2019-2020年八年级科学下册 第2讲 电与磁教案 浙教版

2019-2020年八年级科学下册第2讲电与磁教案浙教版授课日期××年××月××日时间 A / B / C / D / E / F段主题电与磁2
教学内容
（一）学习目标：
1、理解电磁感应现象及产生感应电流的条件，理解电磁感应现象中的能量转化。

2、通过控制变量法研究影响感应电流大小的因素。

3、理解感应电流的方向与哪些因素有关。

4、理解交流发电机的工作原理。

5、理解交流电和直流电的区别，大型交流发电机的组成以及我国交流电的周期和频率。

6、理解家庭电路的组成，知道测电笔的结构和使用方法。

7、知道保险丝的作用，会选用保险丝。

8、知道断路器的作用和工作原理。

（二）重难点分析：
重点：理解电磁感应现象及产生感应电流的条件，理解电磁感应现象中的能量转化。

理解家庭电路的组成以及各部分结构的功能。

难点：通过控制变量法研究影响感应电流大小的因素。

理解触电事故的发生、原因以及安全用电的原则。

电磁感应：
1、磁生电实验分析：
【实验】将一根导体放入磁场中，导体和电流表串联成一个闭合回路。

然后让导体在磁场中运动。

①回顾产生持续电流的条件，一是需要电源，二是电路要闭合。

怎样才能知道电路中有电流呢？
——显然需要一个电流表。

因为获得的感应电流较小，所以采用测量微小电流的灵敏电流计较好。

②怎样才能从磁场中获得电流呢？按照不同的实验方案可得出下表：
操作方法
现象
（观察电流表）说明
将电路中的一部分导体垂直磁感线
放在磁场中
导体不动指针不偏转无电流产生
导体沿着磁感线方向运动指针不偏转无电流产生
导体逆着磁感线方向运动指针不偏转无电流产生
导体垂直磁感线方向向右运动指针偏转，方向相反有电流产生
导体垂直磁感线方向向左运动指针偏转，方向相反有电流产生
2、电磁感应——闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应。

产生的电流叫感应电流。

电磁感应现象首先由英国物理学家法拉第发现。

③若电路不闭合，重复上述实验，有什么现象？
——电路中没有感应电流。

3、电路不闭合，当导体做切割磁感线运动时，没有感应电流，但是导体中却有感应电压。

4、产生感应电流的条件：电路闭合且一部分导体做切割磁感线运动。

5、【讨论】感应电流的方向与导体切割磁感线方向之间的关系
在实验中，同学们有没有发现灵敏电流计的指针左右偏转，这说明了什么？
——说明电流的方向发生了改变。

那么，感应电流的方向与什么因素有关呢？下表可表示它们之间的关系：
闭合电路的一部分导体在磁场中磁极位置电流表指针偏转方向
向右切割磁感线N上S下向左偏转
向左切割磁感线N上S下向右偏转
向右切割磁感线N下S上向右偏转
向左切割磁感线N下S上向左偏转
感应电流的方向与导体切割磁感线的方向、磁场的方向有关。

用右手定则可以形象地表示三者的关系：伸开右手，使大拇指跟四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，大拇指指向导体运动的方向，那么，其余伸开的四指所指的方向就是感应电流的方向。

（注意：在三个方向中，只要知道其中任意两个方向就可以确定第三个方向。

）
6、电磁感应现象中的能量变化：用机械力移动导体，消耗了机械能，却在闭合电路中产生了电能。

即机械能转化为电能。

【探究】感应电流的大小与哪些因素有关
猜测：①导线切割磁感线运动的速度大小；②导线切割磁感线运动的速度方向；③永磁铁的磁场强度；
磁感线的导线的有效长度；等等。

实验设计和验证：控制变量法
实验结论：导线切割磁感线运动的速度大，电流大；永磁铁的磁场强度大，电流大；切割导线的条数多，电流大；切割磁感线的导线的有效长度长，电流大。

感应电流的大小与导线切割磁感线运动的速度方向也有关。

【典型例题】
例1：如图所示的四个演示实验中，能够说明发电机原理的是（）
解析：本题关键在于考查同学们对课本上常规实验的理解，A图证明了直线电流能产生磁场；B图中有电源，是电动机的模型图；C图没有电源，是电磁感应现象，即发电机的原理图；D图中有电源，是电动机的工作原理图，即通电导体在磁场中受到力的作用。

答案：C
例2：如图所示，在磁场中悬挂一根导体，把它的两端通过开关跟电流表连接起来。

依次进行如下实验，在横线上填写“偏转”或“不偏转”。

（1）导体不动，闭合开关，电流表指针____________。

（2）换用强磁体，使磁场强度大大增强，仍保持导体不动，闭合开关，电流表指针____________。

（3）闭合开关，使导体在磁场中沿竖直方向上下运动，电流表的指针____________。

解析：本题考查产生感应电流的条件，第一问导体不动，没有切割磁感线，说明没有产生感应电流，所以电流表指针不偏转；第二问导体仍不动，不管磁体的磁场有多强，仍然不能产生感应电流，所以电流表指针不偏转；第三问因为磁场方向是竖直方向，所以使导体在磁场中沿竖直方向上下运动，仍然是没有切割磁感线，说明没有产生感应电流，所以电流表指针不偏转。

答案：都是不偏转
例3：如下图中a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，它在磁场中运动方向如图所示。

导体中不能产生感应电流的是（）
A B C D
解析：本题重在考查形成感应电流的条件，因为a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，所以只要导体a做切割磁感线运动，在导体中就一定会产生感应电流，A图中导体的运动方向和磁感线的方向在一条直线上，没有切割磁感线，所以没有感应电流。

其
他图中的导体都在做切割磁感线运动，注意B图和D图是斜切，C图是垂直切，都有感应电流产生。

答案：A
例4：图中，“○”表示闭合电路的一部分导体在磁场中的横截面，箭头表示导体的运动方向。

在下列四幅图中，导体中能产生感应电流的是（）
解析：这道题综合考查同学们对电磁铁的磁场方向和产生感应电流条件的理解。

A图和C图中导体运动方向和磁感线的方向平行，显然没有切割磁感线，所以不产生感应电流。

B图中的铁芯被磁化后相当于蹄形磁体，且上端为S极，下端为N极，两极之间的磁感线由下至上平行分布，而导体运动方向与磁感线方向平行，没有切割磁感线，所以不产生感应电流。

D图中的电磁铁右端为N极，左端为S极，磁感线从右到左分布，而导体运动方向是从上到下，所以导体切割磁感线，能产生感应电流。

答案：D
【知识点1】交流发电机的工作原理：
1、回顾学校课堂上老师演示的手摇发电机的发电过程，电流表的指针左右摆动，小灯泡发光。

——说明发电机产生电流的方向是不断变化的。

【设问】那么电流是怎样产生的呢？
1、矩形线圈、圆环、电刷、电流表组成了闭合电路。

当线圈在磁场中转动时，切割磁感线，线圈中产生感应电流。

2、分析线圈运动到几个特殊位置时产生感应电流的情况：
交流发电机工作原理
本图是发电机的整个工作工程的分解图。

图上abcd为线圈，A、B为电刷，L、K为铜滑环。

当线圈平面和磁感线垂直时，线圈两边的运动方向和磁感线平行，不切割磁感线，线圈上无感应电流。

当线圈平面和磁感线平行时，线圈两边的运动方向和磁感线垂直，切割磁感线，线圈上有感应电流。

（注意两次的切割磁感线方向及电流方向的改变）
3、线圈在磁场转动一周，感应电流方向改变两次；线圈不断转动，则感应电流方向不断作周期性变化。

这种周期性改变方向的电流就是交流电。

交流电跟我们从电池得到的电流有所不同，从电池得到的电流的方向不变，通常叫做直流电。

4、实际使用的大型交流发电机结构与模型有所不同，但仍是由转子和定子两部分组成。

一般采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电。

为了得到较强的磁场，还要用电磁铁代替永磁体。

5、我国供生产、生活用的交流电的周期是0.02秒，频率为50赫兹，即发电机线圈转一周用0.02秒，1秒内线圈转50周，每秒出现50个周期，电流方向改变100次。

6、发电机与电动机的结构本质上是一样的，都是由定子和转子组成，因此用机械动力旋转电动机的轴（转子）也可用来作发电机。

【典型例题】
例1：小明将微型电风扇与小灯泡按如图所示的电路连接并进行实验，用手快速拨动风扇叶片，这时发现小灯泡发光，微型电风扇居然变成了“发电机”。

关于该实验，下列说法正确的是（）
A. 电风扇发电的原理是电磁感应
B. 电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用
C. 电风扇发电过程是把电能转化为机械能
D. 小灯泡发光是把光能转化为电能
解析：本题主要考查同学们对于发电机的工作原理的理解，拨动风扇叶片就带动转子转动，消耗了机械能，灯泡发光说明得到了电能，这就是发电机，而发电机的工作原理是电磁感应。

答案：A
例2：在学校实验室开放时. 同学们对手摇发电机非常感兴趣，他们想：发电机产生感应电流大小跟哪些因素有关呢？于是他们开展了探究，以下是他们所用的发电机和实验记录表：
（1）根据表格可知，他们准备研究发电机产生感应电流的大小是否与有关。

（2）手摇发电机在发电时将能转化为电能。

（3）他们根据小灯泡的亮度来判断电路中感应电流的大小，像这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”。

下列方法属于“转换法”的是（填序号）
①根据磁铁吸引大头针的多少来判断磁铁磁性的强弱；
②根据能否进行新陈代谢来区分生物与非生物；
③根据纯净物中元素种类的多少来区分单质与化合物。

（4）判断电流大小，除了借助小灯泡观察之外，实验室常用表来测量。

解析：本题综合考查了电磁学的很多知识点，难度虽然不大，但同学们解答时要细心。

第一问从表格中可以直接看出是与线圈转速和线圈转向有关；第二问考查发电机是把机械能转化为电能的装置；第三问同学们要根据题目所给“转换法”的概念来答题，比较容易看出①根据磁铁吸引大头针的多少来判断磁铁磁性的强弱，运用了“转换法”；第四问考查测量电流大小的仪器是电流表。

答案：（1）线圈转速和线圈转向（只写一个不给分）
（2）机械（动）（3）① （4）电流
例3：如图所示，将一根条形磁铁插入线圈时，与之相连的灵敏电流计的指针会发生偏转。

在这个闭合电路中，________相当于电源，这一现象中能量的转化情况是_______________。

解析：本题考查同学们对各种发电机模型的识别，当条形磁铁插入线圈时，线圈就会切割条形磁铁的磁感线，而与线圈相连的又是闭合回路，因为能产生感应电流，而电流是从线圈中流出的，所以线圈相当于电源，整个过程中的能量转化就是发电的过程，所以是把机械能转化为电能。

答案：线圈机械能转化为电能。

例4：如图所示的发电机工作原理图中，放在水平方向磁场中的矩形线圈逆时针方向转动，当转动到甲图位置时，由于线圈______磁感线，因而电路中______，当转到乙、丁两图的位置时，由于ab边切割磁感线的方
解析：本题综合考查同学们对发电机模型的识别与理解。

当矩形线圈转动到甲图位置时，由于线圈没有切割磁感线，因而电路中没有感应电流。

当转到乙、丁两图的位置时，由于ab边切割磁感线的方向在乙图位置是向下，在丁图位置是向上，方向正好相反，因而外电路中的电流方向也相反。

答案：没有切割没有电流相反相反。

【知识点2】家庭用电：
（一）家庭电路
1. 家庭电路的组成：进户线和连接导线（电源——火线、零线）、电能表、闸刀开关、断路器、插座等。

2. 电源：火线和零线，两线之间正常电压为220伏。

辨别的方法可用测电笔。

3. 测电笔（如图所示）：
构造：笔尖金属体、氖管、大电阻（约1000千欧）、弹簧、笔尾金属体。

作用：辨别火线和零线。

能使氖管发光的是火线，不能使氖管发光的是零线。

原理：当笔尖金属体接触火线时，220伏的电压加在测电笔和人体构成的串联电路上，通过人体和氖管的电流为220伏/1000千欧＝0.22毫安，这个电流可以使氖管发光，但对人体是没有危害的。

使用方法：用手（食指尖或虎口）接触笔尾金属体，用笔尖金属体接触电线（或与电线连接的导体）。

4. 电能表：铭牌：220V 5（20）A 意义：正常使用电压为220伏，标定电流为5安，最大允许通过电流为20安。

5. 熔断器和断路器：保护装置。

当电路中通过的电流过大时，会损坏用电器，严重时会引起火灾，故需保护装置。

（二）熔断器
下图所示为各种熔断器
1. 分类：封闭管式熔断器（一般装在电器设备上）：保险丝装在封闭的玻璃管内。

敞开插入式熔断器：保险丝装在盒盖上。

2. 共同点：当电路中通过的电流过大时，保险丝会自动熔断。

3. 保险丝：材料——由熔点较低的金属合金制成。

规格不同的保险丝，通常有不同的额定电流。

4. 保险丝的选用原则：应使保险丝的额定电流等于或稍大于电路中正常工作时的电流。

【问题】
1. 能否用铁丝或铜丝来替代保险丝？
——不能，因为当电流过大时，铁丝或铜丝一般不会熔断，容易发生事故。

2. 如果选用的保险丝额定电流太大或太小会怎样？
——额定电流太大时，起不到保险的作用。

太小，则会影响用电器正常工作。

3. 熔断器应装在火线上还是零线上？为什么？
——火线上必须安装，也可以火线和零线上同时安装。

这样才能真正起到保护的作用。

（三）断路器
1. 作用：替代闸刀开关和熔断器。

当通过的电流达到额定值的一定倍数时断路器可以在几分钟或几秒钟内自动切断电路，从而避免了因电路过载或短路所造成的不良后果。

2. 连接：一般接在火线上。

3. 断路器的工作原理：
（1）利用双金属片的热胀系数不同，在电流过大时向同一个方向弯曲，从而达到切断电路的目的（见课本图示）。

（2）利用电磁铁的磁性，当电流过大时，电磁铁的磁性增强，吸引移动接触器脱离静态接触器，从而达到切断电路的目的（如下图所示）。

（四）插座
两孔插座：一孔为火线，另一孔为零线（一般是左边接零线，右边接火线）。

使用时只要把两脚插头插入插孔即可。

三孔插座：火线孔、零线孔、接地孔（一般是左边接零线，右边接火线，上边接地线）。

与接地孔相应的那个插脚接在用电器的金属外壳，与大地相连。

固定式插座：如上图所示，一般固定在墙壁上。

移动式插座：如下图所示，一般能自由移动，通过插头与固定式插座相连接。

【讨论】为什么使用功率较大的用电器时，都是用三脚插座？
——当发生漏电事故时，电流会经过金属外壳由接地线进入大地，而不会经过人体，从而起到保护作用。

（五）实验：安装和研究楼梯灯线路。

为了安全，在火线位置加装熔断器或断路器就可以了。

基本电路图如下：
【典型例题】
例1. 无需电源电压的转换设备，能直接在家庭电路220伏电压下正常工作的用电器是（）
A. 手机
B. 手电筒
C. 电视机
D. 电视机遥控器
解析：本题关键在于考查同学们对于电学常识的了解。

电视机的插头可以直接插在220伏的家庭电路中使用，而手机、手电筒和电视机遥控器则只能在低压干电池或蓄电池上使用。

所以选择答案C。

答案：C
例2. 如图所示是小科家部分线路连接图。

当小科用测电笔接触插座的右孔时，氖管发光，可知右孔内的电线与进户线中的线相连接；当闭合开关S，灯L在刚亮的瞬间熄灭，而室内其他用电器仍正常工作，则灯L处电路（填“开路”或“短路”）。

解析：本题考查同学们对家庭电路组成的理解。

当小科用测电笔接触插座的右孔时，氖管发光，说明这时测电笔接触的是进户线的火线。

当闭合开关S，灯L在刚亮的瞬间熄灭，说明灯L短路或开路，而室内其他用电器仍正常工作，说明不是短路，否则其他用电器也无法正常工作，由此得出灯L处电路开路。

答案：火开路
例3. 学校电工要给教室安装一个三孔插座（如图），其中接地的孔是（）
A. a
B. b
C. c
D. a和b
解析：这道题考查同学们对三孔插座的连接的理解。

根据我们所学的知识点，应该知道上面的孔a接地线，左边的孔b接零线，右边的孔c接火线。

答案：A
【知识点3】电的安全使用：
一、安全电流和电压
1. 用电不当的危害：引起触电，损坏电器设备和引发火灾。

【设问】人的两手接触一节干电池的正负极，会不会触电？为什么？
——不会，因为通过人体的电流太小。

2. 触电：是指通过人体的电流达到一定值时对人体产生伤害的事故。

【阅读下表】电流值与相应的人体反应：
100—200微安对人体无害，医院电疗时能用来治病
1毫安使人产生麻的感觉
10毫安使人产生触电感觉，但人可以挣脱
超过30毫安使人感到剧痛，产生神经麻木，呼吸困难的症状，有生命危险
100毫安短时间内使人心跳停止
结论：极小的电流（100－200微安）可以用来治病。

通过人体的电流越大，从触电到死亡的时间越短。

因为人体电阻并不是一个固定值，所以，不同的人触电死亡的电压是不同的。

一般情况下，36伏以下的电压才是安全的。

但在潮湿环境下，人体电阻变小，安全电压也会变小，故应在24伏甚至12伏以下。

【介绍】部分国家规定的安全电压
日本－30伏，德国、英国、法国－24伏，荷兰－50伏，美国－25伏，瑞士－36伏，比利时－35伏。

（二）触电事故
照明电路的电压是220伏，动力电路的电压是380伏，远远超过安全电压。

1. 【读图】
如图甲所示：说明人同时接触火线和零线，会构成回路而触电。

人相当于一个电阻接入电路。

如图乙所示：人站在地上，手接触火线触电。

这是因为人体跟火线和大地构成一个回路，造成大的电流通过人体，从而产生触电。

2. 高压触电：高压线或高压设备的电压常达几十千伏甚至几百千伏，人体虽然没有直接接触它，但只要靠近它也会触电。

常见的高压触电方式有以下两种（作为知识拓展）：跨步电压触电（如左下图所示）和高压电弧触电（如下图右图所示）。

（三）安全用电原则
不接触低压带电体（安全电压的带电体除外），不靠近高压带电体。

【典型例题】
例1. 洗衣机、电冰箱、电脑等许多家用电器均使用三脚插头与电源插座连接，如图所示。

细心观察可以发现，三脚插头中与用电器金属外壳连接的那个插脚比另外两个插脚要稍长。

这样的设计主要考虑下列哪一因素（）
A. 使插头的造型更美观
B. 插入插座中可更稳固
C. 有利于识别火线和零线插脚
D. 插入插座时，可确保用电器外壳先接地
解析：本题主要考查同学们对于接地线的理解。

在火线、零线和地线中，地线先接地是最安全的，所以三脚插头中与用电器金属外壳连接的那个插脚比另外两个插脚要稍长，就能做到地线先接地，达到了安全用电的目的。

答案：D
例2, 下列做法中符合安全用电原则的是（）
解析：本题综合考查了安全用电的知识点。

A. 在缠在电线上的铁丝上晾衣服，B. 在高压线附近放风筝，D. 湿手按开关都有可能造成触电事故。

而C. 把用电器金属外壳接地符合安全用电原则。

答案：C
例3. 下列有关家庭用电的说法中正确的是（）
A. 人站在地上用手接触火线是非常危险的
B. 使用测电笔时，不可用手接触笔尾金属体
C. 大功率用电器的金属外壳不必接地
D. 选用的保险丝的额定电流越大越安全
解析：A. 人站在地上用手接触火线是非常危险的，这一说法是正确的。

B. 使用测电笔时，不可用手接触笔尾金属体，这样就不可能使氖管发光，无法检查电路。

C. 大功率用电器的金属外壳不必接地，这是错误的，这样做达不到安全用电的目的。

D. 选用的保险丝的额定电流越大越安全，这是错误的，达不到保险的目的。

答案：A
1. 以下关于电磁感应现象的说法正确的是（）
A. 导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中一定会产生感应电流。

B. 感应电流的方向由磁场方向和导体的运动方向来决定。

C. 导体在磁场中运动就会产生感应电流。

D. 电磁感应现象的重要应用之一是制成了发电机。

答案：D
2. 导体在磁场里做切割磁感线运动时（）
A. 一定产生感应电流
B. 一定不产生感应电流
C. 若电路是闭合的，会产生感应电流
D. 无法确定
答案：C
3. 磁场中悬挂一根直导线，导线的两端分别连接在电流表○G的两个接线柱上，组成一个闭合电路，如图所示，当导线沿着图示的方向运动时，有两个运动方向能使电流表指针偏转，这两个运动方向是（）
A.向右或向左
B. 向上或向下
C. 向左或向上
D. 向右或向下
答案：A
4. 关于交流发电机中的电流, 下列正确的说法是（）
A. 线圈中产生的电流是直流电, 而供给外部电路的电流是交流电。

B. 线圈中产生的电流是直流电, 而供给外部电路的电流也是直流电。

C. 线圈中产生的电流是交流电, 而供给外部电路的电流是直流电。

D. 线圈中产生的电流是交流电, 而供给外部电路的电流仍是交流电。

答案：D
5. 在家庭电路中，下列安装方法正确的是（）
A. 三孔插座中，一孔接火线，一孔接零线，一孔接地线
B. 开关可以接在火线上，也可以接在零线上
C. 保险丝只可以接在零线上
D. 保险丝用铜线代替会更保险
答案;A
6. 现需在插座上连入一大功率用电器，并单独配置一根保险丝，下列连接正确的图是（）
答案：A
7. 如图所示，闭合开关S后，发现电灯L不亮，且保险丝没有熔断。

某同学用测电笔测试灯头的两根电线C和D时，发现这两处都能使测电笔的氖管发光，再用测电笔测试火线A和零线B时，氖管在测火线A时能发光，在测零线B时不发光。

那么可以判定故障是（）
A. 火线和零线短路
B. 电灯L短路
C. 电线AC段某处断路
D. 电线BD段某处断路
答案：D
8. 当危险发生时，以下应急措施正确的是（）
A. 地震发生时，在底楼的同学快速跑到空旷的地方
B. 火灾发生时，打开所有门窗通风
C. 煤气泄漏时，打开电灯检查漏气管道
D. 发现有人触电时，立即用手把触电者拉开
答案：A
9. 发现有人触电后，应采取的正确措施是（）
A. 赶快把触电人拉离电源
B. 赶快去喊电工来处理
C. 赶快用剪刀剪断电源线
D. 赶快用绝缘物体使触电人脱离电线
答案：D
10. 下列做法中，符合安全用电原则的是（）
A. 用铜丝代替保险丝
B. 用湿抹布擦正在发光的电灯泡
C. 在已通电的电线上晾晒衣服
D. 家用电器金属外壳要接地
答案：D。