第一篇:探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件(推薦)
探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件
彭澤一中
黃
巖
[教學(xué)目標(biāo)]
1、知識(shí)與技能:
(1)掌握產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。
(2)什么是磁通量、磁通量的改變。
2、過程與方法:
通過觀察演示實(shí)驗(yàn),歸納、概括出利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀:
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力。
[教學(xué)重點(diǎn)] 使學(xué)生掌握只要閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。
[教學(xué)難點(diǎn)] 閉合電路磁通量的變化。
[教 具] 蹄形磁鐵、條形磁鐵、電流計(jì)、原副線圈、滑動(dòng)變器、燈泡、開頭、導(dǎo)線若干、電池(電源)、計(jì)算機(jī)、相關(guān)課件等。[主要教學(xué)流程]
一、復(fù)習(xí)上一章的主要內(nèi)容 ●磁場(chǎng)及磁感線的基本特征。
●電流的磁場(chǎng)、右手螺旋定則及磁現(xiàn)象的電本質(zhì)?!翊磐ā⒋鸥袕?qiáng)度的含義及相互關(guān)系?!褡笫侄▌t和安培定律。以上內(nèi)容主要由教師復(fù)習(xí)為主。
二、發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的背景 ⑴法拉第生平簡(jiǎn)介 法拉第是十九世紀(jì)電磁學(xué)領(lǐng)域中最偉大的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家。他出生在倫敦附近一貧窮的鐵匠家庭,從小只受到一點(diǎn)讀、寫、算的初步教育,十三歲時(shí)就到倫敦一家書店當(dāng)裝訂書的學(xué)徒,這使他有機(jī)會(huì)接觸到各類書籍,他從閱讀科學(xué)書籍中獲得了豐富的知識(shí) ⑵電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) ① 1831年8月29日實(shí)驗(yàn)。
結(jié)果:法拉第雖然想到這就是他尋找了將近十年的由磁產(chǎn)生電流的現(xiàn)象,但還沒有明確地領(lǐng)悟到這一現(xiàn)象的暫態(tài)性的本質(zhì)特點(diǎn)。
② 10月17日實(shí)驗(yàn)。
結(jié)果:實(shí)現(xiàn)了永久磁體產(chǎn)生電流的設(shè)想,完全明白了這種轉(zhuǎn)化的暫態(tài)性。③1831年11月24日,法拉第向皇家學(xué)會(huì)提交的一個(gè)報(bào)告中,把這種現(xiàn)象定名為“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”,并概括了可以產(chǎn)生感應(yīng)電流的五種類型:變化著的電流、變化著的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)恒電流、運(yùn)動(dòng)的磁鐵、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體。
法拉第之所以能夠取得這一卓越成就,是同他關(guān)于各種自然力的統(tǒng)一和轉(zhuǎn)化的思想密切相關(guān)的。正是這種對(duì)于自然界各種現(xiàn)象普遍聯(lián)系的堅(jiān)強(qiáng)信念,支持著法拉第始終不渝地為從實(shí)驗(yàn)上證實(shí)磁向電的轉(zhuǎn)化而探索不已。
三、用實(shí)驗(yàn)方法研究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 實(shí)驗(yàn)與探究:
電磁聯(lián)系啟迪了人們的思考:既然電流能在其周圍產(chǎn)生磁效應(yīng),那么磁體能在附近導(dǎo)線中感應(yīng)出電流嗎?也就是說,磁真的能產(chǎn)生電嗎? 你的猜想是:
設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)你的猜想。討論與交流
1、有人說:“如果電荷靜止不動(dòng),它周圍不會(huì)有磁場(chǎng)。只有當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)時(shí),周圍才會(huì)有磁場(chǎng)。只有當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)時(shí),周圍才會(huì)有磁場(chǎng)。”這句話對(duì)嗎?
2、可不可以將上述結(jié)論推廣為:“如果磁鐵靜止不動(dòng),它周圍不會(huì)有電場(chǎng),或者說磁鐵在螺線管中靜止不動(dòng),與螺線管串聯(lián)成回路的電流計(jì)上不會(huì)有電流。”“只有在螺線管中的磁鐵開始運(yùn)動(dòng),電流計(jì)上才會(huì)有電流。”這些話對(duì)嗎?為什么?
實(shí)驗(yàn)1:直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中導(dǎo)體不動(dòng)導(dǎo)體向上、向下運(yùn)動(dòng);導(dǎo)體向左或向右運(yùn)動(dòng)。引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行概括。
歸納:閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中就有電流產(chǎn)生。
用計(jì)算機(jī)模擬“切割磁感線”的運(yùn)動(dòng)。
理解“導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)”的含義:切割磁感線的導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度的方向和磁感線方向不平行。
問:導(dǎo)體不動(dòng),磁場(chǎng)動(dòng),會(huì)不會(huì)在電路中產(chǎn)生電流呢? 實(shí)驗(yàn)2:條形磁鐵插入(撥出)螺線管先用計(jì)算機(jī)模擬,再用實(shí)驗(yàn)來(lái)證明。
注意:條形磁鐵插入,拔出時(shí),彎曲的磁感線被切割,電路中有感應(yīng)電流。
引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行概括;無(wú)論是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng),還是磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng).只要導(dǎo)體和磁場(chǎng)之間發(fā)生切割磁感線的相對(duì)運(yùn)動(dòng),閉合電路中就有電流產(chǎn)生。
過渡:閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí),穿過電路的磁感線條數(shù)發(fā)生變化,如果導(dǎo)體和磁場(chǎng)不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),而讓穿過閉合電路的磁場(chǎng)發(fā)生變化,會(huì)不會(huì)在電路中產(chǎn)生電流呢? 實(shí)驗(yàn)3:導(dǎo)體和磁場(chǎng)不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),線圈電路接通、斷開;滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片左、右滑動(dòng)。
在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生分析上述現(xiàn)象的物理過程:因?yàn)殡娏魉ぐl(fā)的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B總是正比于電流強(qiáng)度I,即B、∝I電路的閉合或斷開控制了電流從無(wú)到有或從有到無(wú)的變化;變阻器是通過改變屯阻來(lái)改變電流的大小的,電流的變化必將引起閉合電路磁場(chǎng)的變化,穿過閉合電路的磁感線條數(shù)的變化——磁通量發(fā)生變化,閉合電路中產(chǎn)生電流。
用計(jì)算機(jī)模擬電路中S斷開、閉合,滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)時(shí),穿過閉合電路磁場(chǎng)變化情況。
綜上所述,總結(jié)出:
只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生。
思維拓展:
我們?cè)谧鰧?shí)驗(yàn)時(shí)最重要的是要觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,通過現(xiàn)象總結(jié)出結(jié)論,在以上的實(shí)驗(yàn)中我們可以觀察到得電流表的指針有擺動(dòng)之外,還有哪些不同的現(xiàn)象?
四、判斷應(yīng)用:
如圖所示,把矩形閉合線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈平面與磁感線平行,下面能使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.線圈沿磁感線方向移動(dòng) B.線圈沿垂直磁感線方向做移動(dòng) C.線圈以ab邊為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng) D.線圈以bc邊為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)
小結(jié):
從幾個(gè)“磁生電”現(xiàn)象到統(tǒng)一的規(guī)律:
磁通量發(fā)生變化,閉合電路就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。
板書設(shè)計(jì): 課后練習(xí):
第二篇:《科學(xué)探究:怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流》教案
《科學(xué)探究:怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流》
基本要求:
1.了解常用電池的結(jié)構(gòu)、性能及使用注意事項(xiàng),在生活中能根據(jù)需要選擇合適的電池。
2.了解目前常用的幾種發(fā)電方式中能量的轉(zhuǎn)化過程、開發(fā)利用的可持續(xù)發(fā)展情況。
3.了解各種電池和火力發(fā)電方式存在環(huán)境污染,提高環(huán)保意識(shí)。4.通過實(shí)驗(yàn)探究,知道導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。5.經(jīng)歷科學(xué)探究的交流與合作過程,養(yǎng)成交流與合作的意識(shí)和能力。
重點(diǎn)內(nèi)容:
1.了解常見的干電池、蓄電池、太陽(yáng)電池和燃料電池的能量轉(zhuǎn)化特征以及它們的主要結(jié)構(gòu);知道干電池和蓄電池能夠造成環(huán)境污染,不要隨便拆開或亂丟棄;各種發(fā)電方式中有關(guān)能量的轉(zhuǎn)化過程、影響可持續(xù)發(fā)展的因素。2.對(duì)感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的探究。
難點(diǎn)內(nèi)容:
科學(xué)探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件及對(duì)切割磁感線的理解。重點(diǎn)內(nèi)容講述:
電能是日常生活中的重要能源,它主要來(lái)自兩個(gè)方面,一是電池,二是發(fā)電機(jī)。
一.電池。
電池是一種把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,電池提供的是直流電(介紹直流電與交流電)。由于制作材料、工作原理和用途的不同,電池有很多種類。1.化學(xué)電池
化學(xué)電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,是生活中最常用到的電池?;瘜W(xué)電池的種類和型號(hào)很多。其常見的形狀有圓柱體,也有長(zhǎng)方體,還有其他形狀。
化學(xué)電池按工作性質(zhì)可分為:一次電池(原電池);二次電池(可充電電池);鉛酸蓄電池。其中:一次電池可分為:糊式鋅錳電池、紙板鋅錳電池、堿性鋅錳電池、扣式鋅銀電池、扣式鋰錳電池、扣式鋅錳電池、鋅空氣電池、一次鋰錳電池等。二次電池可分為:鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池、二次堿性鋅錳電池等。鉛酸蓄電池可分為:開口式鉛酸蓄電池、全密閉鉛酸蓄電池。
/ 6 鋅-錳干電池
鋅-錳電池又稱勒蘭社電池,是法國(guó)科學(xué)家勒蘭社于1868年發(fā)明的由鋅作負(fù)極,二氧化錳為正極,電解質(zhì)溶液采用中性氯化銨、氧化鋅的水溶液,面淀粉或漿層紙作隔離層制成的電池稱鋅錳電池,由于其電解質(zhì)溶液通常制成凝膠狀或被吸附在其它載體上而呈現(xiàn)不流動(dòng)狀態(tài),故又稱鋅錳干電池。按使用隔離層區(qū)分為糊式和板式電池兩種,板式又按電解質(zhì)液不同分銨型和鋅型電池紙板電池兩種。
干電池用鋅制筒形外殼作負(fù)極,位于中央的頂蓋上有銅帽的石墨棒作正極,在石墨棒的周圍由內(nèi)向外依次是A:黑色二氧化錳粉末------用于吸收在正極上生成的氫氣;B:用飽和了氯化銨和氯化鋅的淀粉糊作為電解質(zhì)溶液。
干電池的電壓大約為1.5V,不能充電再生。堿性鋅錳電池
20世紀(jì)中期在鋅錳電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,是鋅錳電池的改進(jìn)型。電池使用氫氧化鉀或氫氧化鈉的水溶液作電解質(zhì)液,采用了與鋅錳電池相反的負(fù)極結(jié)構(gòu),負(fù)極在內(nèi)為膏狀膠體,用銅釘作集流體,正極在外,活性物質(zhì)和導(dǎo)電材料壓成環(huán)狀與電池外殼連接,正、負(fù)極用專用隔膜隔開制成的電池。
銀鋅電池
一般用不銹鋼制成小圓盒形,圓盒由正極殼和負(fù)極殼組成,形似鈕扣(俗稱鈕扣電池)。盒內(nèi)正極殼一端填充由氧化銀和石墨組成的正極活性材料,負(fù)極蓋一端填充鋅汞合金組成的負(fù)極活性材料,電解質(zhì)溶液為KOH濃溶液。
電池的電壓一般為1.59V,使用壽命較長(zhǎng)。鎘鎳電池和金屬氫化物電池
二者均采用氧化鎳或氫氧化鎳作正極,以氫氧化鉀或氫氧化鈉的水溶液作電解質(zhì)溶液,金屬鎘或金屬氫化物作負(fù)極。金屬氫化物電池為20世紀(jì)80年代末,利用吸氫合金和釋放氫反應(yīng)的電化學(xué)可逆性發(fā)明制成,是小型二次電池主導(dǎo)產(chǎn)品。2.蓄電池
其實(shí)蓄電池也屬于化學(xué)電池。它在使用之前要先充電,充電時(shí)是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能蓄存在電瓶?jī)?nèi);當(dāng)其向外放電時(shí),則將化學(xué)能又轉(zhuǎn)化為電能。蓄電池能供給較大的電流,電壓也比較穩(wěn)定。常見的蓄電池是鉛酸蓄電池
1859年法國(guó)普蘭特發(fā)現(xiàn),由正極板、負(fù)極板、電解液、隔板、容器(電池
/ 6 槽)等5個(gè)基本部分組成。用二氧化鉛作正極活性物質(zhì),鉛作負(fù)極活性物質(zhì),硫酸作電解液,微孔橡膠、燒結(jié)式聚氯乙烯、玻璃纖維、聚丙烯等作隔板制成的電池。
鉛蓄電池可放電也可以充電,一般用硬橡膠或透明塑料制成長(zhǎng)方形外殼(防止酸液的泄漏);設(shè)有多層電極板,其中正極板上有一層棕褐色的二氧化鉛,負(fù)極是海綿狀的金屬鉛,正負(fù)電極之間用微孔橡膠或微孔塑料板隔開(以防止電極之間發(fā)生短路);兩極均浸入到硫酸溶液中。
一個(gè)鉛酸蓄電池的電壓為2V,使用時(shí)常將多個(gè)電池串聯(lián)起來(lái)使用,如汽車上的蓄電池組是將6個(gè)蓄電池串聯(lián)起來(lái)組成的12V電源。
蓄電池的鉛電極板和電解液如果亂丟棄,也會(huì)造成環(huán)境污染。3.太陽(yáng)能電池
太陽(yáng)在一年內(nèi)可以產(chǎn)生出3.8×1023千瓦的太陽(yáng)能,相當(dāng)于現(xiàn)在整個(gè)地球上人類所使用的總能量的6×105億倍。其中約有1/22億的太陽(yáng)能輻射到地球上,相當(dāng)于現(xiàn)在地球上所使用的總能量的3萬(wàn)倍。太陽(yáng)能電池是人類利用太陽(yáng)能的一種裝置,它是利用光伏特效應(yīng)將太陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)變成電能的,只有當(dāng)太陽(yáng)光照射時(shí)才發(fā)電,因此,必須有一個(gè)蓄電池來(lái)儲(chǔ)存電力。目前,光電池中常用的一種為硅電池,其光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)11%~14%。此外,還有硫化鎘電池、砷化鎵電池、碲化鎘電池等。使用太陽(yáng)能電池的設(shè)備也日益增多,如電子計(jì)算器、手表、無(wú)線電話、收音機(jī)、錄音機(jī)等,商用太陽(yáng)能電池的價(jià)格已降至每瓦4美元以下。太陽(yáng)能電池的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,前景越來(lái)越光明。太陽(yáng)能汽車、太陽(yáng)電池發(fā)電、太陽(yáng)能飛船、太空太陽(yáng)能電站等利用太陽(yáng)能的研究受到世界各國(guó)的普遍重視,是一些國(guó)家今后能源領(lǐng)域中的重點(diǎn)發(fā)展方向。有專家預(yù)測(cè),太陽(yáng)能電池將成為21世紀(jì)的重要電力來(lái)源之一。
太陽(yáng)能電池可以做得比較小巧,用在計(jì)算器、玩具等到上面。大量的太陽(yáng)能電池聯(lián)成陣列,可以建成太陽(yáng)能發(fā)電站,巨大的太陽(yáng)能帆板是人造衛(wèi)星上的主要電源之一。
太陽(yáng)能取之不盡,沒有污染,因此太陽(yáng)能電池是廉價(jià)而又干凈的電源,它的不足之處是受到天氣的限制。4.燃料電池
燃料電池是將所供燃料的化學(xué)能直接變換為電能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置,是通
/ 6 過連續(xù)供給燃料從而能連續(xù)獲得電力的發(fā)電裝置。具體地說,燃料電池是利用水的電解的逆反應(yīng)的“發(fā)電機(jī)”。電池工作時(shí)需要連續(xù)地供給活物質(zhì)(起反應(yīng)的物質(zhì))——燃料和氧化劑,這又和其它普通化學(xué)電池不大一樣。由于其具有發(fā)電效率高,適應(yīng)多種燃料和環(huán)境特性好等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)已在積極地進(jìn)行開發(fā)。
由于燃料電池能將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能,因此,它沒有像普通火力發(fā)電廠那樣的通過鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的能量形態(tài)變化,可避免過程中轉(zhuǎn)換損失,達(dá)到市制發(fā)電效率。此外,還具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)部分負(fù)荷時(shí)也能保持高的效率;(2)通過與燃料供給裝置的組合,可適用范圍的燃料;(3)由于輸出功率單位由堆的輸出功率決定,故機(jī)組容量具有自由度;(4)電池本體的負(fù)荷響應(yīng)性好;(5)NOX及SOX等的排出量少,有利環(huán)保。
燃料電池通常是按構(gòu)成的電解質(zhì)來(lái)分類。現(xiàn)在開發(fā)最為盛行的有4種燃料電池。各種燃料電池,特別是其動(dòng)作溫度不相同,最先進(jìn)行開發(fā)的磷酸型燃料電池約在200℃的溫度下動(dòng)作。相對(duì)于此,熔融碳酸鹽型燃料電池和固體氧化物燃料電池均可應(yīng)用在以石燃料為基本燃料的電廠內(nèi),可作為電力電源來(lái)利用。高溫型燃料電池又可稱之為是通過利用其高質(zhì)量排氣,來(lái)面向復(fù)合發(fā)電的燃料電池。
燃料電池的優(yōu)點(diǎn)是能量轉(zhuǎn)換效率高、可靠性高、工作時(shí)無(wú)噪聲、無(wú)塵埃、無(wú)輻射,是一種清潔的能源。這種小型設(shè)備可以為手機(jī)、筆記本電腦和其他一些便攜設(shè)備提供能量,和目前所使用的鋰離子電池相比,重量只相當(dāng)于原有鋰離子電池一半的燃料電池就可以提供約4倍的電池能量。不過這樣的設(shè)備目前還處于試驗(yàn)當(dāng)中,估計(jì)要到2006年大規(guī)模投產(chǎn)后才能進(jìn)入市場(chǎng)。
二.發(fā)電機(jī)。
電池提供的電能是有限的,更充足,更強(qiáng)大的電能要通過發(fā)電機(jī)獲取。發(fā)電機(jī)也是一種把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。目前常用的發(fā)電方式有火力發(fā)電、水力發(fā)電和核能發(fā)電。1.火力發(fā)電
利用煤、石油、天然氣等固體、液體、氣體燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能,通過發(fā)電動(dòng)力裝置(包括電廠鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)及其輔助裝置)轉(zhuǎn)換成電能的一種發(fā)電方式。煤、石油等燃料在鍋爐內(nèi)燃燒后,把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能并傳遞給鍋爐內(nèi)的水,高溫高壓的水和水蒸氣在通過蒸氣輪機(jī)時(shí),將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為汽輪機(jī)葉輪的機(jī)械能。汽輪機(jī)的葉輪和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是連在一起的,發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子獲得機(jī)械
/ 6 能后將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能?;鹆Πl(fā)電系統(tǒng)主要由燃燒系統(tǒng)(以鍋爐為核心)、汽水系統(tǒng)(主要由各類泵、給水加熱器、凝汽器、管道、水冷壁等組成)、電氣系統(tǒng)(以汽輪發(fā)電機(jī)、主變壓器等為主)、控制系統(tǒng)等組成。前二者產(chǎn)生高溫高壓蒸汽;電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)由熱能、機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)變;控制系統(tǒng)保證各系統(tǒng)安全、合理、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
在所有發(fā)電方式中,火力發(fā)電是歷史最久的,也是最重要的一種。由于地球上化石燃料的短缺,人類正盡力開發(fā)核能發(fā)電、核聚變發(fā)電以及高效率的太陽(yáng)能發(fā)電等,以求最終解決人類社會(huì)面臨的能源問題。最早的火力發(fā)電是1875年在巴黎北火車站的火電廠實(shí)現(xiàn)的。隨著發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)制造技術(shù)的完善,輸變電技術(shù)的改進(jìn),特別是電力系統(tǒng)的出現(xiàn)以及社會(huì)電氣化對(duì)電能的需求,20世紀(jì)30年代以后,火力發(fā)電進(jìn)入大發(fā)展的時(shí)期?;鹆Πl(fā)電機(jī)組的容量由200兆瓦級(jí)提高到300~600兆瓦級(jí)(50年代中期),到1973年,最大的火電機(jī)組達(dá)1300兆瓦。大機(jī)組、大電廠使火力發(fā)電的熱效率大為提高,每千瓦的建設(shè)投資和發(fā)電成本也不斷降低。到80年代后期,世界最大火電廠是日本的鹿兒島火電廠,容量為4400兆瓦。但機(jī)組過大又帶來(lái)可靠性、可用率的降低,因而到90年代初,火力發(fā)電單機(jī)容量穩(wěn)定在300~700兆瓦。
火力發(fā)電按其作用分單純供電的和既發(fā)電又供熱的。按原動(dòng)機(jī)分汽輪機(jī)發(fā)電、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電、柴油機(jī)發(fā)電。按所用燃料分,主要有燃煤發(fā)電、燃油發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電。為提高綜合經(jīng)濟(jì)效益,火力發(fā)電應(yīng)盡量靠近燃料基地進(jìn)行。在大城市和工業(yè)區(qū)則應(yīng)實(shí)施熱電聯(lián)供。
火力發(fā)電的重要問題是提高熱效率,辦法是提高鍋爐的參數(shù)(蒸汽的壓強(qiáng)和溫度)。90年代,世界最好的火電廠能把40%左右的熱能轉(zhuǎn)換為電能;大型供熱電廠的熱能利用率也只能達(dá)到60%~70%。此外,火力發(fā)電大量燃煤、燃油,5 / 6 造成環(huán)境污染,也成為日益引人關(guān)注的問題。
火力發(fā)電也是傳統(tǒng)的電力能源獲取手段之一,尤其是在缺少水資源的地區(qū)。相對(duì)于需要修建大壩和水庫(kù)的水力發(fā)電,具有投資少、見效快的特點(diǎn)。但火力發(fā)電對(duì)環(huán)境的污染較嚴(yán)重,這是目前需要解決的難題。
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第三篇:《探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件》
《探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件》教學(xué)設(shè)計(jì)
教材分析:
“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”是滬科版物理(3-2)第四章第2節(jié)內(nèi)容。在上節(jié)中,學(xué)生已經(jīng)了解了既然電能生磁,那么磁也能生電,這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流,為本章的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。作為學(xué)生第一次接觸探究感應(yīng)電流的實(shí)驗(yàn),學(xué)好本節(jié)內(nèi)容,掌握其科學(xué)探究的方法,為學(xué)生進(jìn)一步探究感應(yīng)電流的方向、感應(yīng)電流的大小作鋪墊。所以本節(jié)在教材中起到了承上啟下的重要作用。本節(jié)課的教學(xué)要求是“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”,這是課程目標(biāo)中嘗試用科學(xué)探究的方法研究物理問題的一個(gè)具體實(shí)施過程。
學(xué)情分析:
在學(xué)習(xí)這節(jié)內(nèi)容之前,學(xué)生對(duì)電磁感應(yīng)有了初步的認(rèn)識(shí),知道閉合導(dǎo)體回路中的一部分導(dǎo)體切割磁感線能產(chǎn)生感應(yīng)電流,積累了一定的理論基礎(chǔ)。但是磁場(chǎng)過于抽象,學(xué)生在空間想象、問題本質(zhì)的分析等方面還較為薄弱。因此,在教學(xué)中從學(xué)生的已有知識(shí)出發(fā),通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究、產(chǎn)生問題、協(xié)作交流等學(xué)習(xí)方法,從而解決問題得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的結(jié)論。
設(shè)計(jì)思想:
積極響應(yīng)新課標(biāo)的教學(xué)要求,讓學(xué)生帶著疑問走進(jìn)課堂,在課堂中解決問題的同時(shí),又產(chǎn)生新的疑問,驅(qū)使學(xué)生作進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和探究。在課堂教學(xué)中積極發(fā)揮學(xué)生的主體地位,注重學(xué)生的探究過程和知識(shí)的建構(gòu)過程,讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的一般過程,領(lǐng)悟科學(xué)的研究方法,進(jìn)而來(lái)提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
教學(xué)目標(biāo):
1知識(shí)與技能:知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象;能根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)歸納產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件;
2過程與方法:體會(huì)科學(xué)探索的過程,領(lǐng)悟科學(xué)思維方法;通過觀看實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及分析歸納總結(jié)規(guī)律的能力。
3情感態(tài)度價(jià)值觀:通過介紹法拉第研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的史實(shí)讓學(xué)生體會(huì)物理探究的重要方法;培養(yǎng)學(xué)生真理來(lái)源于實(shí)踐,又反過來(lái)為實(shí)踐服務(wù)的辯證唯物主義世界觀;更要在學(xué)習(xí)與研究中培養(yǎng)持之以恒的頑強(qiáng)意志,樹立樂于探究、積極參與的團(tuán)隊(duì)精神。
重點(diǎn)難點(diǎn):
1.教學(xué)重點(diǎn):學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的過程;對(duì)產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的歸納總結(jié)。
2.教學(xué)難點(diǎn):教師對(duì)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的操控;學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析總結(jié)──磁通量的變化。
教學(xué)資源:
設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn),拍攝實(shí)驗(yàn)片斷,多媒體課件。教學(xué)策略與手段:
本課以探究式教學(xué)模式為主,結(jié)合問題法、演示法、啟發(fā)法、歸納法、多媒體輔助法等教學(xué)方法。
教學(xué)流程:
一、引入新課
實(shí)驗(yàn)引入:展示趣味實(shí)驗(yàn)──“隔空播音”。
回憶舊知:初中時(shí)都知道閉合電路部分導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生電流。設(shè)疑:是不是只有切割才能產(chǎn)生電流呢,在切割的背后隱藏著什么更本質(zhì)的原因呢?怎么探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的原因呢?
二、新課教學(xué)
初中時(shí)同學(xué)們已經(jīng)大致學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,那么結(jié)合如下器材,你能否讓磁生出電來(lái)呢?
實(shí)驗(yàn)一: 問題1:導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中可以有那些運(yùn)動(dòng)呢?引導(dǎo)學(xué)生表述:(1)導(dǎo)體棒不動(dòng)時(shí),電路中有沒有電流?(2)導(dǎo)體棒向左運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中有沒有電流?(3)導(dǎo)體棒斜向右運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中有沒有電流?(4)導(dǎo)體棒向上或向下運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中有沒有電流?
問題2:本組實(shí)驗(yàn)結(jié)果從磁通量的角度怎么描述。
投影:當(dāng)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中切割磁感線時(shí)(導(dǎo)致磁通量變化)可以產(chǎn)生感應(yīng)電流
問題3:那么若是磁場(chǎng)在動(dòng),而導(dǎo)體棒(線圈)不動(dòng)的話能否產(chǎn)生感應(yīng)電流? 實(shí)驗(yàn)二:【視頻】條形磁鐵、線圈、靈敏電流計(jì)、導(dǎo)線等器材
同樣讓學(xué)生們分析提出問題,從不同角度設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,幫助學(xué)生歸類。問題1:那么考慮一下,條形磁鐵相對(duì)線圈可以有那些運(yùn)動(dòng)呢?引導(dǎo)學(xué)生表述:
(1)磁鐵靜止再線圈上方時(shí),電路中有沒有電流?
(2)磁鐵再插入線圈的過程中,電路中有沒有電流?
(3)磁鐵插入線圈中不動(dòng),電路中有沒有電流?
(4)磁鐵拔出線圈的過程中,電路中有沒有電流?
問題2:本組實(shí)驗(yàn)結(jié)果從磁通量的角度怎么描述。
投影:當(dāng)磁場(chǎng)相對(duì)于線圈運(yùn)動(dòng)(導(dǎo)致磁通量變化)時(shí),也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。問題3:前面兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中均是導(dǎo)體線圈與磁場(chǎng)有相對(duì)運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流;那么如果導(dǎo)體線圈與磁場(chǎng)都不動(dòng)的話能不能產(chǎn)生感應(yīng)電流呢? 實(shí)驗(yàn)三:【視頻】干電池、原副線圈、靈敏電流計(jì)、電鍵、滑動(dòng)變阻器等儀器
問題1:?jiǎn)栴}的關(guān)鍵在于如何在都不動(dòng)的情況下使磁通量發(fā)生變化,引導(dǎo)學(xué)生考慮:磁場(chǎng)可以由(電流)產(chǎn)生,而電流是可以方便調(diào)節(jié)的,構(gòu)成電路探究問題(1)電鍵斷開時(shí),副線圈中有沒有電流?
(2)電鍵閉合的瞬間,副線圈中有沒有電流?(3)電鍵閉合后,副線圈中有沒有電流?
(4)電鍵斷開的瞬間,副線圈中有沒有電流? 問題2:本組實(shí)驗(yàn)結(jié)果從磁通量的角度怎么描述。
投影:即使磁場(chǎng)相對(duì)于線圈運(yùn)動(dòng)不動(dòng),只要導(dǎo)致磁通量變化也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。
三、總結(jié)上升
1、通過多媒體課件模擬以上三個(gè)實(shí)驗(yàn)
2、學(xué)生經(jīng)過親身觀察、分析,在此基礎(chǔ)上,老師引導(dǎo)學(xué)生思考:以上三實(shí)驗(yàn)中,產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件有沒有什么共同點(diǎn)?
3、概括結(jié)論:穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,閉合回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。
第四篇:探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件教案
探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件
2016年8月30日 教學(xué)課題 :探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件:(人教版版高中物理3-2第二節(jié)5頁(yè)-9頁(yè))教學(xué)目的 :
1、理解磁通量的變化的含義。
2、理解什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象;培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí),獨(dú)立分析問題的能力。
3、會(huì)使用線圈以及常見磁鐵完成簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)。
4、能歸納出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件;啟發(fā)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象從中分析感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)方向和導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)。過程與方法: 學(xué)會(huì)通過實(shí)驗(yàn)觀察、記錄結(jié)果、分析論證得出結(jié)論的科學(xué)探究方法 情感、態(tài)度與價(jià)值觀:
1、滲透物理學(xué)方法的教育,通過實(shí)驗(yàn)觀察和實(shí)驗(yàn)探究,理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。
2、通過觀察演示實(shí)驗(yàn),歸納出利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件,培養(yǎng)學(xué)生的觀察概況能力。教學(xué)重點(diǎn) : 通過實(shí)驗(yàn)觀察和實(shí)驗(yàn)探究,理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。學(xué)生基本掌握了感應(yīng)電流的概念,對(duì)于磁生電也有基本的掌握。從實(shí)驗(yàn)入手,加深學(xué)生的印象,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思考方法。教學(xué)難點(diǎn) : 如何判斷閉合電路磁通量的變化。
教學(xué)過程及時(shí)間分配主要教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法的運(yùn)用: 演示實(shí)驗(yàn)提問引導(dǎo)(約5分鐘)
引入新課新課教學(xué)(約30分鐘)
1、復(fù)習(xí)舊課
磁通量(φ)的概念: 什么叫磁通量?它是如何定義的?公式是怎樣的?通常情況下如何表示?
(1)定義:面積為S,垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)B放置,則B與S乘積,叫做穿過這個(gè)面的磁通量,用φ表示。
(2)公式:φ=B·S(3)單位:韋伯(wb)
1wb=1T·m2 磁通量就是表示穿過這個(gè)面的磁感線條數(shù)。
2、引入新課:“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力?!痹诼娜祟悮v史長(zhǎng)河中,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,一些重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的問世,極大地解放了生產(chǎn)力,推動(dòng)了人類社會(huì)的發(fā)展,特別是我們剛剛跨過的二十世紀(jì),更是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)期。經(jīng)濟(jì)建設(shè)離不開能源,人類發(fā)明也離不開能源,而最好的能源是電能,可以說人類離不開電。飲水思源,我們忘不了為發(fā)現(xiàn)和使用電能做出卓越貢獻(xiàn)的科學(xué)家——法拉第。1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),法拉第由此受到啟發(fā),開始了“由磁生電”的探索,經(jīng)過十年堅(jiān)持不懈的努力,于1831年8月29日發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,開辟了人類的電氣化時(shí)代。本節(jié)課我們就來(lái)探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件。
在磁可否生電這個(gè)問題上,英國(guó)物理學(xué)家法拉第堅(jiān)信,電與磁決不孤立,有著密切的聯(lián)系。為此,他做了許多實(shí)驗(yàn),以堅(jiān)韌不拔的意志歷時(shí)10年探索,終于找到了答案,從而開辟了物理學(xué)又一嶄新天地。
3、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:(1)、實(shí)驗(yàn)演示
?實(shí)驗(yàn)1
導(dǎo)體不動(dòng);導(dǎo)體向上、向下運(yùn)動(dòng);導(dǎo)體向左或向右運(yùn)動(dòng).引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行概括.
歸納:閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中就有電流產(chǎn)生.
理解“導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)”的含義:切割磁感線的運(yùn)動(dòng),就是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度的方向和磁感線方向不平行.
問:導(dǎo)體不動(dòng),磁場(chǎng)動(dòng),會(huì)不會(huì)在電路中產(chǎn)生電流呢? ?實(shí)驗(yàn)2:
注意:條形磁鐵插入、拔出時(shí),彎曲的磁感線被切割,電路中有感應(yīng)電流. 引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行概括:無(wú)論是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng),還是磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng),只要導(dǎo)體和磁場(chǎng)之間發(fā)生切割磁感線的相對(duì)運(yùn)動(dòng),閉合電路中就有電流產(chǎn)生. 過渡:閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí),穿過電路的磁感線條數(shù)發(fā)生變化.如果導(dǎo)體和磁場(chǎng)不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),而讓穿過閉合電路的磁場(chǎng)發(fā)生變化,會(huì)不會(huì)在電路中產(chǎn)生電流呢? ?實(shí)驗(yàn)3:
線圈電路接通、斷開; 滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片左、右滑動(dòng). 在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生分析上述現(xiàn)象的物理過程:因?yàn)殡娏魉ぐl(fā)的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B總是正比于電流強(qiáng)度I,即B∝I.電路的閉合或斷開控制了電流從無(wú)到有或從有到無(wú)的變化;變阻器是通過改變電阻來(lái)改變電流的大小的,電流的變化必將引起閉合電路磁場(chǎng)的變化,穿過閉合電路的磁感線條數(shù)的變化——磁通量發(fā)生變化,閉合電路中產(chǎn)生電流. 用計(jì)算機(jī)模擬電路中S斷開、閉合,滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)時(shí),穿過閉合電路磁場(chǎng)變化情況:
(2)分析論證
不論是導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動(dòng),還是磁場(chǎng)發(fā)生變化,實(shí)質(zhì)上都是引起穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化.
(3)引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié):
產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件——只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。
4、復(fù)習(xí)鞏固(約4分鐘)
1.關(guān)于磁通量、磁通密度、磁感應(yīng)強(qiáng)度,下列說法正確的是()A.磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方,磁通量越大Φ
B.穿過某線圈的磁通量為零時(shí),由B=S可知磁通密度為零 C.磁通密度越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度越大
D.磁感應(yīng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于1 m2的面積上穿過的最大磁通量 2.下列單位中與磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位“特斯拉”相當(dāng)?shù)氖仟ぃǎ〢.Wb/m2 B.N/A·m C.kg/A·s2 D.kg/C·m 3.關(guān)于感應(yīng)電流,下列說法中正確的是()
A.只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,線圈中就一定有感應(yīng)電流 B.只要閉合導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng),導(dǎo)線中就一定有感應(yīng)電流 C.若閉合電路的一部分導(dǎo)體不做切割磁感線運(yùn)動(dòng),閉合電路中一定沒有感應(yīng)電流
D.當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí),閉合電路中一定有感應(yīng) 電流 4.在一長(zhǎng)直導(dǎo)線中通以如圖所示的恒定電流時(shí),套在長(zhǎng)直導(dǎo)線上的閉合線環(huán)(環(huán)面與導(dǎo)線垂直,長(zhǎng)直導(dǎo)線通過環(huán)的中心),當(dāng)發(fā)生以下變化時(shí),肯定能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.保持電流不變,使導(dǎo)線環(huán)上下移動(dòng)
B.保持導(dǎo)線環(huán)不變,使長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流增大或減小
C.保持電流不變,使導(dǎo)線在豎直平面內(nèi)順時(shí)針(或逆時(shí)針)轉(zhuǎn)動(dòng) D.保持電流不變,環(huán)在與導(dǎo)線垂直的水平面內(nèi)左右水平移動(dòng) 提示:畫出電流周圍的磁感線分布情況。
5.如圖所示,環(huán)形金屬軟彈簧,套在條形磁鐵的中心位置。若將彈簧沿半徑向外拉,使其面積增大,則穿過彈簧所包圍面積的磁通量將()A.增大 B.減小 C.不變
D.無(wú)法確定如何變化
6.行駛中的汽車制動(dòng)后滑行一段距離,最后停下;流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的火焰;降落傘在空中勻速下降;條形磁鐵在下落過程中穿過閉合線圈,線圈中產(chǎn)生電流。上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過程 A.物體克服阻力做功
B.物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 C.物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 D.物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量
提示:都是宏觀的機(jī)械運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的能量形式——機(jī)械能的減少,相應(yīng)轉(zhuǎn)化為其他形式能(如內(nèi)能、電能)。能的轉(zhuǎn)化過程也就是做功的過程。
5、課堂小結(jié):(約1分鐘)(1)、理解磁通量的變化的含義。(2)、理解什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
(3)、會(huì)使用相關(guān)的器材完成課本中的實(shí)驗(yàn)。(4)、能歸納出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。
6、板書設(shè)計(jì)
4.2 探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件
一、復(fù)習(xí):
1、磁通量的定義
2、表達(dá)式
3、物理意義
二、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
1、閉合電路所圍成的面積發(fā)生了變化
2、線圈內(nèi)的磁場(chǎng)發(fā)生了變化
3、B線圈內(nèi)的磁場(chǎng)發(fā)生了變化
三、實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,導(dǎo)體中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。
7、作業(yè)布置:
完成課后“問題與練習(xí)”第3、4、6、7題
8、教學(xué)信息反饋及教學(xué)反思:
學(xué)生對(duì)閉合電路的部分導(dǎo)線切割磁感線能產(chǎn)生電流,在初中已有一定的認(rèn)識(shí),但在空間想象、問題本質(zhì)的分析等方面還較為薄弱。因此,在教學(xué)中從學(xué)生的已有知識(shí)出發(fā),通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究實(shí)驗(yàn)、產(chǎn)生問題、協(xié)作交流等學(xué)習(xí)方法,從而解決問題得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的結(jié)論。
第五篇:《科學(xué)探究:怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流》教案1
科學(xué)探究:怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流
教材分析
本節(jié)內(nèi)容是滬科版教材初中物理最后一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn),也是最后一個(gè)考點(diǎn),電磁感應(yīng)作為聯(lián)系電場(chǎng)和磁場(chǎng)的紐帶,不僅是電場(chǎng)和磁場(chǎng)知識(shí)的綜合和擴(kuò)展,也是以后高中學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ),電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)上具有劃時(shí)代的意義,由于它揭示了電和磁的聯(lián)系及規(guī)律,使得人類進(jìn)入了一個(gè)充分利用電能的新時(shí)代,使人類文明邁進(jìn)了一大步,因此,本節(jié)無(wú)論是知識(shí)內(nèi)容,對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)上,還是在社會(huì)實(shí)踐中都有極其重要的意義。
教學(xué)目標(biāo)
根據(jù)教材對(duì)本節(jié)的具體要求,同時(shí)針對(duì)初三學(xué)生的心理特點(diǎn)和認(rèn)知水平,結(jié)合教材,本著面向全體,使學(xué)生全面主動(dòng)發(fā)展的原則,確定本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)如下:
1、知識(shí)與技能目標(biāo)
(1)知道導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件(2)知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象的概念
2、過程與方法目標(biāo)
通過實(shí)驗(yàn),歸納,概括出利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件,培養(yǎng)學(xué)生的觀察,猜想,探究,概括分析能力
3、情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)
(1)激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的好奇心和求知欲,(2)培養(yǎng)實(shí)事求是記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的態(tài)度(3)感受科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用
教學(xué)重難點(diǎn)
1、重點(diǎn):對(duì)感應(yīng)電流的科學(xué)探究,培養(yǎng)學(xué)生的交流合作意識(shí)
2、難點(diǎn):組織學(xué)生完成電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn),既要設(shè)法使現(xiàn)象明顯,又要能歸納總結(jié)出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。
教學(xué)方法
課堂教學(xué)是在教師引導(dǎo)下的雙邊活動(dòng),教師的作用是導(dǎo)和引,適時(shí)地加以引導(dǎo)和點(diǎn)撥。使學(xué)生進(jìn)入教師導(dǎo)演的角色中,以期獲得最佳的課堂情景和課堂效果,結(jié)合我所教班級(jí),對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)預(yù)想兩種或以上打算,先讓學(xué)生大膽去思考問題,如果覺得難再作適時(shí)點(diǎn)撥。物 理實(shí)驗(yàn)是人們根據(jù)研究和學(xué)習(xí)的目的,利用物理儀器和設(shè)備,人為地模擬物理現(xiàn)象,排除各種偶然次要因素的干擾,突出重要因素,突破重難點(diǎn),建立和檢驗(yàn)物理理論基礎(chǔ)的有力武器,所以通過實(shí)驗(yàn)形象,生動(dòng)的特點(diǎn),激發(fā)學(xué)生的求知欲望,使學(xué)生的興趣不只是停留在被觀察物理現(xiàn)象的表面上,讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究及實(shí)驗(yàn)過程是對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造意識(shí)訓(xùn)練和科學(xué)方法訓(xùn)練的有效途徑。根據(jù)本節(jié)內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生觀察,實(shí)驗(yàn)?zāi)芰头治鐾评砟芰Φ慕虒W(xué)目標(biāo),在教學(xué)上采用啟發(fā)誘導(dǎo),實(shí)驗(yàn)觀察,發(fā)現(xiàn),分析,比喻,推理等教學(xué)方法。
學(xué)習(xí)方法
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),要使學(xué)生了解控制變量的研究方法,在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作,怎樣對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論和總結(jié)物理規(guī)律,這就要指導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)的根據(jù)實(shí)驗(yàn)逐項(xiàng)觀察,逐項(xiàng)分析,再綜合考察,綜合分析,達(dá)到從實(shí)踐到認(rèn)識(shí)上的飛躍。另外要學(xué)生充分利用生活物理幫助理解,拓寬知識(shí)。
教學(xué)過程
一、引入課題
通過前面的學(xué)習(xí)同學(xué)們已經(jīng)知道,人們發(fā)現(xiàn)電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象已有兩千多年了。在這漫長(zhǎng)的時(shí)間里,人們認(rèn)為電就是電,磁就是磁,它們之間是沒有聯(lián)系的。直到1820年,丹麥物理學(xué)家奧斯特通過實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了通電導(dǎo)體周圍的小磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,才開始揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的聯(lián)系,有人把這種現(xiàn)象概括為“電生磁”。既然電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng),那么,能不能反過來(lái)利用磁場(chǎng)來(lái)獲得電流呢? 也就是說,能不能實(shí)現(xiàn)“磁生電”呢?這在當(dāng)時(shí)確實(shí)是一個(gè)十分吸引人的問題。然后介紹英國(guó)物理學(xué)家法拉第在1831年解決了這個(gè)問題。法拉第是怎樣研究這個(gè)問題的呢?最后又得出什么結(jié)論?這就是這節(jié)課要研究的問題。
說明:采用教師語(yǔ)言引入的方式,介紹物理學(xué)家或物理學(xué)史引入新課。
二、新課教學(xué) 提出問題
1、演示發(fā)電機(jī)模型,先慢后快再慢,要求學(xué)生觀察燈和我的手。
2、我們?cè)賮?lái)認(rèn)真觀察發(fā)電機(jī)模型,它的構(gòu)造?重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)模型中有線圈導(dǎo)體,有磁體,就有磁場(chǎng),通過我們剛才的觀察,導(dǎo)體在磁場(chǎng)中怎樣才能產(chǎn)生電流呢?
說明:教師誘發(fā)引導(dǎo),激發(fā)學(xué)生的興趣,讓學(xué)生感到驚奇和困惑,同時(shí)也為猜想作好準(zhǔn)備,對(duì)這節(jié)課的學(xué)習(xí)創(chuàng)造了有利條件。猜想與假設(shè)
讓學(xué)生開始猜想:可能跟導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)有關(guān)。(教師把猜想內(nèi)容寫在黑板上)
進(jìn)一步追問,那么要怎么運(yùn)動(dòng)才能得到電流呢?請(qǐng)同學(xué)根據(jù)我給大家提供的器材制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)說明。
介紹器材,展示U形磁體,開關(guān),靈敏電流計(jì),一根導(dǎo)體,細(xì)導(dǎo)線,鐵架臺(tái),并掛出圖。
制定計(jì)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
讓學(xué)生討論,制定實(shí)驗(yàn)方案和設(shè)計(jì)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的表格,詢問討論結(jié)果。(如果有同學(xué)舉手就讓他上臺(tái)來(lái)組裝器材,并實(shí)驗(yàn),如果沒有??梢宰寣W(xué)生觀察P118圖17—14實(shí)驗(yàn)裝置圖,給學(xué)生一些靈感;由于書上沒有現(xiàn)成記錄現(xiàn)象的表格,所以老師提出我們?cè)撛鯓觼?lái)記錄這一現(xiàn)象及結(jié)果呢?要求學(xué)生設(shè)計(jì),如果設(shè)計(jì)不出來(lái),再提示,我們主要觀察導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向和靈敏電流計(jì)有無(wú)電流產(chǎn)生,所以只設(shè)計(jì)兩項(xiàng)就可以了,如果還是設(shè)計(jì)不出來(lái),老師再展示設(shè)計(jì)的表格。)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)
請(qǐng)學(xué)生上講臺(tái)來(lái)演示,并要求演示的學(xué)生講述讓大家觀察哪里。
這時(shí)學(xué)生組裝器材,組裝完后,開始實(shí)驗(yàn),很有可能該學(xué)生一開始實(shí)驗(yàn)就拿著導(dǎo)體左右運(yùn)動(dòng),看看靈敏電流計(jì)指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn),此時(shí)老師發(fā)出驚訝的感嘆,說:好!指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn),說明已經(jīng)產(chǎn)生了電流。(有可能學(xué)生做左右運(yùn)動(dòng)后還做其他方向的運(yùn)動(dòng),并能詳細(xì)的記錄,有可能學(xué)生看到有電流產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)就完了,就不做了,這時(shí)老師點(diǎn)撥,我們剛才看到導(dǎo)體左右運(yùn)動(dòng)有電流產(chǎn)生,那么其他方向呢?)
說明:讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn),不但可以滿足學(xué)生的操作愿望,還可以發(fā)展學(xué)生對(duì)探索知識(shí)和規(guī)律的興趣,進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的認(rèn)識(shí)興趣。
分析與論證
演示實(shí)驗(yàn)學(xué)生做的同時(shí),其他同學(xué)觀察,也有學(xué)生在思考了。實(shí)驗(yàn)完畢,讓全班學(xué)生4人一組分組討論。再次提出問題,通過剛才的實(shí)驗(yàn),我們來(lái)分析一下怎樣才能得到電流呢?
詢問討論結(jié)果。
生答,教師記錄在黑板上。
如果沒有正確的答案或者沒有學(xué)生回答,教師提出問題:為什么左右,傾斜時(shí)有電流,而上下,前后無(wú)電流?
生思考,教師分析:在U形磁體內(nèi)畫出磁感線,并用黑板擦代替導(dǎo)體運(yùn)動(dòng),把磁感線比 喻成甘蔗,把導(dǎo)體比喻成刀,怎樣才能把甘蔗砍斷吃呢?
學(xué)生回答,結(jié)論:有無(wú)電流在于是否切割磁感線
老師接著提問,那么真的只要有導(dǎo)體切割磁感線就一定有電流嗎?老師演示斷開開關(guān)再做一次實(shí)驗(yàn),引起學(xué)生對(duì)閉合電路的理解。
學(xué)生觀察現(xiàn)象,并總結(jié)結(jié)論。
說明:給出充分的討論時(shí)間,由于作以上引導(dǎo),同學(xué)們有初步的信息交流能力,有將自己的見解公開與交流的欲望。
提出:這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象 板書:
一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象
1.條件:(1)閉合電路的一部分導(dǎo)體,(2)切割磁感線
2.定義:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象,產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。
由于設(shè)計(jì)為兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn),所以評(píng)估,交流放在第二實(shí)驗(yàn)完成以后。
我們知道電流是有方向的,那么剛才產(chǎn)生的電流有沒有方向呢?如果有,你認(rèn)為電流的方向與什么有關(guān)呢?
說明:繼續(xù)設(shè)問,激發(fā)學(xué)生的探索愿望。
學(xué)生猜想,教師板書:感應(yīng)電流方向的影響因素。
方案1:如果有學(xué)生猜出與導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向有關(guān),老師把它寫在黑板上,讓學(xué)生討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和記錄數(shù)據(jù)的表格,由于涉及到兩個(gè)物理量,有點(diǎn)難度,所以學(xué)生設(shè)計(jì)不出來(lái),可點(diǎn)撥提出控制變量法。
方案2:但由于受剛才實(shí)驗(yàn)的影響,學(xué)生可能只能猜出跟導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān),那就讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃,設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格,如果學(xué)生不能設(shè)計(jì)出具體的記錄表格,教師再像前面一樣點(diǎn)撥。要求學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果,作分析,得出結(jié)論之后。教師提出,除了跟導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)外,還有沒有其他影響因素呢,再讓學(xué)生大膽猜想,當(dāng)然提出磁場(chǎng)更好,沒有提出,教師作適當(dāng)引導(dǎo),提出導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向已經(jīng)研究了,那么現(xiàn)在能改變方向的就只有磁場(chǎng)方向了,我們就改變來(lái)看,再讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明,再把實(shí)驗(yàn)的結(jié)果記錄在表格中,要求學(xué)生分析交流得出結(jié)論
教師板書,討論結(jié)果,感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)方向和導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)。
至此,實(shí)驗(yàn)完畢,要求學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)評(píng)估。提問:1.通過探究究竟得到了那些啟示?
2.探究的設(shè)計(jì)和計(jì)劃的進(jìn)行過程是否有缺陷? 3.還有那些需要改進(jìn)的地方?
說明:評(píng)估是探究過程的重要環(huán)節(jié),只有通過這樣的反思和評(píng)估,學(xué)生的科學(xué)探究能力才能逐步提高。
交流與合作
完成實(shí)驗(yàn)探究后,各組從以下方面進(jìn)行交流和討論:
1.如果導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向與磁感線的夾角是銳角,導(dǎo)體中也能產(chǎn)生電流嗎?
2.如果導(dǎo)體不動(dòng),移動(dòng)U形磁鐵,導(dǎo)體中也能產(chǎn)生電流嗎?用學(xué)過的知識(shí)討論原因。3.導(dǎo)體在磁場(chǎng)中產(chǎn)生的電流大小至少與哪些因素有關(guān)?(對(duì)這個(gè)問題感興趣的同學(xué)可以到實(shí)驗(yàn)室做一些定性的實(shí)驗(yàn)。)
4.電磁感應(yīng)現(xiàn)象過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的? 教師提出
電磁感應(yīng)的應(yīng)用是比較廣泛的,比如,話筒,發(fā)電機(jī)等,那么同學(xué)們能不能把我們學(xué)到的原理及知識(shí)應(yīng)用到生活中去呢?給大家提個(gè)建議,通過剛才的學(xué)習(xí),我們已經(jīng)知道導(dǎo)體切割磁感線能產(chǎn)生電,出示自行車圖片,大家看自行車行駛時(shí),在不停的動(dòng),同學(xué)們能不能把這個(gè)地方改裝成發(fā)電機(jī),這兒安裝電動(dòng)機(jī),這樣不就把產(chǎn)生的電利用,省力了嗎?針對(duì)這個(gè)問題有興趣的同學(xué)下來(lái)可以自己去做些研究。
說明:從社會(huì)走向物理,物理走向社會(huì),培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決生活中問題的能力,發(fā)展實(shí)踐能力和開創(chuàng)意識(shí)。
總結(jié):1.同學(xué)們?cè)诒竟?jié)課都有哪些收獲
2.討論之后做知識(shí)小結(jié),本節(jié)課不僅了解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,更重要的是讓同學(xué)進(jìn)一步掌握科學(xué)探究方法,培養(yǎng)學(xué)生探究問題的能力。
板書設(shè)計(jì):
科學(xué)探究:怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流
一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象(說明磁能產(chǎn)生電)奧斯特實(shí)驗(yàn)說明電能產(chǎn)生磁
1、條件: A、閉合電路的一部分導(dǎo)體 B、切割磁感線運(yùn)動(dòng)
2、定義:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象 5 叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象,產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流
3、感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向,磁場(chǎng)方向有關(guān)
二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。