体和线圈框构成的。利用一只小电动机可以获得电流。那么是不是只要存在磁场和导线框,就能产生电流呢?
生:猜想、议论。
师:为了更好地探究磁生电,我们使用课本P66页图8.5-1的器材装置进行探索,同学们可探索下面的问题。
序号
导体
运动情况
磁场
电流表指针及方向
1
导线(ab)
静止
U型磁体内部
2
导线(ab)
上下运动
3
导线(ab)
向左运动
4
导线(ab)
向右运动
5
线圈框
转动
……
……
……
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师:请分析一下上面看到的现象,结合图2.5-2阅读一下P67页第一自然段。你得到了什么结论?
生:讨论、文字表达。
师:把你得到结论跟大家一起交流一下。
生:汇报交流。
师:引导:闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线,电路中产生电流。
创新与发现
师:在上述探索中,你还有什么新的发现,请交流一下。
小结:
师:由于导体在磁场中切割磁感线而产生电流的现象叫电磁感应现象,它是根据电流能生磁逆向思维而获得的科技成就,是英国物理学家法拉第经过10年的探索在1831年首先发现的。在这个现象中产生的电流叫感应电流,这个发现,使人类大规模用电成为了可能,开辟了电气化的时代。
生:归纳:产生感应电流的条件:_____________。
教学延展
电磁感应实现了机械能转化为电能,其他形式的能可以转化为电能吗?
①请列举生活实际,讨论一下。生产、生活中的电能来源。
②请结合你家及你村的情况。思考:你所在的地方可采用什么来获得电能。
第三课时:发电机
师:出示图8.3-3的手摇发电机,让学生观察。
生:观察发电机的构造,说出发电机由一对磁体和线圈框构成。
师:让学生摇动发电机,使小灯泡发光。提问,小灯泡消耗的电能从何而来。
生:机械能转变为电能
设问:若把小灯泡换成一个电流表,电流表的指针将怎样运动?
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学生思考。而后让学生实验得到现象:指针左右摆动。
师:出现上述现象的原因是什么?
提示:图8.5-2是发电装置的示意图,对照示意图进行思考?
生:思考、议论得出:由于磁感线方向不变,导线AB运动方向改变,造成感应电流方向改变、电流表指针左右摆动。
小结:
填空:上述现象表明,在______中,感应电流的方向跟导线_______有关。
师:把导线弯成一个线圈框,增加线圈的圈数,使发电机产生更强的电流、更高的电压。实际的发电机就是这样构造的,分析发电机的原理,可取其中一匝线圈进行分析,如图8.5-4。思考:
1.如果ab边中的感应电流从b→a,那么cd中的电流方向是_______,通过灯泡的电流将向_______。
2.线圈转过180°后,ab向_______运动,ab中电流方向_______,cd向_______运动,其中电流方向_______,灯泡中电流方向_______。
小结:
生:通过以上分析,可知交流发电机产生的电流方向是_______的,这样的电流与电池供出的电流是_______的。
师:请同学们阅读P68页第1,2,3自然段,认识我国使用的交流电。回答:
1.我国电网以_______供电,电流的频率是_______Hz。
2.电流在1s内周期性变化的次数是叫_______,单位是_______。
师:在发电机和小灯泡的电路是串联一只电流表。慢慢转动发电机,让学生观察电流表指针的摆动,了解摆动次数与线圈转动次数的关系。
生:体验电流的变化与线圈转动有关系。
师:用不同的速度摇动发电机,学生观察灯泡的亮度变化。
生:体验、了解感应电流的大小与线圈的转动有关系。
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教学延展:让线圈运动与声音有关系。(即用声音来控制线圈的运动)那么发出的电流会怎样呢?(学生课后探究)
思考:P69页“动手动脑学物理”第3题。
总结:学生完成
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