張大海

關(guān)鍵詞：初中物理；磁生電；教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1009-010X（2018）11-0059-03

對(duì)初學(xué)生來(lái)說(shuō)，由于年齡和生活閱歷所限，《磁生電》這節(jié)內(nèi)容顯得尤其抽象和不易理解，因此如何讓學(xué)生能夠在一節(jié)課的時(shí)間里準(zhǔn)確理解“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”及“發(fā)電機(jī)原理”是特別體現(xiàn)教師對(duì)本節(jié)課的理解深度及把控能力的。以該教學(xué)設(shè)計(jì)為例可看出教師在教學(xué)過(guò)程中從以下兩方面做了有益的探索：一是重視演示實(shí)驗(yàn)，并充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的作用，同時(shí)還增加了手搖發(fā)電機(jī)的引課實(shí)驗(yàn)，通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并設(shè)置懸念。二是精心設(shè)計(jì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，且特別注重實(shí)驗(yàn)的層次性、遞進(jìn)性和內(nèi)在邏輯性。即在探究磁生電的條件時(shí)先讓線框靜止，然后讓線框上下運(yùn)動(dòng)、前后運(yùn)動(dòng)、左右運(yùn)動(dòng)和斜著切割磁感線運(yùn)動(dòng)以及線框不動(dòng)，磁體運(yùn)動(dòng)等，使實(shí)驗(yàn)步步深入。同時(shí)實(shí)驗(yàn)過(guò)程設(shè)計(jì)也做到了低起點(diǎn)、高落步，這不僅使學(xué)生的思維能緊跟教師的引導(dǎo)由淺入深，同時(shí)還鍛煉了學(xué)生的思維能力。總之該教學(xué)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了教師對(duì)本節(jié)課的思考和探索，值得與廣大同仁們分享。

一、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識(shí)與技能

1.通過(guò)探究活動(dòng)，知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象，知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。

2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，知道感應(yīng)電流的方向與磁感線方向、導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)。

3.了解發(fā)電機(jī)的原理，知道發(fā)電機(jī)工作過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化。

（二）過(guò)程與方法

讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)什么情況下磁能生電，同時(shí)掌握從多種因素中找出與研究目的有關(guān)信息的能力，并得出電磁感應(yīng)的條件。

（三）情感態(tài)度和價(jià)值觀

了解電磁感應(yīng)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。通過(guò)對(duì)電生磁和磁生電的對(duì)比，認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的。

二、教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)：通過(guò)電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)磁生電的條件。

難點(diǎn)：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。

三、教學(xué)過(guò)程

（一）引課

師：今天能夠在這里跟同學(xué)們一起探討物理知識(shí)，我感到非常高興。我來(lái)自張家口市，在我們張家口有一條美麗的草原天路，又叫風(fēng)車之路，那里到處都聳立著巨大的風(fēng)車，成為草原天路的標(biāo)志之一。同學(xué)們你們知道這些風(fēng)車是用來(lái)做什么的嗎？（出示天路風(fēng)光圖片）

生：利用風(fēng)力來(lái)發(fā)電。

師：老師現(xiàn)在用手來(lái)代替風(fēng)也能發(fā)電，同學(xué)看，這里有一臺(tái)手搖發(fā)電機(jī)（邊說(shuō)邊展示實(shí)物），其中這是磁體，中間有一個(gè)漆包線繞成的線圈，這里有一個(gè)燈泡。

師：現(xiàn)在我們把它搖起來(lái)（邊說(shuō)邊搖動(dòng)手柄），觀察到什么現(xiàn)象了？

生：小燈泡亮了。

師：說(shuō)明現(xiàn)在有沒有電流？

生：有電流。

然后教師把發(fā)電機(jī)上的磁體取走，繼續(xù)搖動(dòng)手柄。

師：現(xiàn)在燈泡發(fā)光嗎？

生：不發(fā)光。

師：為什么不發(fā)光了？

生：磁體取走了，線圈處沒有磁場(chǎng)了。

師：這說(shuō)明發(fā)電機(jī)是利用磁場(chǎng)來(lái)產(chǎn)生電流的。

接著教師把拿走的磁體放回原處。

師：現(xiàn)在有磁場(chǎng)了，為什么燈泡還不亮？

生：沒有搖，銅線圈不轉(zhuǎn)動(dòng)。

接著教師搖動(dòng)手柄，使線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，燈泡發(fā)光。

師：為什么線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就有電流產(chǎn)生？利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流需要滿足哪些條件呢？這節(jié)課我們就一起來(lái)研究這個(gè)的問題。（板書標(biāo)題：第五節(jié) 磁生電）

（二）探究——什么情況下磁能生電

師：要利用磁場(chǎng)獲得電流得先有磁場(chǎng)，要方便地獲得磁場(chǎng)需要什么器材？

生：磁體。

教師拿出蹄形磁體。

師：看到磁體你想到什么了？

生：它周圍存在磁場(chǎng)。

師：磁感線的方向？

生：從N極出來(lái)回到S極。

教師指出蹄形磁體N、S極之間的磁感線可近似看作平行的直線。

師：要觀察電路中有無(wú)電流，需要什么器材？

生：電流表。

師：（教師出示靈敏電流表）中這個(gè)表中間標(biāo)著字母“G”，說(shuō)明這是一個(gè)靈敏電流表，它能夠檢測(cè)到比較微小的電流。當(dāng)沒有電流通過(guò)時(shí)，它的指針指在中央零刻度線處，當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。當(dāng)電流從正接線柱流入，負(fù)接線柱流出，指針會(huì)向右偏，當(dāng)電流從負(fù)接線柱流入，正接線柱流出，指針會(huì)向左偏。所以通過(guò)靈敏電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向能判斷出電路中電流的方向是否發(fā)生了改變。

師：要把電流表連入電路還需要什么器材？

生：導(dǎo)線、開關(guān)。

師：這樣就行了嗎？

生：不行。

師：還需要接入一段導(dǎo)體，我們接入的是一個(gè)用漆包線繞制成的矩形線圈，該線圈與導(dǎo)線、開關(guān)和靈敏電流表組成了一個(gè)閉合的電路，線圈的底邊AB就是這個(gè)閉合電路中的一部分導(dǎo)體。實(shí)驗(yàn)時(shí)同學(xué)們要將AB邊置于磁場(chǎng)中，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出導(dǎo)體AB在磁場(chǎng)中處于什么狀態(tài)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生電流。

師：首先同學(xué)們先按圖將電路連好，然后將導(dǎo)體AB置于磁場(chǎng)中靜止不動(dòng)，看指針是否會(huì)偏轉(zhuǎn)。

生：不偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明此時(shí)沒有電流產(chǎn)生。

師：靜止不動(dòng)，那么我們就得讓導(dǎo)體AB動(dòng)起來(lái)，朝哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)才會(huì)產(chǎn)生電流呢？下面同學(xué)們開始實(shí)驗(yàn)。

教師要在這個(gè)過(guò)程中加強(qiáng)指導(dǎo)。

實(shí)驗(yàn)完畢，讓其中一組學(xué)生說(shuō)出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，然后其他組學(xué)生再進(jìn)行補(bǔ)充。

教師總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，然后利用磁感線模型分析幾種運(yùn)動(dòng)情況下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向和磁感線之間的關(guān)系，從而得出導(dǎo)體AB要做切割磁感線運(yùn)動(dòng)才能產(chǎn)生電流。

再補(bǔ)充幾種情況讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)：①導(dǎo)體AB不動(dòng)，讓磁體左右運(yùn)動(dòng)；②讓導(dǎo)體AB斜著切割磁感線運(yùn)動(dòng)；③斷開開關(guān)，再讓導(dǎo)體AB左右運(yùn)動(dòng)。

最后由學(xué)生總結(jié)出通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件：①閉合電路；②一部分導(dǎo)體； ③做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。

師：我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了一種現(xiàn)象。

此時(shí)給出電磁感應(yīng)和感應(yīng)電流的概念，并簡(jiǎn)介法拉第。然后分析出在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為了電能。

師：剛才做實(shí)驗(yàn)時(shí)，靈敏電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變了嗎？

生：改變了。

師：這說(shuō)明了什么？

生：說(shuō)明感應(yīng)電流的方向發(fā)生了改變。

師：感應(yīng)電流的方向與什么因素有關(guān)呢？

通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)由學(xué)生總結(jié)出影響感應(yīng)電流方向的因素：①導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動(dòng)方向； ②磁感線方向。

師：學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象以后，誰(shuí)能回答：為什么銅線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)有電流產(chǎn)生？（邊問邊演示）

生：線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不斷切割磁感線，所以電路中產(chǎn)生了電流。

師：所以發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理是利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

（三）發(fā)電機(jī)

1.明確工作原理

發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

2.展示自制小發(fā)電機(jī)，激發(fā)學(xué)生的興趣

師：同學(xué)們，老師這里有一個(gè)小發(fā)電機(jī)（邊說(shuō)邊撥動(dòng)線圈中間的磁體同時(shí)發(fā)光二極管發(fā)光）這個(gè)發(fā)電機(jī)工作時(shí)是誰(shuí)在轉(zhuǎn)動(dòng)？

生：是磁體在轉(zhuǎn)動(dòng)。

師：我們把這種線圈固定不動(dòng)而磁體轉(zhuǎn)動(dòng)的發(fā)電機(jī)叫做旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)，實(shí)際生活中的發(fā)電機(jī)大多是旋轉(zhuǎn)磁極式的。

師：當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁體時(shí)，這兩個(gè)發(fā)光二極管發(fā)光是同時(shí)發(fā)光還是交替發(fā)光呢？

生：是交替發(fā)光。

師：請(qǐng)同學(xué)們課下用今天學(xué)到的知識(shí)并結(jié)合二極管的單向?qū)щ娦詠?lái)解釋這個(gè)現(xiàn)象。

（四）小結(jié)