《磁生電》教學設計

張大海

關鍵詞：初中物理；磁生電；教學設計

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：B 文章編號：1009-010X（2018）11-0059-03

對初學生來說，由于年齡和生活閱歷所限，《磁生電》這節(jié)內(nèi)容顯得尤其抽象和不易理解，因此如何讓學生能夠在一節(jié)課的時間里準確理解“電磁感應現(xiàn)象”及“發(fā)電機原理”是特別體現(xiàn)教師對本節(jié)課的理解深度及把控能力的。以該教學設計為例可看出教師在教學過程中從以下兩方面做了有益的探索：一是重視演示實驗，并充分發(fā)揮實驗在教學中的作用，同時還增加了手搖發(fā)電機的引課實驗，通過這個實驗可激發(fā)學生的學習興趣并設置懸念。二是精心設計學生實驗，且特別注重實驗的層次性、遞進性和內(nèi)在邏輯性。即在探究磁生電的條件時先讓線框靜止，然后讓線框上下運動、前后運動、左右運動和斜著切割磁感線運動以及線框不動，磁體運動等，使實驗步步深入。同時實驗過程設計也做到了低起點、高落步，這不僅使學生的思維能緊跟教師的引導由淺入深，同時還鍛煉了學生的思維能力?？傊摻虒W設計體現(xiàn)了教師對本節(jié)課的思考和探索，值得與廣大同仁們分享。

一、教學目標

（一）知識與技能

1.通過探究活動，知道電磁感應現(xiàn)象，知道產(chǎn)生感應電流的條件。

2.通過實驗探究，知道感應電流的方向與磁感線方向、導體切割磁感線的運動方向有關。

3.了解發(fā)電機的原理，知道發(fā)電機工作過程中的能量轉化。

（二）過程與方法

讓學生通過實驗體驗什么情況下磁能生電，同時掌握從多種因素中找出與研究目的有關信息的能力，并得出電磁感應的條件。

（三）情感態(tài)度和價值觀

了解電磁感應在生產(chǎn)、生活中的應用。通過對電生磁和磁生電的對比，認識自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的。

二、教學重難點

重點：通過電磁感應實驗，認識電磁感應現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)磁生電的條件。

難點：產(chǎn)生感應電流的條件。

三、教學過程

（一）引課

師：今天能夠在這里跟同學們一起探討物理知識，我感到非常高興。我來自張家口市，在我們張家口有一條美麗的草原天路，又叫風車之路，那里到處都聳立著巨大的風車，成為草原天路的標志之一。同學們你們知道這些風車是用來做什么的嗎？（出示天路風光圖片）

生：利用風力來發(fā)電。

師：老師現(xiàn)在用手來代替風也能發(fā)電，同學看，這里有一臺手搖發(fā)電機（邊說邊展示實物），其中這是磁體，中間有一個漆包線繞成的線圈，這里有一個燈泡。

師：現(xiàn)在我們把它搖起來（邊說邊搖動手柄），觀察到什么現(xiàn)象了？

生：小燈泡亮了。

師：說明現(xiàn)在有沒有電流？

生：有電流。

然后教師把發(fā)電機上的磁體取走，繼續(xù)搖動手柄。

師：現(xiàn)在燈泡發(fā)光嗎？

生：不發(fā)光。

師：為什么不發(fā)光了？

生：磁體取走了，線圈處沒有磁場了。

師：這說明發(fā)電機是利用磁場來產(chǎn)生電流的。

接著教師把拿走的磁體放回原處。

師：現(xiàn)在有磁場了，為什么燈泡還不亮？

生：沒有搖，銅線圈不轉動。

接著教師搖動手柄，使線圈在磁場中轉動起來，燈泡發(fā)光。

師：為什么線圈在磁場中轉動時就有電流產(chǎn)生？利用磁場產(chǎn)生電流需要滿足哪些條件呢？這節(jié)課我們就一起來研究這個的問題。（板書標題：第五節(jié) 磁生電）

（二）探究——什么情況下磁能生電

師：要利用磁場獲得電流得先有磁場，要方便地獲得磁場需要什么器材？

生：磁體。

教師拿出蹄形磁體。

師：看到磁體你想到什么了？

生：它周圍存在磁場。

師：磁感線的方向？

生：從N極出來回到S極。

教師指出蹄形磁體N、S極之間的磁感線可近似看作平行的直線。

師：要觀察電路中有無電流，需要什么器材？

生：電流表。

師：（教師出示靈敏電流表）中這個表中間標著字母“G”，說明這是一個靈敏電流表，它能夠檢測到比較微小的電流。當沒有電流通過時，它的指針指在中央零刻度線處，當有電流通過時指針會發(fā)生偏轉。當電流從正接線柱流入，負接線柱流出，指針會向右偏，當電流從負接線柱流入，正接線柱流出，指針會向左偏。所以通過靈敏電流表指針的偏轉方向能判斷出電路中電流的方向是否發(fā)生了改變。

師：要把電流表連入電路還需要什么器材？

生：導線、開關。

師：這樣就行了嗎？

生：不行。

師：還需要接入一段導體，我們接入的是一個用漆包線繞制成的矩形線圈，該線圈與導線、開關和靈敏電流表組成了一個閉合的電路，線圈的底邊AB就是這個閉合電路中的一部分導體。實驗時同學們要將AB邊置于磁場中，并通過實驗得出導體AB在磁場中處于什么狀態(tài)時才會產(chǎn)生電流。

師：首先同學們先按圖將電路連好，然后將導體AB置于磁場中靜止不動，看指針是否會偏轉。

生：不偏轉，說明此時沒有電流產(chǎn)生。

師：靜止不動，那么我們就得讓導體AB動起來，朝哪個方向運動才會產(chǎn)生電流呢？下面同學們開始實驗。

教師要在這個過程中加強指導。

實驗完畢，讓其中一組學生說出實驗結果，然后其他組學生再進行補充。

教師總結實驗結果，然后利用磁感線模型分析幾種運動情況下導體的運動方向和磁感線之間的關系，從而得出導體AB要做切割磁感線運動才能產(chǎn)生電流。

再補充幾種情況讓學生實驗：①導體AB不動，讓磁體左右運動；②讓導體AB斜著切割磁感線運動；③斷開開關，再讓導體AB左右運動。

最后由學生總結出通過磁場產(chǎn)生電流的條件：①閉合電路；②一部分導體； ③做切割磁感線運動。

師：我們通過實驗發(fā)現(xiàn)了一種現(xiàn)象。

此時給出電磁感應和感應電流的概念，并簡介法拉第。然后分析出在電磁感應現(xiàn)象中是機械能轉化為了電能。

師：剛才做實驗時，靈敏電流表的指針偏轉方向發(fā)生改變了嗎？

生：改變了。

師：這說明了什么？

生：說明感應電流的方向發(fā)生了改變。

師：感應電流的方向與什么因素有關呢？

通過演示實驗由學生總結出影響感應電流方向的因素：①導體切割磁感線的運動方向； ②磁感線方向。

師：學習了電磁感應現(xiàn)象以后，誰能回答：為什么銅線圈在磁場中轉動時會有電流產(chǎn)生？（邊問邊演示）

生：線圈在磁場中轉動時不斷切割磁感線，所以電路中產(chǎn)生了電流。

師：所以發(fā)電機的發(fā)電原理是利用了電磁感應現(xiàn)象。

（三）發(fā)電機

1.明確工作原理

發(fā)電機是利用電磁感應現(xiàn)象將機械能轉化為電能的裝置。

2.展示自制小發(fā)電機，激發(fā)學生的興趣

師：同學們，老師這里有一個小發(fā)電機（邊說邊撥動線圈中間的磁體同時發(fā)光二極管發(fā)光）這個發(fā)電機工作時是誰在轉動？

生：是磁體在轉動。

師：我們把這種線圈固定不動而磁體轉動的發(fā)電機叫做旋轉磁極式發(fā)電機，實際生活中的發(fā)電機大多是旋轉磁極式的。

師：當旋轉磁體時，這兩個發(fā)光二極管發(fā)光是同時發(fā)光還是交替發(fā)光呢？

生：是交替發(fā)光。

師：請同學們課下用今天學到的知識并結合二極管的單向?qū)щ娦詠斫忉屵@個現(xiàn)象。

（四）小結