《发电机为什么能发电》教案.doc

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课题发电机为什么能发电【教材分析】本节教材首先采用图文结合方式引出发电机，并提出发电机为什么能发电的问题。在这里教师可以简介历史上科学家们是怎样从电生磁中逆向思考磁生电的问题。然后引导学生走科学家曾经走过的路，尝试应用实验的方法探究磁生电的条件，接着让学生自己经历一次发电的过程。在学习必须要知道知识的由来过程。只有知道知识的由来过程我们才能做到对知识的理解，否则我们就很难再去灵活应用。【学情分析】学生已经具备了电、磁的初步认识，知道了电能产生磁和磁场对电流有作用等方面的知识，也初步具备了电学实验的操作技能和初步的观察、分析、归纳能力，但理性思维的能力还不强，在分析感应电流产生的条件时会遇到一定的困难。【教学目标】知识与技能知道电磁感应现象和其产生的原因；知道动圈式话筒的构造；了解交流发电机的工作原理。过程与方法通过演示实验培养学生观察实验的能力和从实验事实中归纳、概括物理概念与规律的能力。情感态度与价值观认识自然现象之间是相互联系的，了解探索自然奥密的科学方法；认识任何创造发明的基础是科学探究的成果；初步具有创造发明的意识。【教学重点难点】重点：知道电磁感应现象和磁生电的条件。难点：尝试动手设计实验，并由实验结果概括物理规律。【教学方法】探究实验、讨论、启发式。【教具】铁架台、细线、矩形线圈、蹄形磁铁、灵敏电流计 、导线、开关、手摇发电机模型、小灯泡、多媒体课件。【课时安排】1课时【教学过程】一、导入新课师（神秘地）：今天，我给大家请来了一位大大的明星。想认识他吗？下面请大明星出场！课件展示：五色闪光灯闪烁，屏幕渐黑后逐渐亮起，一人出现在舞台中央，镜头拉近，出现法拉第像。师（遗憾地）：由于大明星生活的年代离我们太远了，他本人不能亲自到场和大家见面，我只能请来了他的一幅画像。大家可别小瞧他！下面让你感受一下他的伟大。课件展示：电的应用实例。同时师（富有激情地）：是什么让漆黑的夜晚变得五彩缤纷，是什么让我们的生活丰富多彩，是什么让我们的出行如此方便快捷，是什么让工厂的机器转个不停，这所有的一切都源于这位大明星的一个重大的发现！这位大明星就是——课件展示：法拉第简介。师：这节课我们沿着这位大明星的足迹来探寻先哲的智慧之旅。二、新课教学师（打趣地）：磁能生电？那么同学们回家后多买些磁铁放在家中，以后就不用交电费了。师：开个玩笑。下面，我们利用手边准备的器材，跟随我来探究磁怎样才能生出电来。师：首先，我们根据前面我们学习过的电学知识来解决下面两个问题。课件展示（依次）：问题1：在实验中，电路应该是断开的还是闭合的？问题2：如何知道电路中是否产生了电流？问题3：如何知道电路中电流的方向是否改变？师引导学生回答。 答问题1：生：电路闭合是电路中形成电流的必要条件，因此实验中电路必须是闭合的。答问题2：生：电路中有电流时，电灯可以发光，电流表会有示数等。师（补充）：由于这个实验中产生的电流非常微弱，普通的小灯泡根本不会发光，普通的电流表的指针也不会偏转，所以我们要用更灵敏的灵敏电流计检测电路中是否产生了电流。答问题3：根据灵敏电流计指针的偏转方向是否改变，如果第二次实验中灵敏电流计指针偏转方向与第一次相反，说明第二次产生的电流方向与第一次不同。师：下面，请大家按图示实验装置图组装实验装置。课件展示：电磁感应实验装置图。师：实验装置组装完毕后，我们按照实验提示分步进行实验探究。课件展示：第一步：导线在磁场中是静止时还是运动时电路中会产生电流。第一步完成后，师生交流总结：导线只在磁场中运动了电路中才会产生电流。课件展示：第二步：是不是只要导线运动，电路中就一定产生电流？若不是，请注意导线的运动方向。第二步完成后，师生交流总结：导线在磁场中只有沿着一定的方向运动电路中才会产生电流。师：如果我们把磁感线比作细木棒，把导线比作一把小刀，请观察大屏幕上的动画，回想使能够使电路产生电流的导线运动方向与哪把小刀的动作类似？课件展示：三幅动画：（1）小刀锯磨细木棒；（2）小刀剐削细木棒；（3）小刀切割细木棒。生：切割。师：只有导线作切割磁感线运动时电路中才能产生电流，如果导线作锯磨或者剐削磁感线运动时电路中是不能产生电流的。课件展示：第三步：保持磁场方向不改变，比较让导线水平向右作切割磁感线运动和水平向左作切割磁感线运动，灵敏电流计指针偏转方向是否相同。第三步完成后，师生交流总结：灵敏电流计 指针偏转方向不同，说明在磁场方向一定时，导线作切割磁感线运动方向与原来相反时，产生的电流方向也与原来相反。课件展示：第四步：保持导线作切割磁感线运动方向不变，把蹄形磁铁的N、S极上下对调，比较灵敏电流计指针偏转方向是否相同。第四步完成后，师生交流总结：灵敏电流计指针偏转方向不同，说明在导线作切割磁感线方向不变时，磁场方向与原来相反，产生的电流方向也与原来相反。实验结束后，师生进行交流总结：（1）闭合电路的一部分导体，在磁场中作切割磁感线运动时，电路中能够产生电流；（2）在磁场方向不变时，导线作切割磁感线运动方向与原来相反，产生的电流方向也与原来相反；在导线作切割磁感线运动方向不变时，磁场方向与原来相反，产生的电流方向也与原来相反。师：由于导体在磁场中运动而产生电流的现象，是法拉第最早发现的，他把这种现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。师：电磁感应现象中产生的感应电流是非常微弱的，但是它的发现为后来发电机的发明奠定了坚实的理论基础，也就是说，发电机的基本原理就是电磁感应现象。展示手摇发电机模型。师：大家请看，这是一个发电机模型。发电机主要由两部分组成：转子和定子。另外还有铜环和电刷。师：发电机的转子是用很多匝的铜线绕成的线圈，定子是具有很强磁性的永磁体，转子可以高速的转动，因此它可产生很大的电流。教师请一名学生摇动发电机，使小灯泡发光（注意转速不要太快），提醒其他学生观察小灯泡的发光情况。师：大家是否观察到小灯泡的发光情况与以前电路实验时小灯泡的发光情况有什么不同吗？生：这个小灯泡在不停地闪烁。师：小灯泡为什么会闪烁呢？请大家观察大屏幕上发电机模型工作过程中电流的变化情况。课件演示：发电机模型工作过程中电流方向和强弱的变化师：大家回想一下，这与干电池提供的电流有什么不同？课件演示：干电池作电源的电路中电流的情况 师生交流总结：1.干电池提供的电流方向和强弱都不发生变化。2.发电机提供的电流方向和强弱在发生着周期性的变化。师：把方向和强弱都不发生变化的电流叫做直流电；把方向和强弱发生周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。师：我国工农业中所使用的都是交流电，1s内发生50次周期性变化。师：我们课堂上所演示的发电机，是最简单的发电机，生产生活中实际使用的发电机要复杂得多。课件展示：各式各样的发电机图片师：在实际使用中，为产生更强的电流，常用电磁铁代替永磁体，为了避免电刷与铜环之间由于接触不良产生电火花造成损坏，一般把线圈固定做成定子，而旋转磁极，这与我们课堂用的发电机模型的定子与转子是不同的。课件展示：风力发电、水力发电、火力发电、核能发电图片师：无论是哪一种发电形式，都要把其它形式的能量转化为机械能，带动发电机转动才能产生电能。因此，从能量转化角度来说，发电机是把什么能转化为什么能？生：机械能转化为电能。三、课堂小结通过这节课的学习我们知道了，磁生电的条件是什么，发电机是利用什么原理工作的，另外我们通过实验探究也亲身体验了科学家发明创造的过程和方法，从这个过程中我们知道了任何创造发明的基础是科学探究的成果。四、课堂练习（课件展示）1、下图中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，在哪种情况下会产生感应电流？2、发电机的主要结构是（)和()，它把()能转化为() 能。3、我国供生产和生活用的交流电，频率是()Hz，周期是()s，电流在每秒内产生的周期性变化的次数是()次。4、当你唱卡拉OK时，要用到话筒（麦克风）。话筒的种类很多，下图是动圈式话筒的构造示意图。当你对着话筒说话或唱歌时，产生的声音使膜片()，与膜片相连的线圈也跟着一起()，线圈在磁场中的这种运动，能产生随着声音的变化而变化的()，经放大后，通过扬声器还原成声音。四、布置作业自我评价与作业1、2、3题。【板书设计】一、导体在磁场中产生电流的条件：1.电路必须是闭合的。2.部分导体做切割磁感应线运动。二、电磁感应：闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感应线运动时产生感应电流的现象称为电磁感应现象，电磁感应中产生的电流称为感应电流。三、感应电流的方向与磁场的方向和导体切割磁感应线运动的方向有关。【教学反思】本节课的主要特点是改变了以往重结论轻过程、重理论轻实践的教学理念。课堂上我创造条件让学生自己动手获得了知识与技能的双丰收，体验探究的乐趣、学习的乐趣；同时也培养了学生的交流与合作意识、实践能力和科学探究能力。结合教材渗透心理素质教育是本教学设计的一大亮点，顺应了现代教学的潮流。