人教版初中物理九年级全一册 第二十章《电与磁》
第五节 《磁生电》 教学设计
一、教学目标
（一）知识与技能
1.知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件。
2.知道发电机的原理。
3.知道什么是交流电，知道我国供生产和和生活用的交流电的频率，
（二）过程和方法
1.探究磁生电的条件，进一步了解点和磁之间的相互联系。
2.观察和体验发电机是怎样发电的。
（三）情感、态度与价值观
1.认识自然现象之间是相互联系的，认识科学研究方法的重要性。
2.认识任何创造发明的基础是科学探索的成果，初步具有创造发明的意识。
二、教学重点：知道电磁感应现象和磁生电的条件；发电机的工作原理。
三、教学难点：尝试动手设计实验，并在探究过程中发现磁生电的条件。
四、教学器材：直导线、铁架台、蹄形磁铁、细线、矩形线圈、灵敏电流表、手摇发电机模型、小灯泡、若干导线、发
电机原理挂图。
五、教学时数：1课时
六、教学过程：
（一）复习回顾
1.磁场对通电导线的作用
2.电动机工作原理、构造及换向器的作用
3.什么是电流的磁效应？奥斯特实验说明了什么？（课件1）
（二）引入新课 
奥斯特发现电流的磁效应之后，许多科学家都在思索：既然电流能产生磁，那么磁能否产生电呢？（课件2、3、4）
英国物理学家法拉第在10年中做了多次探索，1831年终于取得突破，发现了利用磁场产生电流的条件和规律。法拉第的发现，进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系。根据这个发现，后来发明了发电机，使人类大规模用电成为可能，开辟了电气化的时代。（课件5）
我们日常生活和生产中使用的电，是由电网提供的，是从发电厂的发电机中产生的，经过远距离输送，到达工厂、农村、学校和家庭。
火力发电是汽轮机带动发电机；水力发电是水轮机带动发电机；风力发电是风车带动发电机。无论是火力发电、水力发电、还是风力发电，都是通过发电机发电的。那么发电机是如何发电的呢？（课件6）
1、什么情况下磁能生电
（1）实验：探究什么情况下磁可以生电
提出问题：什么情况下磁场里的导线中能够产生电流？
设计实验：P138页如图20.5-1，在蹄形磁铁的磁场中放置一根导线，导线的两端跟电流表连接。（课件7）
进行实验，并观察实验现象：（课件8）
①让导线在磁场中静止，换用不同强度的磁体；观察到电流表指针不偏转，说明没有产生电流；
②让导线在磁场中静止，不用单根导线，而用匝数很多的线圈；观察到电流表指针不偏转，说明没有产生电流；
③让导线在磁场中沿不同方向运动。
让导线在磁场中上下运动，观察到电流表指针不偏转，说明没有产生电流；   
让导线在磁场中左右运动，观察到电流表指针偏转，说明电路中产生电流；   
让导线在磁场中前后运动，观察到电流表指针偏转，说明电路中产生电流；
让导线在磁场中斜着运动，观察到电流表指针偏转，说明电路中产生电流。
（课件9）
分析论证，得出结论：
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。 这种由于导体在磁场中运动时而产生电流现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
在电磁感应现象中，消耗了机械能，但在闭合电路中产生了电流，获得了电能，实现了从机械能向电能的转化（课件10）
2、发电机
发电机怎样发电呢？
如图20.5-3是实验室用的手摇发电机。
把手摇发电机跟灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，可以看到灯泡会发光。这表明电路中有了电流。如果把手摇发电机跟电流表连接起来，使线圈在磁场中转动时，可以看到电流表的指针随着线圈的转动而左右摆动。这表明发电机发出的电流的大小和方向是变化的。
发电机是利用电磁感应现象来发电。（课件11）
演示：
（1）观察模型式手摇发电机的构造
磁极是什么形状的？线圈是通过那些装置和灯泡连接起来的?摇把是通过什么带动线圈转起来的？ 
手摇发电机是由定子和转子两部分组成。磁极呈半圆形；线圈是通过两个圆环和电刷把灯泡连接起来；摇把是通过外力带动线圈转起来的。（课件12）
（2）观察发电机转速对小灯泡亮度的影响
    小灯泡发光说明电路中有了电流。线圈转得越快，小灯泡越亮，说明感应电流越大。
（3）检验手摇发电机电流方向的变化
二极管交替发光，说明产生的电流方向在周期性改变。（课件13）
图20.5-2就是一个最简单的发电装置示意图。
当导线向左运动时，电流表指针偏转，表明电路中产生了电流；当导线向右运动时，电流表指针向另一方向偏转，表明产生了另一方向的电流。如果导线左右往复运动，电流表指针来回摆动，电路中产生的是交变电流，简称交流。
交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数。我国电网以交流供电，频率为50Hz。
方向不改变的电流叫做直流。（课件14）
实际的发电机比模型式发电机复杂的多，但仍由转子和定子组成。大型发电机发的电，电压很高，电流很强，一般采用线圈不动，磁场转动的方式发电，因为大型发电机的电流大，电刷与滑环间容易产生电火花，很不安全，故采用旋转磁极的方式发电。为了得到更强的磁场，要用电磁铁代替永磁体。
（课件15）
发电机发电的过程是能量转化的过程。（课件16）
手摇发电机：食物的化学能转化为发电机的动能，再转化为电能。 内燃机带动发电：燃料的化学能转化为发电机的动能
，再转化为电能。 水轮机带动发电：水能转化为发电机的动能
，再转化为电能。
汽轮机带动发电：燃料的化学能转化为发电机的动能
，再转化为电能。
科学·技术·社会
磁记录
学生阅读，并回答问题：
1、什么是软磁性材料？什么是硬磁性材料？
2、磁带上的什么物质可记录声音、图像信息？
3、录音机是怎样录音和放音的？（课件17）
（四）课堂小结
1、什么情况下磁能生电？
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。 这种由于导体在磁场中运动时而产生电流现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
2、发电机
（1）原理：电感感应现象；（2）构造：转子和定子两部分组成。
（3）交流电：周期性改变方向的电流是交变电流，简称交流。
（4）电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率。
（5）实际发电机的构造
由转子和定子组成；大型发电机的电压很高，电流很强，一般采用线圈不动，磁场转动的方式发电。（课件18）
（五）课堂练习（课件19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29）
1.在电磁感应现象中，导体切割磁感线运动时，产生了______________。由此可见，在电磁感应现象中，______能转化为______能。
2、判断正误：
(1)、导体在磁场中运动一定会产生感应电流（ ）
(2)、导体在磁场中做切割运动一定会产生感应电流（ ）
(3)、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，一定会产生感应电流（ ）
3.周期性改变____的电流叫交流电，_____不变的电流叫直流电，干电池提供的是 电。
4.我国的交流发电机的转子每秒转____周，即交流电的变化频率是____赫，因此交流电的方向每秒要改变___次。
5.发电机的主要构造由____和____两部分组成，大型发电机的线圈作_____，电磁铁作_____。实际的发电机靠内燃机、水轮机、_____等带动发电。
6.交流发电机的原理是（ ）
A电流的磁效应 B电流的磁现象
C电磁感应现象 D电磁铁原理
7.交流发电机线圈内和外电路中的电流分别是（ ）
A、交流电和直流电 B、交流电和交流电
C、直流电和交流电 D、直流电和直流电
8.如图所示，此装置是什么机器？工作原理是什么？工作时能量如何转化？
9. 产生感应电流的条件是（ ）
A.导体在磁场中运动
B.导体在磁场中做切割磁感线运动
C.闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动
D.闭合导体在磁场中做切割磁感线运动
10.同学们做实验的装置如图所示，闭合开关，先将导体ab水平用力向右移动，导体cd也随之运动起来．则在以上的实验中下列说法正确的是（ 　）
A.实验装置中的甲装置运用的原理是电磁感应现象
B.实验装置中的甲装置把电能转化为机械能
C.实验装置中的乙装置产生的现象在生活中的应用是发电机
D.若将导体ab水平用力向左移动，导体cd的运动方向不变
11.在如图1所示的实验装置中，用棉线将铜棒ab悬挂于磁铁N、S极之间，铜棒的两端通过导线连接到电流表上。当ab做切割磁感线运动时，能观察到电流表的指针发生偏转。利用这一现象所揭示的原理，可制成的设备是（ 　）
A.电流表 B.电动机
C.发电机 D.电磁继电器
12.如图所示的四个装置，以下关于它们的说法中错误的是（　　 ）


A.图a可用来演示电磁感应现象
B.图b可用来演示电流的磁效应
C.图c可用来演示电磁铁中线圈匝数与磁性强弱的关系
D.图d可用来演示发电机的工作原理
14.物理知识广泛应用于生产和生活实际中，如图所示的器具应用的电磁感应现象的是（　 　）
A.电磁起重机 B.动圈式话筒
C.动圈式扬声器 D.条形码扫描器

七、板书设计
第5节 磁生电
1、什么情况下磁能生电
电磁感应；感应电流。
2、发电机
（1）原理：电感感应现象；（2）构造：转子和定子两部分组成。
（3）交流电： （4）交流电：
（5）实际发电机的构造和能量转化