第20章电与磁
第5节 磁生电
教学目标：
知识与技能
1．知道电磁感应的发现者、电磁感应和感应电流，理解产生感应电流的条件，理解影响感应电流方向的因素；
2．了解发电机的原理和能量是如何转化的。
过程与方法
1．通过参与科学的探究活动，学习简单的科学探究方法；
2．通过对实验过程和现象的细致观察，能简单描述现象的主要特征，能初步归纳总结得出电磁感应的条件和影响感应电流方向的因素。
重点难点：
重点：了解产生感应电流的条件和影响感应电流方向的因素；
难点：理解发电机的原理和能量转化。
教学准备：
手摇发电机、线圈、检流计、U形磁铁、铁架台、发电机模型、发光二极管、小灯泡、开关、导线、多媒体等。
导入新课：
国外科研人员设计了一种“能量采集船”，如图所示，在船的两侧附着可触及水面的旋转“工作臂”，每只“工作臂”的底端装有一只手掌状的、紧贴水面的浮标．当波浪引起浮标上下浮动时，工作臂就前后移动，获得电能储存起来．你知道这种“能量采集船”的工作原理吗？
探究新知：
探究点一 什么情况下磁能生电
活动1：通电导线在磁场中会受到力的作用，从而使导体发生了运动，那么反过来，如果让导体在磁场中先运动，导体中会不会产生电流呢？如何设计实验来进行验证？学生交流、发言。
总结：按照如图所示进行实验，让导体在磁场中运动，观察灵敏电流计的指针是否发生偏转。
活动2：学生根据实验装置进行实验验证：
步骤：
（1）闭合开关，让直导线在蹄形
磁体的磁场中静止，换用不同强度的
磁体，观察电流表指针偏转情况；
（2）闭合开关，让直导线在蹄形磁体中上、下运动，观察电流表指
针偏转情况；
（3）闭合开关，将直导线在磁场中左右运动，观察电流表指针偏转情况；
（4）开关断开，将直导线在磁场中左右运动，观察电流表指针偏转情况。
活动3：展示自己组的实验探究现象：


归纳总结：
（1）定义：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，这种现象叫电磁感应现象。产生的电流叫感应电流。
（2）产生感应电流的条件
①电路必须是闭合的；②磁场中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
活动4：那么要想改变产生感应电流的方向，应该如何操作？自己进行实验验证。
活动5：展示自己的探究实验现象，并归纳总结。
实验现象：


归纳总结：导体中感应电流的方向跟导体运动方向和磁感线方向有关
，只要导体切割磁感线的方向和磁感线的方向中的任何一个改变，就会使原来的感应电流的方向发生变化。
活动6：根据感应电流产生的条件，试着分析一下此过程中能量的转化情况，在生活中的应用。学生交流、讨论，阐明自己的观点。
总结：
（1）能量转化：机械能转化为电能
（2）应用：发电机、变压器、动圈式话筒
探究点二 发电机
活动1：老师出示发电机模型。把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来，当摇动手柄使线圈在磁场中快速转动，观察到什么？用电流表换下小灯泡，缓慢摇动大轮，观察电流表的指针发生了怎样的变化。
总结：灯泡会发光，换为电流表时，会观察到电流表指针左右摆动。
活动2：学生根据桌面上的发电机，试着分析出发电机的构造。它是由磁体、线
圈、滑环、电刷组成。与电动机相似，但没有电动机的换向器。
活动3：结合手中的发电机，让其工作，试着分析活动1中电流表指针来回偏转的原因。
总结：当线圈在外力的带动下在磁场中转动时，
线圈的两个边分别切割磁感线，且切割的方向不同，所以它们主生的感应电流方向也不同，这正好使线圈沿着某一个方向向外流出电流。
当线圈转过图中的这个位置时，两边切割磁感线的方向变成了倾斜的方向，使得切割磁感线的条数减少，故产生的感应电流也减小，所以出现一大一小的指针摆动现象。当线圈转过了180度以后，线圈的每条边的运动方向正好相反，故它们产生感应电流的方向
也会相反，所以还会出现电流表指针方向一会儿向左偏一
会儿向右偏的现象。
活动4：自学课本P140，找出什么是交流电，我国照明用电的频率和周期各是多少？
总结
：
（1）概念：线圈转动一周，电流方向变化两次，所发发电机发出的电流方向是周期性变化的，我们把周期性改变方向的电流叫交电流，简称交流。
（2）频率：在交流电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率；频率的单位是赫兹，简称赫，符号为Hz，线圈转动一周所用的时间叫周期。我国照明用电的频率是50Hz，周期是0.02秒。
效果检测：
课堂小结：一、基本知识
1．电磁感应
（1）定义
（2）影响感应电流的因素。
（3）能量转化：机械能转化为电能。
2．发电机
（1）原理
（2）交变电流
（3）组成
二、基本方法
观察法、类比法、控制变量法
布置作业：教材：P142动手动脑学物理1～6
板书设计： 磁生电
1．定义 磁场方向
一、电磁感应 2．影响感应电流的因素
3．机械能→电能 电流方向
1．原理：电磁感应
（1）频率
二、发电机 2．交变电流
（2）我国交流电频率50Hz
3．组成：转子和定子
教学反思：本节课教师要处理好教师与学生的角色问题.学生是学习的主体，整个教学过程中，教师要把握好自己在教学中的角色和地位，始终以学生为中心，科学探究要注重学生的猜想和科学研究的方法教育，充分发挥学生的自主性，教师要敢于“放”，善于“引”.这堂课在学生探究方法上和时间可能不够的问题上会比较突出，探究实验能否收到良好的教学效果，与教师的科学引导密切相关.如果“放而不引”，流于形式，不仅教学时间不够，学生也可能“玩无所获”，如探究“电磁感应现象”实验、 感应电流的大小与哪些因素有关的实验，实验次数较多，操作中易出现如电路故障、方法不合理等这样那样的问题，没有教师的合理引导，学生不可能在有限时间内完成学习任务.因此教师适当“引”而不是“包”，对失败的学生多鼓励，培养学生面对失败不气馁的优良品质.