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視頻標簽：磁生電
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視頻課題：初中物理人教版九年級第二十章第5節 磁生電_遼寧省 - 大連
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初中物理人教版九年級第二十章第5節 磁生電_遼寧省 - 大連
教學目標
(一)知識與技能
1.掌握控制變量方法研究感應電流大小和方向的影響因素;
2.培養學生從直觀現象中總結抽象規律的能力;
3.通過學生自己操作的方式,提高學生多媒體操作能力。
(二)過程和方法
1.探究產生感應電流的條件,進一步了解電和磁之間的相互聯系;
2.使學生更直觀理解切割磁感線運動這個抽象概念。
(三)情感、態度與價值觀
1.認識自然現象之間是相互聯系的;
2.學生以不同方式展示實驗結果激發學生學習興趣,獲得成功喜悅。
2學情分析
(一)教學內容分析
本節內容是電場和磁場知識的擴展和綜合;在科學技術上具有劃時代的意義,揭示了電和磁的聯系及規律;促使人類進入了一個新時代——電能時代。
因此,無論是知識內容,還是對學生能力培養上,本節課在實際生活中都有極其重要的意義。
(二)教學對象分析
初二學生從表象到抽象是難點,抽象的概念不易轉化為直觀的感知,在整個教學中利用多媒體整合的現代教育手段變抽象為形象,對于初次接觸磁場的學生,有利于他們的思維轉換,加深理解記憶。
(三)教學環境分析
多媒體實驗教室
3重點難點
4教學過程
4.1第一學時
4.1.1新設計
師:(微笑地)同學們,我們今天有個特別行動(故意作出比較神秘的表情),特派員已安排好了,有請他們上場。(示意下面的同學鼓掌歡迎)
生:一男生一女生伴隨同學們的掌聲走到大家前面。
師:你們倆的聯絡方式就是這套簡易話筒。(手拿一套儀器)好,開始。
女生在室內,男生在室外。(此處因為有土電話的知識基礎,學生會直接使用)
女生:喜洋洋喜洋洋,我是美洋洋,聽到我的話給一個提示。右邊第三個窗臺有個黑盒子,請把它帶過來,別讓別人看見了。喜洋洋喜洋洋,找到請回話。(臺詞由學生提前準備)
男生:回來了(手拿著一個黑盒子走進教室,黑盒子中的禮物學生不知道,課堂結束內容后分發給學生)。
全體學生鼓掌。
師:(贊許的目光)最高榮譽給你了,你替大家奪回了禮物!
學生歸位
師:(微笑地)剛才的任務完成的很好。下面進行第二個任務。我們想找到這個話筒的電源,它是怎樣將聲音轉化成電流傳輸出去的呢?(手舉著儀器介紹。小鐵片放入話筒中,倒過來,觀察。)
生齊:吸住了。
師:說明了這個是什么材料呢?
生齊:磁
師:難道是磁產生了電嗎?
生齊:有可能
師:提供這些器材(發光二極管,大磁鐵,改進后的強磁鐵,靈敏電流計,帶接線柱螺線圈)。手拿儀器介紹磁體,左手舉起磁性強,右手舉起磁性弱。線圈,靈敏電流計,發光二極管,選擇器材尋找答案。開始。
生齊:二人一組,組裝器材,進行探究。(有的組連接靈敏電流計,有的組連接的是二極管。有的組將小磁體換成大磁體。)
師:巡回指導。(巡回中發現有的組同學面對面前的實驗器材無從下手,老師并沒有直接幫其選擇器材組裝,而是問:電流在什么樣的電路中能持續流動?學生思考并回答:閉合電路。此時的學生在老師的提示下知道該選取器材組成一個閉合電路,很快就開始了他們的探究)
師:同學你們是通過什么現象判斷有電流產生?(全班思考)
生1:看到發光二極管發光,(有其他方式嗎?)
生2:我通過靈敏電流計指針偏轉來判斷的。
師:那么是不是什么時候磁都能生電呢?(老師作出求助于學生的表情)
學生再次實驗。(此處老師并沒有約束學生的做法,讓他們自由發揮想象找出他們認為正確的答案)
師:好了同學們,把你們的發現給大家說說看。
生3:我們嘗試了只有豎直方向上沒有電流產生,其它方向上都有電流產生。我們認為只有豎直方向沒有電流產生。(這里他的描述并不完整,他的“豎直方向”其實就是沿磁感線方向運動,但老師并沒有給他糾正說法,不想打消孩子們探究的熱情,讓他們對站起來把自己的想法說出來產生畏懼感。等最后總結的時候他自然就知道自己的不足了)
生4:我組認為只有導體切割磁感線時有電流產生。(此處可能是由于學生在課前自己預習了書中內容,知道了“切割磁感線”這個詞,但是不是真的清楚它的含義并不知道)
師:他提出了一個新名詞,“切割磁感線”一會兒我們再解釋。 (老師怕其他同學不清楚這個詞的含義作了解釋)
師:那磁能不能生電呢?有沒有什么條件限制呢?
生5:我們組的探究結論是磁能生電,我們接在螺線管上的是靈敏電流計,他的指針發生偏轉,說明有電流產生。(其實老師剛才是想提出問題進行下面感生電流產生條件的探究,但是這位同學看了前面同學的積極發言,也想展示一下自己,就舉起了手,老師不想打消他的積極性)
師:很好,請坐。到底什么時候會有電流產生呢?即產生感應電流有什么條件嗎?剛才大家通過操作提出了猜想,現在根據大屏幕提示找到答案好嗎?開始!
生齊:開始實驗探究磁生電的條件
序號
導體
電路狀態
運動情況
磁場
電流表指針及方向
1
導線(ab)
開關斷開
靜止
U型磁體內部
2
導線(ab)
開關閉合
靜止
3
導線(ab)
開關閉合
上下運動
4
導線(ab)
開關閉合
向左運動
右
5
導線(ab)
開關閉合
向右運動
左
6
線圈框
開關閉合
轉動
……
……
……
……
師:巡回指導(這部分學生已經在上個實驗中確定了判斷電流是否存在的器材,所以操作起來已經熟練了)
(在巡視中,老師發現很多同學很快就把探究報告的內容完成了,有的發現了新的問題,比如:螺線圈在磁場中運動切割磁感線的速度越快,靈敏電流計的指針偏轉角度越大,老師鼓勵這組同學進步對自己的發現進行探究,為下面研究感應電流大小與哪些因素有關埋下伏筆)
生齊:做實驗,在學案中作記錄。
(在這個過程中,學生有了前面探究用什么方法判斷有沒有電流產生的經驗,所以操作起來很熟練,很快就能選出要用哪些器材,并且在操作時還會不斷嘗試新的發現,有的認為是磁體磁性強弱的問題,就更換磁體,有的認為靈敏電流計可以顯示出更微弱的電流所以把二極管換成靈敏電流計)
生齊:一邊實驗,一邊討論:開關閉合;左右運動;斜上斜下;斷開開關……
(出乎老師意料的是,有一組同學發現了線圈不是向哪個方向運動時都能使發光二極管發光,于是他們換用了靈敏電流計,卻發現兩個方向都有使指針偏轉的現象,說明其實有電流產生,但二極管沒有發光。他們好像發現了新大陸一樣興奮,舉手告訴了老師。老師問:那你們知不知道二極管有什么特殊的地方嗎?這組的學生相互看了看,急切的思考卻沒有想出什么自己滿意的答案,于是相視而笑說不知道。老師說:我們在前面學習半導體材料的時候曾經給大家做過介紹,忘記嗎?生:哦,我知道了,是單向導電,難道向不同方向運動產生的感應電流方向也不同?師:(微笑看著他)你們再研究看看......)
師:同學們你們都做了哪些嘗試,才觀察到有電流產生?
師:哪位到前面當小講師,給大家講講看。學生鼓掌歡迎。
生6:邊利用多媒體演示邊講述。將開關閉合或斷開,其它儀器不動,觀察沒有電流。
將線圈左右移動,有沒有電流呢?(此時下面其他學生都很認真觀察大屏幕)
生7:有電流。但電流表指針偏轉不明顯,我認為應該換那個強磁體來做。
生6:是這樣嗎?我們驗證一下看看。換成強磁體,沒有動導線,結果還是沒有電流。現在上下移動導體,看靈敏電流計的示數。還是沒有電流。我們該怎么做才能有電流呢?
生8:左右移動
生6:我們看看他說的對不對。演示,終于有電流了。還有別的方法會產生電流嗎?
生6:試試斜上,斜下。
生6:演示。噢,有電流了。看來只是豎直上下沒有電流。
師:(微笑地)非常好,謝謝,請回。
學生鼓掌歡迎小講師歸位。(學生親自展示自己的探究結果,生生互動,很有滿足感)
師:哪位學生能總結一下到底什么時候會產生電流。
板書產生條件:
生9:首先是閉合電路,還應該是切割磁感線,不能是上下,那樣切不斷。
師:剛才我們同學又提出了切割磁感線,這是怎么回事呢?(此時老師必須解釋了,因為要給大家準確的規律了)
多媒體展示:將導體左右,斜上下移動時就會像用刀將磁感線切斷一樣,這就叫切割磁感線運動。(學生通過觀察多媒體演示,對抽象的磁感線更好感知)
師:同學們還有補充的嗎?
生10:應該是部分導體,不能是全部。
師:板書。
生10:重復感應電流產生條件。(閉合電路,部分導體,在磁場中做切割磁感線運動)
多媒體展示:法拉第電磁感應現象(此處學生感覺特別清晰明了,因為看到了抽象的磁感線)
師:早在1831年英國物理學家法拉第就發現了這一規律,找同學讀一下
生11: 閉合電路的一部分導體在磁場中做切割感線運動時,導體中就產生電流,這種現象叫電磁感應現象,產生的電流叫做感應電流。
師:(肯定的目光)現在我們已經得到了答案,磁能產生電。
師:在實驗中你還有沒有新的發現?(此處因為在上個探究中老師巡視時發現有的同學已經發現了,所以臨時改變了問題,引導學生直接把自己的發現說出來即可)(學生在下面交流想法,三三兩兩竊竊私語)
生10:切割磁感線的速度不同指針的偏轉角度不同,速度快時角度大。
生12:切割磁感線的方向不同指針的偏轉方向不同。
生13:我們發現向不同方向切割磁感線時,二極管不是都能發光的。
師:直接問生13,那你們知道為什么二極管有時發光有時不發光了嗎?(因為老師知道生13知道,想借他的答案告訴所有同學,幫他們回憶二極管的單向導電性)
生13:(特別自豪的回答)那是因為二極管有單向導電性,這個我們在前面學習半導體材料時曾經學習過,這樣就說明磁生電的電流方向跟導體切割磁感線的運動方向是有關的。
師:(投去贊許的目光)非常好!我們同學發現了兩個問題:一個是感應電流的大小變化,一個是感應電流的方向變化。那么感應電流的方向與什么有關呢?你們在剛才的試驗中有沒有發現?
生13:可能與磁場方向有關,與切割磁感線的運動方向有關……
師:(微笑地)那還是讓我們用實驗來檢驗一下吧!
生齊:探究實驗(有前面的基礎,這時操作特別熟練)
師:巡回指導
師:哪位同學到前面展示你找到的答案。(利用多媒體動畫)(前面同學的成功展示,鼓勵了大家,特別踴躍)
生14:邊演示邊講解。請同學們注意觀察,當導體運動方向相反時,靈敏電流計的指針也向反方向偏轉。當導體向同一方向運動而改變磁體的磁極時,指針也向反方向偏轉。所以,感應電流的方向與切割磁感線的運動方向和磁場方向有關。
生齊:感應電流的方向與磁場方向,導體的運動方向有關
師:我們同學剛才還提到了感應電流的大小,那你在實驗中有怎樣的發現呢?
生9:我讓導體切割磁感線運動的越快,電流計指針擺動越大。
師:那擺動的大小代表什么呢?
生15:電流的大小。運動越快,指針擺動越大,說明產生的電流越大。
師:那么除了導體運動的快慢,還有沒有其他方法可以改變感應電流大小?下面我們仍然用實驗來進行探究感應電流的大小與那些因素有關,以及他們之間的關系。
生齊:實際操作,利用桌上器材再次探究
師:哪位同學愿意把你們組的結論和大家分享?
生16:(利用多媒體動畫講解)我在操作的時候請大家注意觀察電流表指針偏轉的幅度,當緩慢切割磁感線(生觀察電流表)時;當快速切割時,這兩次電流表指針偏轉幅度一樣嗎?你得出了什么結論?(大家當小老師的表現越來越好,絲毫沒有了先前的緊張感)
生17:導體切割磁感線運動的越快,產生的感應電流越大。
生18:分別用較強的磁體和較弱的磁體進行演示(生觀察電流表),大家有什么發現嗎?
生17:磁場越強產生的感應電流越大。
生齊:總結:(多媒體)感應電流大小與運動快慢和磁場強弱有關。
師:板書(感應電流大小:磁場強弱,運動快慢。感應電流方向:運動方向,磁場強弱)
師:(微笑地)好了,我們中場休息,看個小故事:克拉頓跑失良機(多媒體)
師:為什么他沒有看到電流產生?
(提示:你在實驗中看到的電流表指針一直停在某個示數不動嗎?)
生19:他并沒有獲得持續電流(此處有前面電荷定向移動產生電流的知識基礎)
師:那怎樣才能獲得持續的電流呢?
(提示:導體不能沿某一方向無止境運動,否則終將離開磁場,那怎樣能在磁場中持續不斷切割磁感線呢?)
生19:讓線圈在磁場中連續轉動。
師:(微笑地)很好,為了更方便操作我們可以使線圈在磁場中轉起來不斷切割磁感線產生電流。這就是發電機,(多媒體)他是電磁感應現象的一個應用。具體工作過程我們下節課研究。有興趣的同學課后可以先預習一下。
師:接下來,我們做幾道練習回顧一下本節課學習的內容。
師:下面四個圖中能產生感應電流的是?
生20:第二個和第四個。
師:理由是什么呢?
生20:因為產生感應電流的條件是切割磁感線,只有第二個和第四個切割磁感線了。
師:大家能判斷對錯,并說明理由嗎?
生齊:討論分析后進行回答。
師:給出電動機和發電機模型圖,學生判斷。
生齊:小組討論分析兩個圖的區別和原理。
生21:甲圖是電動機模型,乙圖是發電機模型。
師:你的判斷依據是什么?
生21:甲圖中有電源,是電生磁,所以是電動機;乙圖中連接的是靈敏電流計,線圈旋轉時指針偏轉,所以是發電機。
師:(微笑地)回答的非常好。
師:好了,學到這兒我們該回顧一下我們這節課的收獲了,同學們你們自己說說看。
生22:磁能生電,只要在磁場中切割磁感線就能產生電流。
生23:你說的不完整,得是閉合電路的部分導體才行,還有運動方向不同,磁場方向不同感應電流方向就不同。(此時老師在旁邊微笑著看著學生們積極的把自己學到的展示出來)
師:還有嗎同學們?
生24:感應電流大小與切割磁感線運動方向和磁場方向有關
生25:還有我們發電用的發電機是磁生電
師:好了,我們就說到這里,大家這節課表現的非常好,所以要獎勵大家一下。還記得課前你們搶回的“黑匣子”嗎?
生齊:記得!(特別大的聲音)
師:這就是你們的獎品,找同學分給大家。
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