《1 电能的获得和转化》教案

《1 电能的获得和转化》教案

教学目标：

1、电能的各种来源及应用。

2、利用发电机可以大规模生产电能。知道发电机是把机械能转化为电能的装置。

3、通电导体在磁场中受力（安培力）的方向与磁场方向、电流方向有关。

4、电流的化学效应及其中的能量转化。

教学重点：

1、导体在磁场中受到力的作用，且力的方向跟电流的方向、磁感线的方向有关。

2、发电机的能量转化。

3、电流的热效应和化学效应。

教学过程：

师：现在我们知道电能的来源广泛，总的来说它的来源可以分为两类，一类是发电机，另一类是电池。那么发电机发电，又是什么能转化为电能的呢？

生1：有些是由动能转化而来，比如水力发电和风力发电。

生2：有些是由热能转化而来，比如火力发电和地热发电。

生3：有些是由核能转化而来，比如核电站。

师：刚才同学们讲了很多，列举了当今主要的发电方式。这些发电方式，有没有共同的地方？

生：都是通过发电机来发电的。

师：那么发电机是怎样发电的呢？

师：（出示手摇发电机），下面请一位同学上台摇动发电机。我们可以看到什么现象？

生1：小灯泡发光。

生2：小灯泡时暗时亮。

师：我们仔细观察，手摇发电机由哪些部分组成？

生：磁极，线圈，铜环以及电刷。

师：我们也可以把固定的部分叫做定子，转动的部分叫做转子。那么摇动发电机为什么能使小灯泡发光呢，也就是说摇动发电机为什么会产生电流呢？

生：（顿悟）发电机摇动时发电机的转子在磁场中连续做切割磁感线运动，我们在初二

时学过电磁感应，知道闭合电路的一部分导体做切割磁感应线运动时会产生感应电流。

师：那你能解释为什么小灯泡的发光情况是时暗时亮。

生：因为我们摇动时有快有慢，所以产生的感应电流有大有小。

师：（媒体展示生活中的发电机）。在实际生产中往往有不同的动力机来带动发电机，如水轮机、汽轮机、内燃机、蒸汽机等。

师：大型发电机线圈匝数很多，导线很粗，高速旋转较困难，因此常常采用线圈不动而磁场旋转的方式。

师：现在让我们从能量转化的角度来分析发电机工作时的情况。

生：机械能转化为电能。

板书：发电机是一种把机械能转化为电能的装置。

师：电能是现代生活中最常用的一种能量，你能举出生产生活中用电的实例吗？

生1：生活中的各种用电器，如电灯、电风扇、电视机等。

生2：还有电瓶自行车。

生3：还有电烙铁、机床等。

师：我们在初二时曾学过奥斯特实验，回忆一下奥斯特实验，请一位同学来叙述一下奥斯特的实验过程及结果？

生1：当导线中有电流通过时，它附近的磁针指向发生偏转，说明了电流周围存在磁场。

生2：电流方向改变，小磁针的转动方向也会改变，还可以说明电流周围的磁场方向跟电流方向有关。

师：通过导体附近的小磁针发生偏转，表明通电导体周围存在磁场，并通过磁场对小磁体产生力的作用，那么，反过来，磁体对电流有没有力的作用呢？

生1：我猜测有力的作用，因为力的作用是相互的。

生2：我觉得不一定。

师：到底有没有力的作用，我们需要用实验来验证。

师：（演示实验），当老师闭合开关时，我们观察到线圈发生了什么现象？

生：线圈向左运动。

师：线圈由静止变为运动，它的运动状态发生了改变，它一定是受到了力的作用。那么是谁给了线圈力的作用。

生：是磁场。

师：通电导体在磁场中会受到力的作用，法国物理学家安培早就关注并深入研究，后人

为了纪念安培，把通电导体在磁场中受到的作用力叫做安培力。

师：这说明磁场对通忆导体会有力的作用。如果将电源的正负极对调后接入电路，又会有什么样的情况呢？（演示）

生：还受到力的作用，但线圈的运动方向相反。

师：两个现象对比，可以得出什么结论？

生1：电流方向改变了，线圈的运动方向改变了。

生2：线圈的受力方向与电流方向有关。

师：线圈的受力方向还会与什么因素有关呢？

生：会不会与磁感线的方向有关？

师：我们也可以用实验来验证这个问题。那我们应如何来设计实验验证我们的猜想呢？

生：可以保持电流方向不变，改变磁感线方向，看线圈的运动方向有没有改变

师：下面我就请这位同学来上台来验证刚才的猜想。（学生实验）

生：磁感应线方向改变了，线圈的受力方向也改变，说明通电导体的受力方向与磁感应线方向有关。

师：电流通过导体中时，有三种效应，称之为电流的热效应、磁效应和化学效应。

师：我们知道，在电流的化学效应中，电能转化为化学能。在生活中，有没有化学能转化为电能的实例呢？

生：（学生开始讨论）

生1：火力发电。

生2：电瓶车的电瓶充好电后，供电瓶车使用。

师：火力发电时，以燃煤为例，它是不是化学能直接转化为电能呢？

生：不是。它是化学能先转化为热能，热能再转化为机械能，再转化为电能。

师：而电瓶充好电后，为电瓶车提供动力。这是化学能转化为电能。下面我们用实验来说明铅蓄电池能充放电的原理。把两块铅板放在盛有稀硫酸溶液的烧杯中，如果用导线把两块铅板连接起来，有没有电流？如何证明？

生1：可以在铅板之间连接一电流表。

生2：还是在铅板之间连接一小灯泡好，如连电流表的话有可能会烧杯。

生3：在铅板之间连接一个小灯泡和电流表，既可证明有没有电流，还可判断电流的方向。

师：对。（演示实验），请同学们观察小灯泡是否发光？电流表是否偏转？

生：小灯泡没发光，电流表没有偏转。

师：那说明了什么？

生：说明电路中没有电流通过，因为此时电路中无电源，浸在硫酸溶液中的两块相同铅板不构成电池。

师：如果对电解槽充电，再来接通，情况又会怎样呢？

生：小灯泡会发光。

师：（演示实验）仔细观察，电解槽极板上有什么现象？说明了什么？

生：铅板上有大量气泡生成。说明了在充电过程中发生了化学反应。

师：电流表指针有没有发生偏转，通过电解槽的电流方向怎样？

生：电流表指针发生偏转，从方向可以判断，电流方向是沿与电源正极相连那一端的铅板流向与电源负极相连那一端的铅板。

师：与电源正极相连那一端的铅板，称为阳极，而与电源负极相连那一端的铅板，称为阴极。电流方向是从阳极流向阴极。

师：现在再来切换开关，情况又会如何呢？（演示）

生1：小灯泡亮了。

生2：电流表指针偏转了。

师：电流表指针偏转跟刚才有什么不同？

生：偏转方向不同。说明电流方向跟刚才相反。

师：充电后的电解槽现已成为电源。它的正负极分别是哪一端呢？

生：跟原来充电时阳极现成为正极，而充电时的阴极现为负极。

师：根据小灯泡发光的事实，从能量角度来分析它的能量变化？

生：化学能转化为电能，电能再转化热能和光能。

师：那么，对电解槽充电时的能量变化呢？

生：电能转化为化学能。