《磁生电》教学设计

张大海

关键词：初中物理；磁生電；教学设计

中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1009-010X（2018）11-0059-03

对初学生来说，由于年龄和生活阅历所限，《磁生电》这节内容显得尤其抽象和不易理解，因此如何让学生能够在一节课的时间里准确理解“电磁感应现象”及“发电机原理”是特别体现教师对本节课的理解深度及把控能力的。以该教学设计为例可看出教师在教学过程中从以下两方面做了有益的探索：一是重视演示实验，并充分发挥实验在教学中的作用，同时还增加了手摇发电机的引课实验，通过这个实验可激发学生的学习兴趣并设置悬念。二是精心设计学生实验，且特别注重实验的层次性、递进性和内在逻辑性。即在探究磁生电的条件时先让线框静止，然后让线框上下运动、前后运动、左右运动和斜着切割磁感线运动以及线框不动，磁体运动等，使实验步步深入。同时实验过程设计也做到了低起点、高落步，这不仅使学生的思维能紧跟教师的引导由浅入深，同时还锻炼了学生的思维能力。总之该教学设计体现了教师对本节课的思考和探索，值得与广大同仁们分享。

一、教学目标

（一）知识与技能

1.通过探究活动，知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件。

2.通过实验探究，知道感应电流的方向与磁感线方向、导体切割磁感线的运动方向有关。

3.了解发电机的原理，知道发电机工作过程中的能量转化。

（二）过程与方法

让学生通过实验体验什么情况下磁能生电，同时掌握从多种因素中找出与研究目的有关信息的能力，并得出电磁感应的条件。

（三）情感态度和价值观

了解电磁感应在生产、生活中的应用。通过对电生磁和磁生电的对比，认识自然现象之间是相互联系的。

二、教学重难点

重点：通过电磁感应实验，认识电磁感应现象，发现磁生电的条件。

难点：产生感应电流的条件。

三、教学过程

（一）引课

师：今天能够在这里跟同学们一起探讨物理知识，我感到非常高兴。我来自张家口市，在我们张家口有一条美丽的草原天路，又叫风车之路，那里到处都耸立着巨大的风车，成为草原天路的标志之一。同学们你们知道这些风车是用来做什么的吗？（出示天路风光图片）

生：利用风力来发电。

师：老师现在用手来代替风也能发电，同学看，这里有一台手摇发电机（边说边展示实物），其中这是磁体，中间有一个漆包线绕成的线圈，这里有一个灯泡。

师：现在我们把它摇起来（边说边摇动手柄），观察到什么现象了？

生：小灯泡亮了。

师：说明现在有没有电流？

生：有电流。

然后教师把发电机上的磁体取走，继续摇动手柄。

师：现在灯泡发光吗？

生：不发光。

师：为什么不发光了？

生：磁体取走了，线圈处没有磁场了。

师：这说明发电机是利用磁场来产生电流的。

接着教师把拿走的磁体放回原处。

师：现在有磁场了，为什么灯泡还不亮？

生：没有摇，铜线圈不转动。

接着教师摇动手柄，使线圈在磁场中转动起来，灯泡发光。

师：为什么线圈在磁场中转动时就有电流产生？利用磁场产生电流需要满足哪些条件呢？这节课我们就一起来研究这个的问题。（板书标题：第五节 磁生电）

（二）探究——什么情况下磁能生电

师：要利用磁场获得电流得先有磁场，要方便地获得磁场需要什么器材？

生：磁体。

教师拿出蹄形磁体。

师：看到磁体你想到什么了？

生：它周围存在磁场。

师：磁感线的方向？

生：从N极出来回到S极。

教师指出蹄形磁体N、S极之间的磁感线可近似看作平行的直线。

师：要观察电路中有无电流，需要什么器材？

生：电流表。

师：（教师出示灵敏电流表）中这个表中间标着字母“G”，说明这是一个灵敏电流表，它能够检测到比较微小的电流。当没有电流通过时，它的指针指在中央零刻度线处，当有电流通过时指针会发生偏转。当电流从正接线柱流入，负接线柱流出，指针会向右偏，当电流从负接线柱流入，正接线柱流出，指针会向左偏。所以通过灵敏电流表指针的偏转方向能判断出电路中电流的方向是否发生了改变。

师：要把电流表连入电路还需要什么器材？

生：导线、开关。

师：这样就行了吗？

生：不行。

师：还需要接入一段导体，我们接入的是一个用漆包线绕制成的矩形线圈，该线圈与导线、开关和灵敏电流表组成了一个闭合的电路，线圈的底边AB就是这个闭合电路中的一部分导体。实验时同学们要将AB边置于磁场中，并通过实验得出导体AB在磁场中处于什么状态时才会产生电流。

师：首先同学们先按图将电路连好，然后将导体AB置于磁场中静止不动，看指针是否会偏转。

生：不偏转，说明此时没有电流产生。

师：静止不动，那么我们就得让导体AB动起来，朝哪个方向运动才会产生电流呢？下面同学们开始实验。

教师要在这个过程中加强指导。

实验完毕，让其中一组学生说出实验结果，然后其他组学生再进行补充。

教师总结实验结果，然后利用磁感线模型分析几种运动情况下导体的运动方向和磁感线之间的关系，从而得出导体AB要做切割磁感线运动才能产生电流。

再补充几种情况让学生实验：①导体AB不动，让磁体左右运动；②让导体AB斜着切割磁感线运动；③断开开关，再让导体AB左右运动。

最后由学生总结出通过磁场产生电流的条件：①闭合电路；②一部分导体； ③做切割磁感线运动。

师：我们通过实验发现了一种现象。

此时给出电磁感应和感应电流的概念，并简介法拉第。然后分析出在电磁感应现象中是机械能转化为了电能。

师：刚才做实验时，灵敏电流表的指针偏转方向发生改变了吗？

生：改变了。

师：这说明了什么？

生：说明感应电流的方向发生了改变。

师：感应电流的方向与什么因素有关呢？

通过演示实验由学生总结出影响感应电流方向的因素：①导体切割磁感线的运动方向； ②磁感线方向。

师：学习了电磁感应现象以后，谁能回答：为什么铜线圈在磁场中转动时会有电流产生？（边问边演示）

生：线圈在磁场中转动时不断切割磁感线，所以电路中产生了电流。

师：所以发电机的发电原理是利用了电磁感应现象。

（三）发电机

1.明确工作原理

发电机是利用电磁感应现象将机械能转化为电能的装置。

2.展示自制小发电机，激发学生的兴趣

师：同学们，老师这里有一个小发电机（边说边拨动线圈中间的磁体同时发光二极管发光）这个发电机工作时是谁在转动？

生：是磁体在转动。

师：我们把这种线圈固定不动而磁体转动的发电机叫做旋转磁极式发电机，实际生活中的发电机大多是旋转磁极式的。

师：当旋转磁体时，这两个发光二极管发光是同时发光还是交替发光呢？

生：是交替发光。

师：请同学们课下用今天学到的知识并结合二极管的单向导电性来解释这个现象。

（四）小结