1.物理觀念： （1）理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 （2）了解感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體的運動方向及磁場的方向有關(guān)。
2.科學(xué)思維： 既然電可以產(chǎn)生磁，那么磁是否可以產(chǎn)生電呢？科學(xué)思維有許多方式，對一個問題逆向思考，是一種有效的思維方式。培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維和發(fā)散思維的能力。
3.科學(xué)探究： 經(jīng)歷探究“磁生電”的過程，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行逆向思維和發(fā)散思維的能力。
4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任： 通過向?qū)W生介紹法拉第的生平，培養(yǎng)學(xué)生鍥而不舍、堅忍不拔的思想品質(zhì)。
教學(xué)重點 實驗探究“磁如何生電”
教學(xué)難點 電磁感應(yīng)實驗的設(shè)計方案和制作小發(fā)電機(jī)。
電流可以產(chǎn)生磁場，磁場能產(chǎn)生電流嗎？
法拉第實驗，移動磁鐵能產(chǎn)生電流！
法拉第實驗，磁鐵在線圈中運動能產(chǎn)生電流！
科學(xué)思維有許多方式，對一個問題的逆向思考，往往也是一種有效地思維方式。 奧斯特發(fā)現(xiàn)電流周圍有磁場后，許多科學(xué)家進(jìn)行了逆向的思考：既然電流能產(chǎn)生磁場，那么能否利用磁場產(chǎn)生電流呢？
1831年，英國科學(xué)家法拉第經(jīng)歷10年的探索，終于發(fā)現(xiàn)了利用磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律。法拉第的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步揭示了電與磁的聯(lián)系。
一、法拉第的發(fā)現(xiàn)
1831年，英國科學(xué)家法拉第經(jīng)歷10年的探索，終于發(fā)現(xiàn)了利用磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律。進(jìn)一步揭示了電與磁的聯(lián)系，導(dǎo)致了發(fā)動機(jī)、電動機(jī)、變壓器的相繼問世，使電能的大規(guī)模生產(chǎn)、傳輸和利用成為現(xiàn)實，人類社會進(jìn)入了電氣化的時代。
法拉第進(jìn)一步揭示了電與磁的聯(lián)系，導(dǎo)致了發(fā)動機(jī)、電動機(jī)、變壓器的相繼問世，使電能的大規(guī)模生產(chǎn)、傳輸和利用成為現(xiàn)實，人類社會進(jìn)入了電氣化的時代。
下面我們從一根導(dǎo)線在磁場中運動的情況開始，尋找磁生電的規(guī)律。 按圖所示，把導(dǎo)線ab的兩端分別連接在靈敏電流表的兩個接線柱上，組成一個閉合電路。
實驗探究 導(dǎo)體在磁場中產(chǎn)生電流的條件
按圖所示，把導(dǎo)線ab的兩端分別連接在靈敏電流表的兩個接線柱上，組成一個閉合電路。
1.使導(dǎo)線在磁場中靜止或向各個方向運動，進(jìn)行各種嘗試，找到能使電路中產(chǎn)生電流的操作。
（1） 如圖所示，ab靜止，靈敏電流計指針不動。
（2） 如圖所示，ab豎直向上運動，靈敏電流計指針不動。
（3） 如圖所示，ab豎直向下運動，靈敏電流計指針不動。
（4） 如圖所示，ab水平向右運動，靈敏電流計指針向左偏轉(zhuǎn)。
（5） 如圖所示，ab水平向左運動，靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)。
進(jìn)行實驗與收集證據(jù) 將實驗現(xiàn)象填入表格中
不偏轉(zhuǎn) 無電流
向左偏轉(zhuǎn) 有電流
向右偏轉(zhuǎn) 有電流
結(jié)論：閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動會產(chǎn)生電流。
磁生電的條件：閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動。
2.嘗試改變電路中產(chǎn)生的電流方向，記錄你所使用的成功方法。
（1） 如圖所示磁鐵上為N極，ab水平向右運動，靈敏電流計指針向左偏轉(zhuǎn)。
（2） 如圖所示，磁極方向不變，ab水平向左運動（改變），靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)（改變）。
（3） 如圖所示改變磁極方向，ab水平向左運動（不變），靈敏電流計指針向左（改變）偏轉(zhuǎn)。
實驗表明，產(chǎn)生電流的方向與磁場方向和導(dǎo)體的運動方向有關(guān)。
3.將線圈換成一個匝數(shù)更多的線圈，重復(fù)上面的實驗，你有什么發(fā)現(xiàn)？ 和你的同學(xué)進(jìn)行交流，總結(jié)導(dǎo)體在磁場中產(chǎn)生電流的條件。
在其他條件不變時，更換匝數(shù)更多的線圈，靈敏電流計的偏轉(zhuǎn)幅度更大。
實驗表明： 1. 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動。 2.感應(yīng)電流方向與導(dǎo)體的運動方向和磁場方向有關(guān)。 3.感應(yīng)電流大小與導(dǎo)體做切割磁感線運動速度、線圈匝數(shù)、磁場強(qiáng)弱等有關(guān)。
閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)（electrmagnetic inductin），所產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流（inductin current）。 實驗表明，感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體的運動方向及磁場方向都有關(guān)系。
漫畫 ： 閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線運動時會產(chǎn)生電流 。
一、法拉第的發(fā)現(xiàn)
據(jù)報道，1972年，美國“阿特蘭蒂斯”號航天飛機(jī)進(jìn)行在地球了衛(wèi)星懸繩發(fā)電實驗：航天飛機(jī)在地球赤道上空離地面約3000km處由東向西飛行，相對地面的速度6.5×103m/s。從航天飛機(jī)上向地球中心發(fā)射一顆衛(wèi)星，衛(wèi)星攜帶一根長20km的金屬懸繩。
討論交流 太空懸繩發(fā)電
使這根懸繩與地面磁場垂直，做切割磁感線運動，運動過程中，懸繩、航天飛機(jī)、衛(wèi)星和大氣層中的電離層形成回路。
和同學(xué)們一起分析，這種方式能發(fā)電嗎？
1992年和1996年，在美國航天飛機(jī)“阿特蘭蒂斯”號上進(jìn)行過一項衛(wèi)星懸繩發(fā)電實驗：航天飛機(jī)在赤道上空圓形軌道上由西向東飛行，速度為6.5km／s，地磁場在航天飛機(jī)飛行軌道處的磁感強(qiáng)度B≈0.5×10－4T。從航天飛機(jī)上發(fā)射出的一顆衛(wèi)星，攜帶一根長L＝20km的金屬懸繩與航天飛機(jī)相連。航天飛機(jī)和衛(wèi)星間的這條懸繩方向沿地球徑向并指向地心。懸繩電阻約r＝800Ω，由絕緣層包裹，結(jié)果在繩上產(chǎn)生的電流強(qiáng)度約I＝3A。
電磁感應(yīng)現(xiàn)象表明，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能是可行的。由此，法拉第發(fā)明了發(fā)電機(jī)。 怎樣才能讓線圈產(chǎn)生持續(xù)的電流呢？
如圖所示，用漆包線繞一個寬約1.5cm，長約2cm的矩形線圈，匝數(shù)10圈左右。兩頭伸直，留出約1cm，用刀片將漆皮刮掉，作轉(zhuǎn)動軸。支在用曲別針做的支架上，在線圈下面放一塊小磁鐵。這樣，一個簡單的發(fā)電機(jī)就做成了。
動手做 做一個小發(fā)電機(jī)
用紙做一個小風(fēng)輪固定在轉(zhuǎn)軸上，將小發(fā)電機(jī)與電壓——電流傳感器相接，吹動小風(fēng)輪使線圈轉(zhuǎn)動，通過計算機(jī)觀察小電動機(jī)的發(fā)電情況?；蛐“l(fā)電機(jī)與靈敏電流表相接，觀察靈敏電流表指針方向的變化。
實際的發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但它們都和上面制作發(fā)電機(jī)一樣，由定子（不動部分）和轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動部分）組成。所有的發(fā)電機(jī)也都是依據(jù)電磁感應(yīng)來發(fā)電的。
發(fā)電機(jī)都是依據(jù)電磁感應(yīng)來發(fā)電的。如圖所示是發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理。
你也許發(fā)現(xiàn)，隨著線圈的轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小和方向也在周期性地變化。這樣的電流叫做交變電流電（alternating current），簡稱交流電（AC）。
在交變電流中，電流周期性變化的次數(shù)與所用時間的比叫做這一交變電流的頻率（frequency），單位是赫茲（Hz）。我國電網(wǎng)的交流電的頻率是50Hz。
實驗室里的手搖發(fā)電機(jī)能產(chǎn)生交變電流。
實際使用的交流發(fā)電機(jī)（旋轉(zhuǎn)磁場式）的組成：定子——線圈；轉(zhuǎn)子——電磁鐵。原因：線圈匝數(shù)多，導(dǎo)線很粗，高速旋轉(zhuǎn)困難；使用電磁鐵可得到強(qiáng)磁場。
從能量角度來看，發(fā)電機(jī)是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。這種機(jī)械能可以來自風(fēng)、來自高處下落的水、或者是來自蒸汽機(jī)……如今，各種發(fā)電機(jī)，從只能點亮一只小燈泡的自行車發(fā)電機(jī)，到大大小小的各類發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組，已遍布世界各地。發(fā)電機(jī)的出現(xiàn)，是人類歷史上一次重大的革命。
討論交流 嬰兒的未來
這是法拉第在皇家學(xué)會表演他的發(fā)電機(jī)時，和一位貴婦人的對話。
對此，你有怎樣的感想？談?wù)勀愕目捶ā?br/> 有了電磁感應(yīng)，才有發(fā)電機(jī)的出現(xiàn)，這是人類歷史上一次重大革命，從此人類邁進(jìn)了電氣化時代。
1.下列說法不正確的是（ ）A. 科學(xué)思維有許多方式，逆向思考也是一種有效的思維方式 B. 1831年，法國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了利用磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律 C. 法拉第的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步揭示了電與磁的聯(lián)系 D. 電能的大規(guī)模生產(chǎn)、傳輸和利用，人類進(jìn)入了電氣化時代
2.下列說法正確的是 （ ）A.導(dǎo)體在磁場中運動就會產(chǎn)生電流B.導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線就會產(chǎn)生電流C.閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動就會產(chǎn)生電流 D.線圈在磁場中做切割磁感線運動就會產(chǎn)生電流
3.下列機(jī)械屬于電磁感應(yīng)的是（ ）A.汽油機(jī) B.柴油機(jī)C.電動機(jī) D.發(fā)電機(jī)
4.直流發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)和供給外部的電流分別是（ ）A.交流電和直流電 B.交流電和交流電C.直流電和交流電 D.直流電和直流電
5.能改變感應(yīng)電流方向的是（ ）A.同時改變磁場方向和導(dǎo)體的運動方向B.磁場方向不變，改變導(dǎo)體運動方向C.將磁場方向和導(dǎo)體運動方向都不改變D.將導(dǎo)線換成線圈
1.法拉第的發(fā)現(xiàn)。1831年，法拉第發(fā)現(xiàn)了利用磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律。閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線運動時，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)。產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體的運動方向和磁場方向有關(guān)。機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。2.發(fā)電機(jī)。法拉第發(fā)明了發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)由定子（不動部分）和轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動部分）組成。發(fā)電機(jī)是依據(jù)電磁感應(yīng)來發(fā)電的。發(fā)電機(jī)產(chǎn)生大小和方向也在周期性地變化的電流叫做交變電流電，簡稱交流電（AC）。在交變電流中，電流周期性變化的次數(shù)與所用時間的比叫做交變電流的頻率，單位是赫茲（Hz）。我國電網(wǎng)的交流電的頻率是50Hz。
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