滬科版17.1科學探究：怎樣產(chǎn)生感應電流教案

第二節(jié)科學探究：怎樣產(chǎn)生感應電流一、教學目標【知識與技能】1．知道電磁感應現(xiàn)象及產(chǎn)生感應電流的條件2.知道在電磁感應現(xiàn)象中，機械能轉(zhuǎn)化為電能3.會進行相關的探究活動，培養(yǎng)探究技能【過程與方法】1.通過觀察、思考能夠提出問題、發(fā)現(xiàn)問題2.通過實驗探究，知道導體在磁場中運動時產(chǎn)生感應電流的條件3.利用實驗證據(jù)歸納、總結出產(chǎn)生感應電流的條件4.利用對比的方法區(qū)分磁生電和電生磁【情感、態(tài)度與價值觀】經(jīng)歷科學探究中的交流與合作過程，培養(yǎng)學生的交流與合作意識和能力，培養(yǎng)探討問題的興趣習慣，善于相互學習，取長補短二、教學重難點重點：知道導體在磁場中產(chǎn)生電流的條件和電磁感應現(xiàn)象；了解電磁感應現(xiàn)象在生活中的應用。難點：在磁場中產(chǎn)生感應電流的條件；感應電流的方向判定；產(chǎn)生感應電流需具備的兩個條件：閉合電路的一部分導體；做切割磁感線運動。三、課時安排1課時四、教與學互動設計（一）創(chuàng)設情景，導入新課【導語一】演示手搖式交流發(fā)電機的模型，并講解：它有一個可以產(chǎn)生磁場的磁鐵，一個可以在磁場中旋轉(zhuǎn)的線圈，搖動把手，使線圈快速轉(zhuǎn)動，小燈泡就亮了，這表明發(fā)電機發(fā)出了電。提問：你知道這個電流是如何產(chǎn)生的嗎？【導語二】通過上一節(jié)課的學習，我們已經(jīng)知道，通過發(fā)電機可以把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能，同學們，你知道發(fā)電機是怎樣產(chǎn)生電流的嗎？這節(jié)課我們就來探究發(fā)電機的產(chǎn)生電流的過程。【導語三】播放交流發(fā)電機的視頻，教師并介紹其有關的名稱，并提出問題：發(fā)電機為什么可以發(fā)出電呢？今天我們就來探究一下有關的知識。（二）合作交流，解讀探究探究感應電流產(chǎn)生的條件1．提出問題：【提問】我們已經(jīng)知道，奧斯特實驗證明了通電導體周圍可以產(chǎn)生磁場，那么反過來在磁場中能否產(chǎn)生電流呢？2.猜想與假設【交流討論】請同學們根據(jù)剛才的實驗來猜想。【點撥】實驗表明：發(fā)電機的線圈只有在轉(zhuǎn)動時才能發(fā)出電來，由此可以猜想：線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生電流，可能與線圈導體在磁場中的運動有關。3.制定計劃與設計實驗【提問】如何選擇實驗器材呢？【點撥】若產(chǎn)生了電流，為了驗證電流的存在，我們需要可以測電路的儀器。并且在剛才演示的發(fā)電機實驗中，有線圈和磁鐵，因此我們的實驗器材為：靈敏電流計、磁鐵、導體、導線、開關、鐵架臺?！狙菔尽快`敏電流計【講解】介紹靈敏電流計的構造和使用【提問】如何利用這些器材來產(chǎn)生電流呢？【點撥】將一根導體的兩端用細導線懸掛起來，并與靈敏電流計、開關組成串聯(lián)閉合電路。將導體放在U形磁鐵的磁場中?！窘涣饔懻摗吭搶嶒灥牟襟E【點撥】實驗步驟：（1）閉合開關，將導體在磁場中左右運動，觀察靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)情況；（2）閉合開關，將導體在磁場中上下運動，觀察靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)情況；（3）閉合開關，將導體在磁場中斜方向運動，觀察靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)情況；（4）斷開開關，將導體在磁場朝各個方向運動，觀察靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)情況；（5）將磁極對調(diào)，重復上述實驗?！鞠胍幌搿咳绾卧O計記錄數(shù)據(jù)的實驗表格【點撥】表格如下：開關導體運動方向磁場方向?qū)w運動方向與磁場方向的關系靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)情況閉合向左從上向下垂直向右垂直上下運動平行斜方向運動成銳角斷開朝各個方向閉合向左從下向上垂直向右垂直上下運動平行斜方向運動成銳角斷開朝各個方向4.進行實驗與收集證據(jù)【做一做】利用桌上的器材進行實驗，并記錄實驗數(shù)據(jù)5.得出結論【小結】分析實驗數(shù)據(jù)可得，產(chǎn)生感應電流的條件是：（1）導體是閉合電路的一部分導體；（2）導體做切割磁感線運動。產(chǎn)生感應電流方向與導體運動方向和磁場的方向有關。6.交流與合作【交流討論】如果導體的運動方向與磁場方向的夾角是銳角，導體中產(chǎn)生的感應電流有何不同？【點撥】通過實驗表格的內(nèi)容可知，靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)的角度不同，因此當導體運動方向與磁場方向垂直時，產(chǎn)生的感應電流最大?！窘涣饔懻摗咳绻麑w不動，移動磁鐵，導體中也能產(chǎn)生電流嗎？【點撥】可以應用相對運動的知識來解釋?！窘涣饔懻摗繉w在磁場中產(chǎn)生的電流大小至少與哪些因素有關？【拓展】產(chǎn)生感應電流的大小與磁場的強弱、導體運動的速度和角度、線圈的匝數(shù)有關?！窘涣饔懻摗吭搶嶒炛心芰渴侨绾无D(zhuǎn)化的？【點撥】該實驗中，閉合電路的一部分導體切割磁感線，產(chǎn)生了感應電流，因此能量轉(zhuǎn)化為：機械能轉(zhuǎn)化為電能。二、電磁感應現(xiàn)象【講解】（1）閉合電路中的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為電磁感應現(xiàn)象。電磁感應中產(chǎn)生的電流稱為感應電流。（2）感應電流的方向與磁感線的方向和導體運動方向有關?！緫谩侩姶鸥袘F(xiàn)象廣泛的應用在生活、生產(chǎn)，以及科學研究中。例如：動圈式話筒。【課件演示】播放關于動圈式話筒的結構的課件?！咀x一讀】信息窗——法拉第（三）應用遷移，鞏固提高【例1】如圖所示的裝置中，金屬棒PQ用兩根細軟導線連接后懸掛在蹄形磁鐵之間，把單刀雙擲開關S擲向“1”時，是演示____________________的現(xiàn)象；開關S擲向“2”時，是演示_______________的現(xiàn)象．【解析】通電導體在磁場中受力的實驗中，電能轉(zhuǎn)化為機械能，即消耗了電能，得到機械能，因此在該實驗中，需要有電源，所以開關S擲向“1”是演示該實驗的。電磁感應現(xiàn)象的實驗中，機械能轉(zhuǎn)換為電能，為了檢驗產(chǎn)生感應電流，在進行實驗時，需要在電路中接電流表或靈敏電流計，因此開關S擲向“2”是演示該實驗的。【答案】通電導體在磁場中受力電磁感應【例2】（05年德陽(課改實驗區(qū))）在探究產(chǎn)生感應電流的實驗中，某同學按照如圖所示的4種情況讓團合電路的一段導體AB在磁場中沿箭頭所示方向運動，其中能夠產(chǎn)生感應電流的是C圖?！窘馕觥侩姶鸥袘F(xiàn)象中產(chǎn)生感應電流的條件有兩點：一是閉合電路的一部分導體，這一點題目已明確給出，無須考慮。二是這一部分導體要切割磁感線。重點理解“切割”的含義，圖A、B、D中導線運動方向與磁感線方向平行，不存在“切割”，圖C中導線運動方向與磁感線方向相交，符合“切割”的含義。故本題中圖C能產(chǎn)生感應電流。【變式題】如圖所示，甲表示閉合電路的一部分導體a在磁場中沿箭頭所示方向運動時，導體中的感應電流方向垂直于紙面向外，若用“×”表示垂直紙面向里，試根據(jù)甲圖中的感應電流方向畫出其他各圖中感應電流的方向?！窘馕觥坑捎陔姶鸥袘F(xiàn)象中感應電流的方向與磁感線的方向和導體切割磁感線運動的方向都有關系，因此當磁感線的方向和導體切割磁感線運動的方向有一個發(fā)生改變時，感應電流的方向就會改變；乙圖和甲圖相比，導體切割磁感線的方向沒變，但由于磁場的方向與甲圖中的相反，因此乙圖中感應電流的方向就與甲圖中感應電流的方向相反；丙圖與甲圖相比，磁場方向沒有改變，但導體切割磁感線運動的方向與甲圖中導體切割磁感線的方向相反，因此丙圖導體a中的感應電流應與甲圖中的相反；丁圖中磁場方向與甲圖中磁場方向相反，但丁圖中導體a切割磁感線運動的方向也與甲圖中的相反，因此丁圖中感應電流方向應與甲圖中電流方向一樣?！敬鸢浮咳鐖D所示（四）總結反思，拓展延伸【總結】1．感應電流產(chǎn)生的條件2．電磁感應現(xiàn)象：閉合電路中的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。3．感應電流方向與磁感線方向和導體運動方向有關。4．電磁感應現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化：機械能轉(zhuǎn)化為電能5．電磁感應現(xiàn)象的應用：動圈式話筒【拓展】因為電磁感應現(xiàn)象可以產(chǎn)生感應電流，所以人們可以利用此原理給一些小電器提供電能，如手電筒。常規(guī)的手電筒需要干電池提供電能，而手搖式手電筒則無須干電池，使用時只需在手上晃動幾下即可發(fā)光，因此可以起到節(jié)能的作用?！纠?】(2022·浙江)如圖所示是一種環(huán)保型手電筒，這種手電筒不用化學電池作為電源．使用時只要將它來回搖晃，就能發(fā)光，并且來回搖晃得越快，手電筒發(fā)光越亮．這種手電簡所產(chǎn)生的電能是根據(jù)________原理獲得的，其能量轉(zhuǎn)化是________能轉(zhuǎn)化成電能．【答案】電磁感應機械（五）當堂檢測反饋1．感應電流產(chǎn)生的條件是：____電路的____導體，在____中做________的運動時，導體中才有電流產(chǎn)生．【答案】閉合一部分磁場切割磁感線2．實驗表明感應電流的方向不僅跟______的方向有關，還跟____________的方向有關，實驗中，如果上述兩個因素只改變其中之一的方向，則感應電流的方向____，如果兩者方向同時改變，則感應電流方向____．【答案】磁場導體切割磁感線的方向改變不變3．1820年丹麥的奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的____效應．1831年英國的法拉第發(fā)現(xiàn)了___________。兩個重要現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，揭示了________和________之間不可分割的關系．【答案】磁電磁感應現(xiàn)象電磁4．利用電磁感應現(xiàn)象而制造的電器是()A．電動機B．發(fā)電機C．電鈴D．電磁鐵【答案】B5．若改變導體在磁場中產(chǎn)生感應電流的方向，下面哪種做法是正確的是（）A.改變磁場方向B.改變切割磁感線方向C.改變切割磁感線的速度D.同時改變磁場方向和切割磁感線的方向【答案】AB五、資料鏈接產(chǎn)生感應電流的另一種方法閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動時，導體中會產(chǎn)生感應電流，事實上，我們還可以用其他方法產(chǎn)生感應電流.具體演示方法示：按照如圖所示，將一個線圈兩端與一個電流計連接，此時電流計中無電流，指針不偏轉(zhuǎn).如果我們把一根條形磁鐵插入線圈中，則在條形磁鐵插入的過程中，電流計的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)；若將條形磁鐵插在線圈中不動，電流計指針又回到零刻度處，不偏轉(zhuǎn)；當把條形磁鐵從線圈中拔出時，電流計的指針又發(fā)生了偏轉(zhuǎn).由