教科版九年级物理第八章 电磁相互作用及应用 教案

第八章电磁相互作用及应用
1.电磁感应现象
教学目标
知识要点课标要求
1.法拉第的发现
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教学过程
情景导入
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？
合作探究
探究点一法拉第的发现
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：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。

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。

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。

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。

活动2：动手做一个小发电机。

学生根据老师出示的发电机模型，试着分析出发电机的构造。

它是由磁体、线圈、滑环、电刷组成。

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。

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P127，找出什么是交流电，我国照明用电的频率和周期各是多少？
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。

板书设计
1.电磁感应现象
2.磁场对电流的作用
教学目标
知识要点课标要求
1.磁场对通电导线的作用磁场对通电的导体有力的作用；通电的导体的受力方向跟磁场方向和电流方向有关
2.让线圈在磁场中转起来知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动，是消耗了电能，得到了机械能
3.电动机与人类文明了解电动机的构造，理解电动机的工作原理及换向器的作用；能够把物理理论知识与生活实际相联系
教学过程
情景导入
电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具。

它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行。

电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。

你知道电动机的工作原理吗？从学生的质疑中导入新课。

合作探究
探究点一磁场对通电导线的作用
活动1：展示如图所示的装置，让学生猜想一下，当开关闭合后，将会观察到什么现象？学生诧异？闭合开关，让学生观察实验现象？根据实验现象讨论、交流产生此现象的原因是什么？
老师适当点拨：
现象→原因→有磁场
↓↓↓
导线运动→受力的作用→通电导体是磁体
归纳总结：磁场对通电导体有力的作用。

知识拓宽：并不是所有的通电直导线在磁场中都受到力的作用，当通电直导线与磁感线方向平行时，此时通电的直导线不受力的作用。

活动2：要想改变导体在磁场中的运动方向，如何操作？学生交流、讨论，发表自己的观点，师总结。

总结：改变磁场的方向；可以改变电流的方向。

活动3：根据学生的猜想，进行验证。

让学生观察实验现象，讨论得出实验结论。

归纳总结：通电导线在磁场中受力方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关；当电流方向、磁感线方向发生改变时，通电导体受力方向也发生改变。

活动4：根据实验现象，大家讨论一下，在这个装置在能量的转化是怎样的？在生活中哪些用电器是利用这一原理来工作的？学生交流、讨论，发表自己的观点。

归纳总结：
（1）将电能转化为机械能；
（2）生活中的电动车、电风扇、电动机等工作时的原理与此相同。

探究点二让线圈在磁场中转起来
活动1：一根通电直导线在磁场会受力运动，一个通电的线圈在磁场中会怎样呢？展示如图所示的装置，让同学们猜想，然后再展示。

总结：通电的线圈在磁场中会转动。

活动2：让学生讨论、交流转动的原因。

然后各组发表自己的观点。

师归纳总结。

归纳总结：
思路：将通电线圈分解为四个通电直导线，即导线ab、导线bc、导线cd、导线da。

导线bc、导线da的方向与磁感线方向平行，故不受力的作用，导线ab、导线cd处在同一磁场中，但通过电流的方向相反，故受力方向相反，所以通电的线圈会在磁场中会转动。

活动3：根据原因的分析，说出导线ab、导线cd所受力的特点？
总结：这两个力的大小相等、方向相反，作用在同一个线圈上，但不在同一条直线上。

活动4：线圈能否在磁场中持续转动？为什么？采取什么措施让线圈持续转动？从受力的角度展开分析。

总结：力的特点：如图所示，此时这两个力的大小相等、方向相反，作用在同一个线圈上，且在同一条直线上，属于一对平衡力，故将会在这个位置处于静止状态。

措施：改变磁感线的方向或者改变线圈中电流的方向。

活动5：让学生自学课本P131找出要让通电线圈在磁场中持续转动的方法，然后交流，统一答案。

活动6：根据以上的探究，总结说出电动机的工作原理、能量转化、构造。

学生之间交流、讨论，阐明自己的观点，不同意见的，给予补充。

归纳总结：
（1）原理：通电线圈在磁场中受力转动。

（2）构造：电动机由能够转动的线圈和固定不动的磁体两部分组成。

在电动机里，能够转动的部分叫转子，固定不动的部分叫定子。

（3）电动机转动的方向：与电流和磁场方向都有关，改变电流方向或磁场方向，电动机的转动方向就随之改变；但如果同时改变电流方向和磁场方向，电动机的转动方向不变。

（4）能的转化：电动机工作时，将电能转化为机械能。

典例剖析如图所示为小玲和小辉同学制作的直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。

（1）直流电动机的工作原理是_________________。

（2）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，其作用与直流电动机中的____________作用相同。

（3）通过改变____________________方向，可以改变线圈的转动方向。

（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，请你分析可能的原因是
_______________。

思路导引：该线圈之所以能转动，是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的，但是该线圈在转过平衡位置时，若不改变电流的方向，此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动，故为了使线圈持续转动，将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动；而真正的直流电动机工作时，为了让线圈持续的转动下去，即是通过换向器在平衡位置及时的改变线圈中的电流的方向，即改变线圈所受力的反向，使线圈持续的转动下去，这项任务由换向器完成。

要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，因此要从这两方面入手考虑；线圈不转动的原因可能是无电流、磁场太弱、开始线圈处在平衡位置。

参考答案：（1）通电线圈在磁场中受力转动；（2）换向器；（3）磁场或电流；（4）磁场太弱．
探究点三电动机与人类文明
活动：随着社会的发展和技术的进步，电动机和人类的关系将越来越密切。

走进生活，列举出生活中的电动机有哪些？在使用的过程中有什么优点？
归纳总结：
（1）应用：电风扇、洗衣机等多数用交流电动机。

电动玩具、录音机等小型电器多使用直流电动机。

（2）电动机的优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高、功率可大可小、价格便宜、无污染。

板书设计
2.磁场对电流的作用
3.电话和传感器
教学目标
知识要点课标要求
1.声信息与电信息了解电话的工作原理，知道声电相互转化的原理
2.传感器了解传感器原理及生活中用到的各种传感器
教学过程
情景导入
如果我们想了解远在他乡的亲友的近况，你可以怎么做？由导出新课题电话。

合作探究
探究点一声信息与电信息
1．电话的构造和基本工作原理
（1）简单的电话装置由话筒、听筒和电源组成。

在通话的两部电话中，甲的话筒和乙的话筒则是串联在另一个电路中。

（2）话筒的组成：膜片、金属盒、碳粒等。

整体作用相当于一个滑动变阻器。

（3）听筒的组成：永磁体、螺线管（它缠绕在磁铁上而不是铁芯上，这样会增强电磁铁对膜片的吸引力）、膜片等。

（4）工作原理
A．话微的工作原理：当人对着话筒说话时，声波使膜片振动，膜片忽松忽紧的挤压接触关不紧密的碳粒，使电阻忽大忽小，在电路中就产生了强弱按声音变化的电流。

B．听微的工作原理：强弱变化的电流传到听筒里，使电磁铁的磁性变化起来，对膜片（薄铁片）的吸引力也忽强忽弱，这样膜片也振动起来了，发出和对说话相同的声音。

因此电话工作原理是：振动——变化的电流——振动。

2．扬声器
（1）扬声器是把电信号转化成声信号的一种装置。

它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。

（2）扬声器的工作原理：当有交变电流通过线圈时，线圈受到磁体的作用力（吸引或排斥）不断地来回振动，带动纸盆来回振动，于是扬声器就发出了声音。

探究点二传感器
1．传感器
（
1）传感器是实现信息转换信号的器件。

（2）生活中常见的传感器及应用：声音传感器、温度传感器、红外线传感器、光传感器、烟气传感器、压力传感器等。

2．电磁的相互作用及其应用
（1）电磁铁工作原理的理解。

（2）电磁继电器实质及工作原理的理解。

（3）发电机发电工作原理的理解。

（4）电动机工作原理的理解。

板书设计
3.电话和传感器。