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【物理素材】电磁转换【十三】  

2014-07-16 06:53:33|  分类: 物理教学素材 |  标签: |举报 |字号 订阅

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【物理素材】电磁转换【十三】

【物理素材】电磁转换【十三】





磁生电




《磁生电》课标要求






从“课程内容”的要求看,本专题涉及如下条目:

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。了解电磁感应在生产、生活中的应用。

例4  了解发电机的工作原理。 





《磁生电》课标解读
南京市秦淮区教师进修学校 丁玉祥






本条目涉及课程标准中一级主题“运动和相互作用”中“电和磁”的内容。“运动和相互作用”是课程标准中科学内容的三大主题之一。本条目课程内容涉及认知性目标和体验性目标两个方面。具体说明如下:

“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。”“探究”属于体验性目标行为动词,从行为动词层次水平看,“探究”属于体验性目标中的“经历”层次水平。“了解”属于认知性目标行为动词,从行为动词层次水平看,“了解”属于认知性目标中“了解”层次水平。通过实验探究得出闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流。实验中通过检流计指针的偏转来判断电路中是否产生电流,结合电流形成的条件,电路必须要闭合;导体在磁场中运动的方向要与磁场有夹角,不能与磁感线平行。感应电流的大小与磁场的强弱、切割磁感线运动的快慢有关,磁场越强、切割磁感线运动越快,产生的感应电流越大。感应电流的方向与磁场方向、切割磁感线的运动方向有关,当改变其中一个方向,感应电流方向会改变,若同时改变磁场方向和导线切割磁感线的运动方向,感应电流方向不变。在电磁感应现象中,外力使导体运动,消耗机械能,导体中产生感应电流从而获得电能,所以电磁感应现象中是机械能转化电能。

“了解电磁感应在生产、生活中的应用。”“了解”属于认知性目标行为动词,从行为动词层次水平看,“了解”属于认知性目标中“了解”层次水平。电磁感应现象的发现,使人类发明了发电机,因此发电机的工作原理就是电磁感应。从能量转化的角度来看,发电机是将机械能转化为电能的装置。发电机就是利用了线圈在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流的原理,一般发电机输出的是交流,家庭电路中用的是交流电,频率为50Hz,在一个周期内电流方向改变两次。电磁感应还可应用于动圈式话筒,能把变化的声音转化为变化的电流,变化的声音使话筒内的线圈振动,不同的声音,线圈振动不同,就会产生大小、方向不同的感应电流。电磁感应还可以用于磁记录的读取等。

活动建议”中,研究动圈式扬声器是否可以作为动圈式话筒使用。

动圈式扬声器是利用了磁场对通电导线有力的作用的原理,动圈式话筒是利用了电磁感应,它们都是电与磁的应用。从这个原理来看,它们也有共同点,动圈式扬声器利用到了线圈和磁铁,而动圈式话筒也是利用了线圈和磁铁。通过对动圈扬声器和动圈式话筒的对比,可以增强学生对电与磁的认识,了解电与磁间的联系与区别。

动圈式扬声器工作时线圈中有电流通过,磁场对线圈产生力的作用,使线圈振动,带动纸盆振动发声,从能量转化的角度来看,它是把电能转化为机械能;动圈式话筒是声音使线圈在磁场中做切割磁感线运动,在电路中产生感应电流,从能量转化的角度来看,它是把机械能转化为内能。若人对着扬声器讲话,会引起纸盆振动,带动线圈在磁场中运动,若电路闭合的话也会产生感应电流,所以可以把动圈式扬声器作为动圈式话筒使用。





《磁生电》重难点突破
南京市秦淮区教师进修学校 丁玉祥






一、教学内容分析

本节内容包含“什么情况下下磁能生电”和“发电机”两部分内容。“磁生电”是前面“电生磁”的逆向思维的产物,电生磁建立了电与磁之间的联系,那么磁能否生电呢?通过实验探究什么情况下磁能生电,认识电磁感应现象,总结出感应电流产生的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流。要产生感应电流,电路要闭合;电路中的一部分导体;切割磁感线运动。感应电流的方向与磁场方向、导线切割磁感线的运动方向有关。发电机就是电磁感应在实际中的应用,还有动圈式话筒等。

本节的教学重点是通过电磁感应实验,认识电磁感应现象,发现磁生电的条件;难点是产生感应电流的条件。

二、重难点突破

1通过电磁感应实验,认识电磁感应现象,发现磁生电的条件。

突破建议:

根据奥斯特实验可以知道电与磁之间是有联系的,电能生磁,那么磁能否生呢?如何利用磁生电呢?可以由学生设计实验,从这几种情况分别来研究磁生电的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中静止不动;闭合电路一部分导体做切割磁感线运动;闭合电路的一部分导体平行于磁感线运动;让闭合电路的一部分导体,保持静止,手拿磁体相对于导体垂直运动。对实验现象进行观察,只有当导体在切割磁感线运动时,电路中的检流计指针才偏转,知道电磁感应就是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,产生感应电流的现象。知道磁生电的条件是闭合电路、一部分导体、切割磁感线运动。导体的切割磁感线运动就是指导线的运动方向与磁感线的方向有夹角,不平行。在实验中还发现,感应电流的方向会发生改变,进而可以提出影响感应电流方向的因素有哪些?进一步实验发现,感应电流的方向与磁场方向和导线切割磁感线的运动方向有关。从能量的角度来说,电磁感应产生感应电流是把机械能转化为电能。

2产生感应电流的条件。

突破建议:

通过实验得出感应电流产生的条件,可以利用迁移的思想。在磁场对电流作用的实验中,磁场与通电导线垂直,导线受力的运动方向与磁场方向垂直,受力方向同时也与电流方向垂直。而电磁感应现象中磁场方向、导线运动方向及感应电流的方向这三者也是两两垂直的。通过对导线在磁场中的不同运动方向,观察电流表指针偏转,可以得出产生感应电流的条件,同时还能得出感应电流的方向与磁场方向、切割磁感线的运动方向之间的关系。在实验中还可以观察导线的运动速度对感应电流大小的影响,感应电流大小与磁场强弱、线圈匝数、切割磁感线的运动速度等有关。





《磁生电》教材插图





教材插图












 

 

 

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