第8章 电磁相互作用及应用剖析

九年级物理（教科版）上册教学设计第八章电磁相互作用及应用目录1 电磁感应现象 (1)第一课时 (1)第二课时 (4)2 磁场对电流的作用 (7)第一课时 (7)第二课时 (11)3 电话和传感器 (14)1 电磁感应现象第一课时教学目标1.掌握电磁感应现象的内容，理解产生感应电流的条件。

2.掌握影响感应电流方向的因素，并了解右手定则。

3.了解影响感应电流大小的因素。

教学重难点重点：电磁感应现象的内容。

难点：产生感应电流的条件。

教学过程一、新课引入：既然电流能产生磁场，那么能否利用磁场来产生电流呢？二、电磁感应发现时间：1831年，英国物理学家法拉第经过10年的探索，终于发现了利用磁场产生电流的条件和规律，导致了发电机、电动机和变压器的相继问世，使人类社会进入了电气化时代。

三、实验探究：导体在磁场中产生电流的条件结合课本P124“实验探究”完成1.电磁感应现象的内容：闭合电路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，所产生的电流叫做感应电流。

2.正确理解电磁感应现象的内容“闭合电路的一部分导体做切割磁感线的运动”，这句话包含两层意思：（1）①电路应该是闭合的，而不是断开的；②要有一部分导体做切割磁感线的运动。

注意切割磁感线的导体一定是闭合电路的一部分，而不是整个电路。

（2）“做切割磁感线的运动”，①所谓切割磁感线，类似于切菜，垂直地切割或斜着切割都可以。

这就是说，导体的运动方向一定与磁感线成一定角度，不能与磁感线平行，否则无法切割磁感线；②“切割磁感线运动”指的是导体与磁场的相对运动，磁场不运动，导体运动时，导体能切割磁感线；导体不运动，磁场运动时，导体也能切割磁感线，同样能产生感应电流。

3.感应电流的产生条件：（1）闭合电路的一部分导体；（2）该部分导体在磁场中做切割磁感线运动。

二者缺一不可。

4.在电磁感应现象中，机械能转化为电能。

5.问题一：为什么实验中使用灵敏电流表而非一般电流表？（①因为灵敏电流表的零刻线在中间，可以左右摆动，表明流过电流表的电流方向可以反向；②实验中产生的电流很小，一般的电流表不容易测出）问题二：为什么必须组成一个闭合电路？（当电路不闭合，导体在做切割磁感线运动时，在它的两端会产生电压，但由于电路不是闭合的，所以在电路中没有电流产生）6.练习：表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，它在磁场中按如下图所示的方向运动时，在哪种情况下会产生感应电流？甲乙丙丁四、感应电流的方向1.结论：在电磁感应现象中，感应电流的方向与导体切割磁感线的方向及磁场方向有关。

2.理解：若导体切割磁感线运动的方向或磁场方向中，有一个方向变为原来的相反方向时，感应电流的方向也随之改变；若导体切割磁感线运动的方向和磁场方向同时变为原来的相反方向时，感应电流的方向不变。

3.练习：如下图所示，甲图中闭合电路的一部分导体在磁场中沿箭头所示方向运动，导体中的感应电流方向垂直于纸面向里，乙图中改变导体的运动方向，感应电流的方向如何？丙图中丙对调两磁极的位置，感应电流的方向又如何？甲乙丙4.右手定则右手定则是用来确定感应电流方向与磁感线方向、导体的运动方向之间的关系的，它的内容是：伸开右手，让大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，大拇指指向导体运动的方向，其余四指的指向就是感应电流的方向。

五、感应电流的大小感应电流的大小与磁场强弱、导体切割磁感线的速度、在磁场中导体长度（线圈的匝数）及导体运动方向与磁感线方向的夹角均有关。

磁场越强，导体切割磁感线的速度越大，磁场中的导体越长，导体运动方向与磁感线方向夹角越接近90°，感应电流越大。

六、小结七、作业设计第二课时教学目标1.掌握发电机的构造、工作原理及能量转化。

2.了解发电机的工作过程。

3.了解交流电与直流电。

教学重难点重点：发电机的构造、工作原理及能量转化。

难点：发电机的工作过程。

教学过程一、复习：感应电流产生的条件、方向与大小。

二、新课引入：由课本P126“动手做”完成。

三、发电机1.工作原理：发电机是依据电磁感应现象来发电的。

2.能量转化：机械能转化为电能。

3.构造：主要由定子（不动部分）和转子（转动部分）组成。

拓展：（1）我们学习的发电机模型由永磁体和线圈组成，采用磁体不动线圈转动的方式；而实际的大型发电机采用线圈不动、磁极旋转的方式发电，这种发电机叫做旋转磁极式发电机。

（2）发电机中，为了得到较强的磁场，还要用电磁铁代替永磁体。

4.工作过程（如课本P127图8-1-7所示）（1）线圈转到此位置时，线圈不切割磁感线，电路中没有电流。

如第1图。

（2）线圈从图1位置匀速转到图2位置的过程中，线圈一边向下、一边向上切割磁感线，线圈中产生逐渐增大的感应电流，且在图2位置时，电流最大。

（3）线圈从图2位置匀速转到图3位置的过程中，线圈中产生逐渐减小的感应电流，当处于图3位置时，线圈不切割磁感线，电路中没有感应电流。

（4）线圈由图3匀速转到图4位置的过程中，线圈两边切割磁感线，线圈中产生逐渐增大的感应电流，且在图4位置时，电流最大。

电流方向与图2相反。

（5）当线圈由图4匀速转到图5所示的位置过程中，线圈中产生逐渐减小的感应电流，当处于图5位置时，线圈不切割磁感线，电路中没有感应电流。

由图可知，在线圈转动前半周时，外部电路中的电流方向与后半周时相反。

发电机不停地重复上面的过程。

随着线圈的转动，发电机中产生的感应电流的大小和方向呈周期性变化，形成交流电。

四、交流电1.随着线圈的转动，发电机产生的感应电流的大小和方向也在周期性地变化，这样的电流叫做交变电流，简称交流电。

2.在交变电流中，电流在1S内完成周期性变化的次数叫做频率，单位是赫兹。

我国电网的交流电周期为0.02s，频率是50Hz，其意义是发电机线圈转一周所用时间为0.02s,1s内线圈转50周。

因为线圈每转一周电流方向改变两次，所以，频率为50Hz的交流电1s内电流方向改变100次。

3.拓展：直流电电流方向不随时间而改变的电流叫做直流电。

例如从干电池中获得的电流就是直流电。

五、小结六、作业设计1.练习册2 磁场对电流的作用第一课时教学目标1.掌握如何让磁场对通电导体产生力的作用及能量转化。

2.掌握通电导体在磁场中受力的作用方向与哪些因素有关及怎样的关系。

3.了解左手定则，如何让线圈在磁场中持续转动教学重难点重点：磁场对电流的作用。

难点：影响通电导体在磁场中受力方向的因素的理解教学过程一、新课引入：将一个小磁针放在磁体附近，小磁针的指向发生变化，这是因为磁体周围存在磁场，磁体之间通过磁场而发生力的作用。

奥斯特实验表明电流周围也存在磁场，若将通电导体置于磁体的磁场中，它会不会受力呢？即磁场对电流会不会有作用呢？二、磁场对通电导线（直导线）的作用由课本P129页“实验探究”完成。

1.由“实验探究”第一段得出结论：磁场对通电导线有力的作用。

注意：（1）通电导体在磁场中受力的原因：磁体周围存在磁场，把一个磁体跟另一个磁体接近时，它们之间会通过磁场发生力的作用。

通电导体周围也存在磁场，把一个磁体和一个通电导体接近时，磁体会受到力的作用，而物体间力的作用是相互的，通电导体也受到力的作用。

因此，磁场对通电导线（或磁场对电流）产生力的作用，实质上是磁体间通过磁场而产生的相互作用。

（2）磁场对通电导体的作用是“力”而不是“运动”，也就是说，通电导体在磁场中会受到磁力的作用，但不一定运动。

（拓展：通电导体在磁场中只有受到非平衡力时，才会运动）（3）磁场对通电导线的作用与通电导线在磁场中的放置情况有关，当通电导线平行于磁场方向放置时，不受磁场力的作用（此时电流方向与磁感线方向相同或相反）（如下图所示）。

只有当导体与磁感线斜交或垂直时，通电导体才会受到磁场力的作用，且同样条件下导体与磁感线垂直时，所受的作用力最大。

受力受力不受力2.由“实验探究”第二段得出结论：磁场对通电导线的作用力的方向与电流的方向、磁场的方向均有关。

拓展：（1）通电导体的受力方向改变情况：若通电导体中的电流方向或磁场方向有一个改变，则导体的受力方向随之改变；若上述两个方向同时改变，则导体的受力方向不改变。

如下图所示：（2）左手定则：把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，手心面向N极(叉进点出)，四指指向电流所指方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向。

小提示：①电磁学中，右手定则判断的主要是与力无关的方向。

如果是和力有关的则全依靠左手定则。

即，关于力的用左手，其他的（一般用于判断感应电流方向）用右手定则。

（这一点常常有人记混，可以发现“力”字向左撇，就用左手；而“电”字向右撇，就用右手）记忆口诀：左通力右生电。

②右手螺旋定则判断通电螺线管的磁极或电流方向；右手定则判断电磁场方向不变电流方向改变导体运动方向改变磁场方向改变电流方向不变导体运动方向改变磁场方向改变电流方向改变导体运动方向不变磁感应现象中感应电流方向；左手定则判断通电导体（包括通电直导线和通电线圈）在磁场中的受力方向。

没有左手螺旋定则。

3.磁场对电流的作用中的能量转化：电能转化为机械能。

4.拓展：通电导体在磁场中受力的大小与磁场强弱和电流大小有关。

电流越大、磁场越强，通电导体在磁场中受到的力越大。

5.练习：如图课本P129图8-2-2，当闭合开关，有电流由a至b通过导线ab时，它将受到磁场力作用而向左运动，则当磁场方向相反时，ab将向运动；当电流方向相反时，ab将向运动；当电流方向和磁场方向同时改变时，ab将向运动。

三、让线圈在磁场中转起来（磁场对通电线圈的作用）1. 课本P130“实验探究”实验现象：线圈将转动起来，当转到某一位置时，线圈左右摆动几次，最终停止在这一位置。

2.现象分析（如课本P131图8-2-5所示）：如第1图所示，当线圈处在这个位置时，ab边和cd边中的电流方向相反，所以受到的力的方向相反且不在同一条直线上，线圈将发生转动。

如第2图所示，当线圈转到这个位置时，ab边和cd受到的力在同一直线上，大小相等、方向相反，是一对平衡力。

当线圈由于惯性转过这个位置时，ab边受到力的方向向上，cd边受到力的方向向下，最终线圈将逆时针转动，线圈又回到平衡位置，左右摆动几次，最终停在第2图所示位置，不能持续转下去。

（故把这一位置称为平衡位置，即线圈平面和磁感线垂直的位置，此时线圈受到一对平衡力的作用。

）3.怎样才能使线圈持续转动呢？方法一：在线圈刚转过平衡位置时，立即改变线圈中的电流方向，由于受力方向改变，线圈就可以按原来的方向继续转动。

方法二：（课本P130“实验探究”）用刀片将作为转动轴的漆包线同侧的半边漆刮掉，这样线圈中无电流通过，不再受磁场力的作用，但由于惯性将继续按原来方向转动。