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视频课题：初中物理人教版九年级第二十章第5节 磁生电_辽宁省 - 大连
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初中物理人教版九年级第二十章第5节 磁生电_辽宁省 - 大连
教学目标
(一)知识与技能
1.掌握控制变量方法研究感应电流大小和方向的影响因素;
2.培养学生从直观现象中总结抽象规律的能力;
3.通过学生自己操作的方式,提高学生多媒体操作能力。
(二)过程和方法
1.探究产生感应电流的条件,进一步了解电和磁之间的相互联系;
2.使学生更直观理解切割磁感线运动这个抽象概念。
(三)情感、态度与价值观
1.认识自然现象之间是相互联系的;
2.学生以不同方式展示实验结果激发学生学习兴趣,获得成功喜悦。
2学情分析
(一)教学内容分析
本节内容是电场和磁场知识的扩展和综合;在科学技术上具有划时代的意义,揭示了电和磁的联系及规律;促使人类进入了一个新时代——电能时代。
因此,无论是知识内容,还是对学生能力培养上,本节课在实际生活中都有极其重要的意义。
(二)教学对象分析
初二学生从表象到抽象是难点,抽象的概念不易转化为直观的感知,在整个教学中利用多媒体整合的现代教育手段变抽象为形象,对于初次接触磁场的学生,有利于他们的思维转换,加深理解记忆。
(三)教学环境分析
多媒体实验教室
3重点难点
4教学过程
4.1第一学时
4.1.1新设计
师:(微笑地)同学们,我们今天有个特别行动(故意作出比较神秘的表情),特派员已安排好了,有请他们上场。(示意下面的同学鼓掌欢迎)
生:一男生一女生伴随同学们的掌声走到大家前面。
师:你们俩的联络方式就是这套简易话筒。(手拿一套仪器)好,开始。
女生在室内,男生在室外。(此处因为有土电话的知识基础,学生会直接使用)
女生:喜洋洋喜洋洋,我是美洋洋,听到我的话给一个提示。右边第三个窗台有个黑盒子,请把它带过来,别让别人看见了。喜洋洋喜洋洋,找到请回话。(台词由学生提前准备)
男生:回来了(手拿着一个黑盒子走进教室,黑盒子中的礼物学生不知道,课堂结束内容后分发给学生)。
全体学生鼓掌。
师:(赞许的目光)最高荣誉给你了,你替大家夺回了礼物!
学生归位
师:(微笑地)刚才的任务完成的很好。下面进行第二个任务。我们想找到这个话筒的电源,它是怎样将声音转化成电流传输出去的呢?(手举着仪器介绍。小铁片放入话筒中,倒过来,观察。)
生齐:吸住了。
师:说明了这个是什么材料呢?
生齐:磁
师:难道是磁产生了电吗?
生齐:有可能
师:提供这些器材(发光二极管,大磁铁,改进后的强磁铁,灵敏电流计,带接线柱螺线圈)。手拿仪器介绍磁体,左手举起磁性强,右手举起磁性弱。线圈,灵敏电流计,发光二极管,选择器材寻找答案。开始。
生齐:二人一组,组装器材,进行探究。(有的组连接灵敏电流计,有的组连接的是二极管。有的组将小磁体换成大磁体。)
师:巡回指导。(巡回中发现有的组同学面对面前的实验器材无从下手,老师并没有直接帮其选择器材组装,而是问:电流在什么样的电路中能持续流动?学生思考并回答:闭合电路。此时的学生在老师的提示下知道该选取器材组成一个闭合电路,很快就开始了他们的探究)
师:同学你们是通过什么现象判断有电流产生?(全班思考)
生1:看到发光二极管发光,(有其他方式吗?)
生2:我通过灵敏电流计指针偏转来判断的。
师:那么是不是什么时候磁都能生电呢?(老师作出求助于学生的表情)
学生再次实验。(此处老师并没有约束学生的做法,让他们自由发挥想象找出他们认为正确的答案)
师:好了同学们,把你们的发现给大家说说看。
生3:我们尝试了只有竖直方向上没有电流产生,其它方向上都有电流产生。我们认为只有竖直方向没有电流产生。(这里他的描述并不完整,他的“竖直方向”其实就是沿磁感线方向运动,但老师并没有给他纠正说法,不想打消孩子们探究的热情,让他们对站起来把自己的想法说出来产生畏惧感。等最后总结的时候他自然就知道自己的不足了)
生4:我组认为只有导体切割磁感线时有电流产生。(此处可能是由于学生在课前自己预习了书中内容,知道了“切割磁感线”这个词,但是不是真的清楚它的含义并不知道)
师:他提出了一个新名词,“切割磁感线”一会儿我们再解释。 (老师怕其他同学不清楚这个词的含义作了解释)
师:那磁能不能生电呢?有没有什么条件限制呢?
生5:我们组的探究结论是磁能生电,我们接在螺线管上的是灵敏电流计,他的指针发生偏转,说明有电流产生。(其实老师刚才是想提出问题进行下面感生电流产生条件的探究,但是这位同学看了前面同学的积极发言,也想展示一下自己,就举起了手,老师不想打消他的积极性)
师:很好,请坐。到底什么时候会有电流产生呢?即产生感应电流有什么条件吗?刚才大家通过操作提出了猜想,现在根据大屏幕提示找到答案好吗?开始!
生齐:开始实验探究磁生电的条件
序号
导体
电路状态
运动情况
磁场
电流表指针及方向
1
导线(ab)
开关断开
静止
U型磁体内部
2
导线(ab)
开关闭合
静止
3
导线(ab)
开关闭合
上下运动
4
导线(ab)
开关闭合
向左运动
右
5
导线(ab)
开关闭合
向右运动
左
6
线圈框
开关闭合
转动
……
……
……
……
师:巡回指导(这部分学生已经在上个实验中确定了判断电流是否存在的器材,所以操作起来已经熟练了)
(在巡视中,老师发现很多同学很快就把探究报告的内容完成了,有的发现了新的问题,比如:螺线圈在磁场中运动切割磁感线的速度越快,灵敏电流计的指针偏转角度越大,老师鼓励这组同学进步对自己的发现进行探究,为下面研究感应电流大小与哪些因素有关埋下伏笔)
生齐:做实验,在学案中作记录。
(在这个过程中,学生有了前面探究用什么方法判断有没有电流产生的经验,所以操作起来很熟练,很快就能选出要用哪些器材,并且在操作时还会不断尝试新的发现,有的认为是磁体磁性强弱的问题,就更换磁体,有的认为灵敏电流计可以显示出更微弱的电流所以把二极管换成灵敏电流计)
生齐:一边实验,一边讨论:开关闭合;左右运动;斜上斜下;断开开关……
(出乎老师意料的是,有一组同学发现了线圈不是向哪个方向运动时都能使发光二极管发光,于是他们换用了灵敏电流计,却发现两个方向都有使指针偏转的现象,说明其实有电流产生,但二极管没有发光。他们好像发现了新大陆一样兴奋,举手告诉了老师。老师问:那你们知不知道二极管有什么特殊的地方吗?这组的学生相互看了看,急切的思考却没有想出什么自己满意的答案,于是相视而笑说不知道。老师说:我们在前面学习半导体材料的时候曾经给大家做过介绍,忘记吗?生:哦,我知道了,是单向导电,难道向不同方向运动产生的感应电流方向也不同?师:(微笑看着他)你们再研究看看......)
师:同学们你们都做了哪些尝试,才观察到有电流产生?
师:哪位到前面当小讲师,给大家讲讲看。学生鼓掌欢迎。
生6:边利用多媒体演示边讲述。将开关闭合或断开,其它仪器不动,观察没有电流。
将线圈左右移动,有没有电流呢?(此时下面其他学生都很认真观察大屏幕)
生7:有电流。但电流表指针偏转不明显,我认为应该换那个强磁体来做。
生6:是这样吗?我们验证一下看看。换成强磁体,没有动导线,结果还是没有电流。现在上下移动导体,看灵敏电流计的示数。还是没有电流。我们该怎么做才能有电流呢?
生8:左右移动
生6:我们看看他说的对不对。演示,终于有电流了。还有别的方法会产生电流吗?
生6:试试斜上,斜下。
生6:演示。噢,有电流了。看来只是竖直上下没有电流。
师:(微笑地)非常好,谢谢,请回。
学生鼓掌欢迎小讲师归位。(学生亲自展示自己的探究结果,生生互动,很有满足感)
师:哪位学生能总结一下到底什么时候会产生电流。
板书产生条件:
生9:首先是闭合电路,还应该是切割磁感线,不能是上下,那样切不断。
师:刚才我们同学又提出了切割磁感线,这是怎么回事呢?(此时老师必须解释了,因为要给大家准确的规律了)
多媒体展示:将导体左右,斜上下移动时就会像用刀将磁感线切断一样,这就叫切割磁感线运动。(学生通过观察多媒体演示,对抽象的磁感线更好感知)
师:同学们还有补充的吗?
生10:应该是部分导体,不能是全部。
师:板书。
生10:重复感应电流产生条件。(闭合电路,部分导体,在磁场中做切割磁感线运动)
多媒体展示:法拉第电磁感应现象(此处学生感觉特别清晰明了,因为看到了抽象的磁感线)
师:早在1831年英国物理学家法拉第就发现了这一规律,找同学读一下
生11: 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割感线运动时,导体中就产生电流,这种现象叫电磁感应现象,产生的电流叫做感应电流。
师:(肯定的目光)现在我们已经得到了答案,磁能产生电。
师:在实验中你还有没有新的发现?(此处因为在上个探究中老师巡视时发现有的同学已经发现了,所以临时改变了问题,引导学生直接把自己的发现说出来即可)(学生在下面交流想法,三三两两窃窃私语)
生10:切割磁感线的速度不同指针的偏转角度不同,速度快时角度大。
生12:切割磁感线的方向不同指针的偏转方向不同。
生13:我们发现向不同方向切割磁感线时,二极管不是都能发光的。
师:直接问生13,那你们知道为什么二极管有时发光有时不发光了吗?(因为老师知道生13知道,想借他的答案告诉所有同学,帮他们回忆二极管的单向导电性)
生13:(特别自豪的回答)那是因为二极管有单向导电性,这个我们在前面学习半导体材料时曾经学习过,这样就说明磁生电的电流方向跟导体切割磁感线的运动方向是有关的。
师:(投去赞许的目光)非常好!我们同学发现了两个问题:一个是感应电流的大小变化,一个是感应电流的方向变化。那么感应电流的方向与什么有关呢?你们在刚才的试验中有没有发现?
生13:可能与磁场方向有关,与切割磁感线的运动方向有关……
师:(微笑地)那还是让我们用实验来检验一下吧!
生齐:探究实验(有前面的基础,这时操作特别熟练)
师:巡回指导
师:哪位同学到前面展示你找到的答案。(利用多媒体动画)(前面同学的成功展示,鼓励了大家,特别踊跃)
生14:边演示边讲解。请同学们注意观察,当导体运动方向相反时,灵敏电流计的指针也向反方向偏转。当导体向同一方向运动而改变磁体的磁极时,指针也向反方向偏转。所以,感应电流的方向与切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。
生齐:感应电流的方向与磁场方向,导体的运动方向有关
师:我们同学刚才还提到了感应电流的大小,那你在实验中有怎样的发现呢?
生9:我让导体切割磁感线运动的越快,电流计指针摆动越大。
师:那摆动的大小代表什么呢?
生15:电流的大小。运动越快,指针摆动越大,说明产生的电流越大。
师:那么除了导体运动的快慢,还有没有其他方法可以改变感应电流大小?下面我们仍然用实验来进行探究感应电流的大小与那些因素有关,以及他们之间的关系。
生齐:实际操作,利用桌上器材再次探究
师:哪位同学愿意把你们组的结论和大家分享?
生16:(利用多媒体动画讲解)我在操作的时候请大家注意观察电流表指针偏转的幅度,当缓慢切割磁感线(生观察电流表)时;当快速切割时,这两次电流表指针偏转幅度一样吗?你得出了什么结论?(大家当小老师的表现越来越好,丝毫没有了先前的紧张感)
生17:导体切割磁感线运动的越快,产生的感应电流越大。
生18:分别用较强的磁体和较弱的磁体进行演示(生观察电流表),大家有什么发现吗?
生17:磁场越强产生的感应电流越大。
生齐:总结:(多媒体)感应电流大小与运动快慢和磁场强弱有关。
师:板书(感应电流大小:磁场强弱,运动快慢。感应电流方向:运动方向,磁场强弱)
师:(微笑地)好了,我们中场休息,看个小故事:克拉顿跑失良机(多媒体)
师:为什么他没有看到电流产生?
(提示:你在实验中看到的电流表指针一直停在某个示数不动吗?)
生19:他并没有获得持续电流(此处有前面电荷定向移动产生电流的知识基础)
师:那怎样才能获得持续的电流呢?
(提示:导体不能沿某一方向无止境运动,否则终将离开磁场,那怎样能在磁场中持续不断切割磁感线呢?)
生19:让线圈在磁场中连续转动。
师:(微笑地)很好,为了更方便操作我们可以使线圈在磁场中转起来不断切割磁感线产生电流。这就是发电机,(多媒体)他是电磁感应现象的一个应用。具体工作过程我们下节课研究。有兴趣的同学课后可以先预习一下。
师:接下来,我们做几道练习回顾一下本节课学习的内容。
师:下面四个图中能产生感应电流的是?
生20:第二个和第四个。
师:理由是什么呢?
生20:因为产生感应电流的条件是切割磁感线,只有第二个和第四个切割磁感线了。
师:大家能判断对错,并说明理由吗?
生齐:讨论分析后进行回答。
师:给出电动机和发电机模型图,学生判断。
生齐:小组讨论分析两个图的区别和原理。
生21:甲图是电动机模型,乙图是发电机模型。
师:你的判断依据是什么?
生21:甲图中有电源,是电生磁,所以是电动机;乙图中连接的是灵敏电流计,线圈旋转时指针偏转,所以是发电机。
师:(微笑地)回答的非常好。
师:好了,学到这儿我们该回顾一下我们这节课的收获了,同学们你们自己说说看。
生22:磁能生电,只要在磁场中切割磁感线就能产生电流。
生23:你说的不完整,得是闭合电路的部分导体才行,还有运动方向不同,磁场方向不同感应电流方向就不同。(此时老师在旁边微笑着看着学生们积极的把自己学到的展示出来)
师:还有吗同学们?
生24:感应电流大小与切割磁感线运动方向和磁场方向有关
生25:还有我们发电用的发电机是磁生电
师:好了,我们就说到这里,大家这节课表现的非常好,所以要奖励大家一下。还记得课前你们抢回的“黑匣子”吗?
生齐:记得!(特别大的声音)
师:这就是你们的奖品,找同学分给大家。
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