磁生电 精品教案(大赛一等奖作品)

合作探究
探究点一焦耳定律的综合计算
活动1：出示课件，展示问题：首先让学生讨论、分析出思路，然后再交流，得出答案。
典例1（2014•眉山）某校师生自制一台电烘箱而设计的简化电路图及技术参数如下，R1和R2均为电热丝且电阻值恒定．
额定电压
220V
正常工作电流
高温档
5A
低温档
2A
根据师生们的设计，求：
（1）电烘箱在高温档正常工作时每分钟可产生的热量．
总结：
（1）能量转化：机械能转化为电能
（2）应用：发电机、变压器、动圈式话筒
探究点二发电机
活动1：老师出示发电机模型。把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来，当摇动手柄使线圈在磁场中快速转动，观察到什么？用电流表换下小灯泡，缓慢摇动大轮，观察电流表的指针发生了怎样的变化。
总结：灯泡会发光，换为电流表时，会观察到电流表指针左右摆动。
（2）电热丝R1的阻值．
（3）电烘箱在低温档时正常工作时，R2的功率．
思路导引：
（1）利用公式P= 是否可以分析电路图中低温档和高温档的电路图。
（2）能否正确的选择出公式进行计算。
格式：
解：（1）高温档时，只R1接入电路，由机器铭牌可知，电流为5A，电压为220V，
则Q=W=UI高t=220V×5A×60s=66000J；
典例2小明家搞装修，为了美观，想把所有电线都埋藏在墙壁里（俗称走暗线）．小明在查阅有关资料时了解到：埋藏在墙壁里的电线，要整条铺设，不能在墙壁里中途接驳．请你运用电学的相关知识解释其道理．（提示：导线接驳处的电阻增大）
思路：由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比．导线接驳处与其他导线串联在电路中，通电时间是相同的，而导线接驳处电阻比较大，由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多，据此分析。
活动3：展示自己组的实验探究现象：
归纳总结：
（1）定义：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，在导体中就会有电流产生，这种现象叫电磁感应现象。产生的电流叫感应电流。
（2）产生感应电流的条件
①电路必须是闭合的；②磁场中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
活动4：那么要想改变产生感应电流的方向，应该如何操作？自己进行实验验证。
第5节磁生电
教学目标
知识要点
课标要求
1．电磁感应现象
通过实验，探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件；了解电磁感应在生活、生产中的应用。
2．发电机
了解发电机的原理，知道发电机工作过程中的能量转化。
新课引入
国外科研人员设计了一种“能量采集船”，如图所示，在船的两侧附着可触及水面的旋转“工作臂”，每只“工作臂”的底端装有一只手掌状的、紧贴水面的浮标．当波浪引起浮标上下浮动时，工作臂就前后移动，获得电能储存起来．你知道这种“能量采集船”的工作原理吗？
活动2：学生根据桌面上的发电机，试着分析出发电机的构造。它是由磁体、线圈、滑环、电刷组成。与电动机相似，但没有电动机的换向器。
活动3：结合手中的发电机，让其工作，试着分析活动1中电流表指针来回偏转的原因。
总结：当线圈在外力的带动下在磁场中转动时，线圈的两个边分别切割磁感线，且切割的方向不同，所以它们主生的感应电流方向也不同，这正好使线圈沿着某一个方向向外流出电流。
板书设计
第5节磁生电
教学反思
电磁感应现象本身既是电学部分重点又是难点，需要引导学生在复习奥斯特电生磁的基础上，迁移类比研究产生电磁感应现象的条件，让学生通过科学探究，认识电磁感应现象，体会实验探索的艰辛，进一步提高科学探究能力，学习科学家执着探究科学真理的精神，在整个探究过程中培养学生对比、逆向思维、空间想象、抽象概括等方法，培养学生热爱科学坚韧不拔的优秀科学品质。
第2课时焦耳定律的综合应用
教学1．焦耳定律的综合计算
能够利用电能、电功率、焦耳定律的表达式进行综合计算，明确每一个公式的使用条件
2．焦耳定律在生活中的应用
能用焦耳定律的知识来解释生活中的现象，分析相关的问题
新课引入
出示课件，展示问题：
过春节的时候，爸爸送给小涵一个如图所示的电动玩具汽车，一段时间后，小涵在玩耍时不小心将玩具车的电动机卡住无法转动了，且很快就闻到了焦糊味道，你能够解释这种现象吗？这节课我们就为大家来解决这个问题。
合作探究
探究点一什么情况下磁能生电
活动1：通电导线在磁场中会受到力的作用，从而使导体发生了运动，那么反过来，如果让导体在磁场中先运动，导体中会不会产生电流呢？如何设计实验来进行验证？学生交流、发言。
总结：按照如图所示进行实验，让导体在磁场中运动，观察灵敏电流计的指针是否发生偏转。
活动2：学生根据实验装置进行实验验证：
活动5：展示自己的探究实验现象，并归纳总结。
实验现象：
归纳总结：导体中感应电流的方向跟导体运动方向和磁感线方向有关，只要导体切割磁感线的方向和磁感线的方向中的任何一个改变，就会使原来的感应电流的方向发生变化。
活动6：根据感应电流产生的条件，试着分析一下此过程中能量的转化情况，在生活中的应用。学生交流、讨论，阐明自己的观点。
【自主解答】
归纳总结：在分析用电器的多档位问题时，主要明确，高温档是功率最大，低温档时功率最小，但用电器无论是处于高温档还是低温档，用电器接入电路的电压是一定的，故将分析档位问题转化为分析电阻问题．再结合欧姆定律、电功率的有关计算公式展开分析，得出答案．
探究点二利用焦耳定律解释生活现象
活动1：出示课件，展示问题，让学生交流、讨论阐明每一个小组的解题思路。
当线圈转过图中的这个位置时，两边切割磁感线的方向变成了倾斜的方向，使得切割磁感线的条数减少，故产生的感应电流也减小，所以出现一大一小的指针摆动现象。当线圈转过了180度以后，线圈的每条边的运动方向正好相反，故它们产生感应电流的方向也会相反，所以还会出现电流表指针方向一会儿向左偏一会儿向右偏的现象。
活动4：自学课本P140，找出什么是交流电，我国照明用电的频率和周期各是多少？
解答：在家庭电路中，导线接驳处因接触不良，该处的电阻较大，因为导线接驳处与其他导线串联在电路中，所以通过的电流相等、通电时间相等，由公式Q=I2Rt可知接驳处产生的热量较多，往往比别处更容易发热，甚至引起火灾。
归纳总结：利用焦耳定律来解释生活中的相关现象时，首先从题意中获取信息，找出题意中的变量和定量，结合公式Q=I2Rt展开分析。
总结：
（1）概念：线圈转动一周，电流方向变化两次，所发发电机发出的电流方向是周期性变化的，我们把周期性改变方向的电流叫交电流，简称交流。
（2）频率：在交流电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率；频率的单位是赫兹，简称赫，符号为Hz，线圈转动一周所用的时间叫周期。我国照明用电的频率是50Hz，周期是0.02秒。
步骤：
（1）闭合开关，让直导线在蹄形磁体的磁场中静止，换用不同强度的磁体，观察电流表指针偏转情况；
（2）闭合开关，让直导线在蹄形磁体中上、下运动，观察电流表指针偏转情况；
（3）闭合开关，将直导线在磁场中左右运动，观察电流表指针偏转情况；
（4）开关断开，将直导线在磁场中左右运动，观察电流表指针偏转情况。
板书设计
第2课时 焦耳定律的综合应用
教学反思
本节课是焦耳定律内容的延伸，故在授课的过程中我采用利用焦耳定律来解决生活中的实际问题导入新课，让学生领悟出生活中的物理知识。然后切入主题。从电路的多档位问题应用入手，在处理综合计算问题时，我首先出示例题，让学生在思维与思维的碰撞中得出解答问题的思路。总结出解答问题的方法技巧。为了使学生对知识应用自如，我还设置了拓宽延伸的试题，让学生在利用焦耳定律的同时，体会到生活中的物理。由于这节内容的是一个难点，导致在处理例题的计算时，不能够全面的照顾到每一位同学，使得有些同学还存在一知半解的状况，希望在以后的教学中注意这一方面。
（1）请指出电热水器的高、中档功率分别是多少瓦．（不必写出推导过程）
（2）小林选用某功率档加热水箱里的50L水，水温升高40℃用了40min，求此过程电热水器的效率。[水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）]
【点拨】（1）当S1断开，S2接b时，两加热管电阻串联；当S1闭合，S2接a时，加热管电阻并联；当S1闭合，S2接b时，电路为一根加热管电阻的简单电路；根据电阻的串并和P= 求出电热水器的高、中档功率；（2）知道水的体积，根据密度公式求出水的质量，根据Q吸=cm△t求出水吸收的热量，根据W=Q吸=Pt求出不计热量损失时的加热功率然后确定加热档位，再根据W=Pt求出消耗的电能，利用η= ×100%求出过程电热水器的效率。
（2）高温档时，由欧姆定律得：R1= =44Ω；
（3）低温档时，两电阻为串联，低温档总功率：
P=UI低=220V×2A=440W，
R1的功率P1=I低2R=（2A）2×44Ω=176W；
所以P2=P-P1=440W-176W=264W．
拓宽延伸：（2014•厦门）如图是小林家里电热水器的工作原理图，两根加热管电阻相同．电热水器功率有高、中、低三档．当S1断开，S2接b时，其功率为低档，大小为1000W．