2023学年九年级物理下册17.3发电机为什么能发电第1课时探究电磁感应现象第2课时发电机教案1新版粤教沪版.doc

第1课时　探究电磁感应现象 第2课时　发电机 1．通过实验，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，知道电磁感应现象。 2．知道发电机的结构和工作原理，知道发电机发电过程的能量转化。 3．知道什么是交流电，知道我国供生产和生活用的交流电的频率，能把交流电和直流电区分开来。 重点 通过探究实验，认识电磁感应现象和感应电流，发现磁场中产生感应电流的条件。 难点 引导学生设计实验，连接电路，在探究过程中发现磁场中产生感应电流的条件。 手摇发电机模型，灵敏电流计，蹄形磁铁，矩形线圈，直导线，连接导线，开关，铁支架，螺丝管，条形磁铁，多媒体等。 一、创设情境，导入新知 现代社会生产和生活都需要大量电，这些电都是由发电厂供给的，我们国家有哪些发电厂？ 学生思考已知的几种发电方式。 学生展示：有火力发电、水力发电、风力发电、核能发电等。 教师介绍：这几种发电方式都离不开发电机。 提出问题：发电机为什么能够发电？ 二、自主合作，感受新知 阅读教材并结合生活实际，完成《探究在线·高效课堂》“预习导学”部分。 三、师生互动，理解新知 (一)认识发电机 活动1：让我们自己来发电 利用手摇发电机让小灯泡亮起来。课本图17－15是手摇发电机模型，为了让更多学生有动手机会，体验操作发电机的乐趣。学生动手操作：用导线把它与小灯泡、开关连接起来。 思考：(1)开关闭合后，能否使小灯泡发光？如果不能，影响因素是什么？ (2)发电机在电路中相当于什么？ 学生交流讨论。 活动2：拆开发电机 为了探究发电机发电的奥秘，可采用类似研究电动机的办法。将发电机模型拆开，看一看它的内部结构。想一想：发电机的主要部件有哪些？ 发电机与电动机的结构相似，都是由线圈、磁体等组成。 (二)探究电磁感应现象 活动3：探究电磁感应现象 提出问题：发电机产生电流需要怎样的条件？ 学生猜测，教师及时引导可能需要让线圈在磁场中运动(或转动)。 仿照电动机的研究，利用简化法对线圈和磁体都做些简化(线圈用一匝线圈或单根导线代替；定子的磁铁或电磁铁用蹄形磁铁代替)，引导学生对实验进行设计了如图17－16(a)(b)所示的两种实验装置。 实验：将灵敏电流计跟线圈或单根导线连接起来，检测线圈或单根导线中是否有电流。 思考： (1)当单根导线或线圈的一边在磁场中静止不动是，仔细观察，灵敏电流计的指针会偏转吗？ (2)单根导线或线圈的一边在磁场中做怎样的运动时，灵敏电流计的指针才会偏转呢？如果单根导线或线圈的一边平行于磁感线运动，灵敏电流计的指针会偏转吗？ (3)改变磁铁两极的位置(改变磁场的方向)，或者使单根导线或线圈的一边反向运动，灵敏电流计的指针偏转方向是否改变？ 学生仔细观察实验，与同伴交流讨论。　　 师生共同对实验结果分析和归纳，得出结论：闭合电路中的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流。电流的方向与磁场方向和线圈切割磁感线运动的方向有关。这就是电磁感应现象，在电磁感应现象中所产生的电流叫做感应电流。 教师再次提问：能不能用线圈和条形磁铁做探究电磁感应现象的实验？ 学生思考。 教师演示图17－18所示用线圈和条形磁铁做探究电磁感应现象的实验。让学生观察线圈切割磁感线的另一种方法：线圈不动，磁体动也能够让线圈切割磁感线。 典例解读 【例1】如图所示，导体AB水平置于蹄形磁铁的磁场中。闭合开关后，导体AB在下列运动情况中，能使图中小量程电流计指针发生偏转的是(　　) A．静止不动 B．水平向右运动 C．竖直向上运动 D．竖直向下运动 【解析】电流计指针发生偏转说明电路中有电流，产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，A选项中静止不动，不能切割磁感线，C、D选项中竖直向上或向下均不能切割磁感线，只有B选项满足产生感应电流的条件，因此B选项正确。 【答案】B 【例2】如图所示，要使流过灵敏电流计的电流反向，下列措施中可行的是(　　) ①只将磁场反向；②只将线圈的运动方向反向；③同时将磁场和线圈的运动方向反向；④增加磁铁的磁性或线圈匝数。 A．①②　　　　B．②③ C．①③　　　　D．①④ 【解析】电磁感应现象中的感应电流方向与磁场方向和导体运动方向有关，当改变其中某一方向时，其感应电流的方向均可以改变，但同时改变磁场方向和导体运动方向时，其感应电流方向不变。 【答案】A (三)发电机的工作原理 电磁感应现象的发现，使人们找到了将机械能转化为电能的途径，进而发明了发电机。介绍法拉第发现电磁感应后制造的第一台发电机。 参照课本图17－19所示的模型发电机发电的示意图，引导学生了解发电过程： (1)线圈处于图示(a)位置时，线圈从图(a)匀速转至图(b)的过程中，线圈两边均切割磁感应线，线圈中产生感应电流。 (2)线圈处于图示(b)位置时，线圈不切割磁感应线，电路中没有电流。 (3)线圈处于图示(c)位置时，线圈从图(b)匀速转至图(c)的过程中，线圈两边均切割磁感应线，线圈中产生感应电流。 教师小结：发电机的工作原理是电磁感应现象；发电机工作时将机械能转化成电能。 实际发电机比模型发电机的结构要复杂得多，但主要由转子(转动部分)和定子(固定部分)两部分组成。工业上使用的发电机通常是由水轮机、汽轮机或内燃机等带动转子的转动将机械能转化成电能的。所产生的感应电流通常都是交变电流(交流电)，且电压较高。 大型发电机由于电流较大，所以不能使用电刷，一般采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电。 让学生阅读P35“信息浏览”：法拉第的伟大发现与科拉顿的“跑”失良机。教师适当点拨。 典例解读 【例3】关于发电机，下列说法正确的是(　　) A．发电机产生感应电流的方向跟线圈转动的方向有关，跟磁感线的方向也有关 B．发电机产生的感应电流的方向跟线圈转动的方向有关，跟磁感线的方向无关 C．发电机是根据电流的磁效应制成的，它是将其他形式的能转化为电能的装置 D．发电机是根据电磁感应现象制成的，它是将电能转化为其他形式的能的装置 【解析】工作原理：电磁感应现象；能量转化：机械能转化为电能；感应电流的方向跟线圈转动方向和磁场方向有关。将各选项与判断依据进行对比，不难看出A正确。 【答案】A 【例4】如图是动圈式话筒的结构示意图。当你对着它说话或唱歌时，人的声带由于______而产生的声音，通过______传播到膜片，使膜片以及与膜片相连的线圈在磁场中运动，线圈的这种运动能产生随着声音变化而变化的______，线圈在运动中能量的转化情况是__________________。 【解析】线圈在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流，声带振动产生声音，在空气中传播，线圈中机械能转化为电能。 【答案】振动　空气　电流　机械能转化为电能 四、尝试练习，掌握新知 请同学们完成《探究在线·高效课堂》“随堂演练”部分。 五、课堂小结，梳理新知 1．闭合电路中的一部分导体在磁场里切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流。电流的方向跟导体运动方向和磁场方向有关，这就是电磁感应现象。在电磁感应现象中所产生的电流叫做感应电流。 2．电磁感应现象中是将机械能转化为电能。 3．实际发电机的转子是电磁铁，定子是线圈。 六、深化练习，巩固新知 请同学们完成《探究在线·高效课堂》“课时作业”部分。 4