初三物理电磁学.docx
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初三物理电磁学
第十七章电从哪里来
第一节电能的产生
教学目标:
1、知道电池的作用;
2、知道发电机的作用;
3、了解各种化学电池的工作原理。
教学重点:
干电池的结构和作用。
教学难点:
各种电源的能量转化情况。
教具:
各种电源的挂图,多媒体课件。
教学方法:
采用边学边演示为主的教学方法,引导学生观察、分析、归纳。
教学过程:
使学生知道能够持续提供电流的装置叫电源.大量用电器的电源,是发电厂里的发电机;发电机是将机械能转化为电能的装置.日常生活中和实验室里常用的电源,可以是干电池和蓄电池;干电池、蓄电池是将化学能转变成电能的装置.
一、电池:
化学电池、太阳能电池.
1、化学电池:
干电池、蓄电池、燃料电池.
干电池、蓄电池上有正极和负极,干电池的正极是碳棒,从外表看,即为带铜帽的一端;负极是锌筒(展示干电池剖面实物).蓄电池的正、负极通常用"十""一"号标在电池的上部.
演示实验:
用蓄电池(其中一组)、小灯泡、开关、导线连接电路,合上开关,观察小灯泡发光情况.
联系实际启发:
你在日常生活中都在哪些情况下使用过干电池?
在哪些地方见过使用蓄电池?
2、太阳能电池:
将太阳能转化为电能的装置.
二、发电机:
把其他形式的能转化为电能的装置.
探究活动
小实验:
自制一个水果电池.
找一根5厘米长的铜片或粗铜丝,再从废干电池上剪下一条2毫米宽的锌皮,刮净,把铜片和锌皮插入苹果或番茄、柠檬等水果里,就做成了一个水果电池.取两根导线,把它们的一端分别接在水果电池的两极上,另一端和舌头断续接触,注意两根导线不要碰着.这时舌头上有什么感觉?
作业:
第十七章电从哪里来
第二节科学探究:
怎样产生感应电流
(一)
《一》电磁感应现象
教学目标:
1、知道电磁感应现象
2、知道产生感应电流的条件
3、知道感应电流方向跟哪些同素有关
教学重点:
电磁感应现象的揭示及产生感应电流的条件
教学难点:
如何引导学生发现产生感应电流的条件
教具:
灵敏电流计、矩形线圈、铁架台、导线
教学方法:
采用边学边演示为主的教学方法,引导学生观察、分析、归纳。
教学设想:
学生边实验边学(渗透科学探索精神的教学)
教学过程:
一.导入新课
(观察思考引新课)
教师演示奥斯特实验,然后提问
这叫什么实验?
这个实验说明什么?
生:
(略)
师:
奥斯特实验说明电流的周围存在磁场,说明电流能产生磁场,那么反过来磁场能不能产生电流呢?
要检验磁场能否产生电流,需要什么器材呢?
引导学生回答:
需有⑴要有一块磁铁来产生磁场;
⑵还必须有闭合的电路(由导线组成);
⑶检查电路中是否有电流存在的仪器──电流计(灵敏)
现在我来把上述器材组装成如图电路
师:
实验电路中有没有电源
生:
没有
演示:
教师用手拿线框,使其一条边做单向切割磁感线运动,并重复多次,引导学生观察电流表指针的偏转。
师:
大家看到了什么现象?
(指针偏转了)
指针偏转说明了什么?
(线框中有了电流,即磁能生电)
这种现象进一步揭示了电和磁的联系
二、新授:
板出:
第十二章电和磁
(二)
§12。
11电磁感应
刚才实验中没有电源但指针偏转了,电能从何而来。
1、电磁感应现象中机械能转化为电能
继续演示:
(出示实验步骤)
2、产生电磁感应的条件
操作要求
指针偏转情况
跟第二次实验有何不同
说明产生感应电流要具备的条件
将某接头处断开
(重复2动作)
不偏转
电路不通
电路必须闭合
将断开处接好拿走磁铁(重复2动作)
不偏转
导体不在磁场中
闭合电路要有一部分在磁场中运动
手拿线框让其在磁场中平行与磁感线上下运动
不偏转
导体没作切割磁感线运动
闭合电路的部分导体必须在磁场中作切割磁感线运动
结论:
板书:
产生感应电流条件:
闭合电路中的部分导体必须在磁场中作切割磁感线运动
3、感应电流的方向跟哪因素有关
刚在我们在做电磁感应实验时发现指针在左右摆动,说明在刚才的切割运动中产生的感应电流方向是变化的,那么感应电流方向跟哪些因素有关呢?
演示:
结论:
板书:
导体中感应电流的方向,跟导体运动方向和磁感线运动方向有关。
四、小结:
⑴、磁能生电
⑵、电磁感应现象
⑶、产生感应电流的条件
⑷、感应电流的方向跟哪些因素有关
⑸、电磁感应现象发现实现了机械能向电能的转化
五、练习
1、图中“X”号表示磁感线方向垂直于屏障指向内部,导体a、b在磁
场中向右运动时,电流表指针不动,这是因为?
2、事先在图2上标上磁感线方向用红线,老师演示即使,a.b向右运动时,电流表指针a偏转,要使指针反偏,a.b向运动,若a.b向上运动,指针。
3、闭合电路的一部分导体在磁极间运动,图中小圆圈表示导体的横截面,下列说法正确的是()
A.图a的导线中磁感应电流
B.图b和图c的导线中电流方向相反
C.图b和图c中的导线中电流方向相同
D.图a和图b的导线中电流方向相同
六、作业
见练习
第十七章电从哪里来
第二节科学探究:
怎样产生感应电流
(二)
《二》发电机原理
一、教学目标:
1、通过演示实验观察交流电的产生,通过《发电机》教学课件掌握交流发电机的工作原理。
(配合播放录像片)
2、了解交流发电机的基本构造。
3、通过电磁感应的知识分析发电机工作原理,提高分析能力。
二、重点、难点分析:
重点难点是分析交流电是如何产生的。
(感应电流方向与什么时候改变,感应电流大小如何变化)形成难点原因是交流电产生是动态过程。
三、教具:
手摇发电机、演示电流表、交流电分析的教学课件、实际发电机拆开的定子与转子实物。
四、主要教学过程:
㈠、新课引入
1、复习电磁感应现象的产生的条件;
⑴、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生感应电流,这种现象叫电磁感应现象。
⑵、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。
㈡、新课教学:
1、实验演示:
将手摇发电机、电流表按课本图12-4连接。
演示实验,观察手摇发电,观察电流表,观察电流表指针是否会运动?
怎样运动?
与过去用干电池、蓄电池输出的电流有哪些不同点?
2、用实验和教学课件进行分析:
⑴、指针偏转,表明有电流;指针左右摆动,表明什么?
电流从电流表左端流进,右端流出,指针会向左偏转;电流从电流表右端流进,指针会向右偏转;
实验可见,发电机产生的是方向变化的电流。
(产生的感应电流
大小和方向都做财期性变化)
⑵、结合教学课件分析线圈在磁场中转动一周的四幅图,分析交流电的产生。
看课本P154、分析甲、乙、丙、丁四张图。
提问:
①、方框线圈在磁场中转动会产生什么现象?
——电磁感应
②、四张图中瞬间切割磁感线的是乙、丁,不切割的甲、丙。
③、比较乙和丁的不同点,(电流方向相反)
④、从甲到乙的过程有什么特点?
(电流从无到有,从小到大,其方向不变,)
在分析讨论的基础上,整理。
①、交流电与直流电
交流电:
周期性改变方向的电流(由发电厂电网中得到的电)
直流电:
电流方向不改变。
(由干电池得到的电)
阅读课本,我国交流电周期为0.02秒,即发电机线圈转一圈用了0.02秒。
频率为50赫兹,即一秒内转50周(圈)。
每转一周电流变化两次,所以频率50赫兹的交流电方向每秒改变100次。
②、发电机工作原理:
利用电磁感应现象把机械能转化为电能。
③、交流发电机的基本构造:
由定子、转子两部分组成,
(介绍:
磁极、线圈、铜环、电刷。
)
一般发电机旋转磁极,而线圈不动,磁极旋转的发电机叫旋转
磁极式发电机。
实际发电机由水轮机、汽轮机、内燃机带动.
㈢、播放教学录像片——交流发电机
㈣、作业:
书后练习当堂完成,物理之友§12.1课后完成。
第十七章电从哪里来
第三节电从发电厂输送到家里
(一)
《一》电能的输送
(-)教学目的
1.了解电能输送过程。
2.知道高压输电的道理。
3.培养学生运用物理规律和公式分析实际问题的能力。
(二)教具
1.电能输送过程的挂图一幅(带有透明胶)。
2.小黑板一块(抄有题目)。
(三)教学过程
1.引入新课
讲述:
前面我们学习了电磁感应现象和发电机,通过发电机我们可以大量地生产电能。
比如,葛洲坝电站通过发电机把水的机械能转化为电能,发电功率可达271.5万千瓦,这么多的电能当然要输到用电的地方去,今天,我们就来学习输送电能的有关知识。
板书:
(第三节电能的输送)
2.进行新课
(l)输送电能的过程
提问:
发电站发出的电能是怎样输送到远方的呢?
如:
葛洲坝电站发出的电是怎样输到武汉、上海等地的呢?
很多学生凭生活经验能回答:
是通过电线输送的。
在教师的启发下学生可以回答:
是通过架设很高的、很粗的高压电线输送的。
出示:
电能输送挂图,并结合学生生活经验作介绍。
板书:
(1.输送电能的过程:
发电站十升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位。
)
(2)远距离输电为什么要用高电压?
提问:
为什么远距离输电要用高电压呢?
学生思考片刻之后,教师说:
这个实际问题就是我们今天讨论的重点。
板书:
(2.高压输电的道理)
分析和讨论的思路是:
输电→导线(电阻)→发热→损失电能→减小损失。
讲解:
输电要用导线,导线当然有电阻,如果导线很短,电阻很小可忽略,而远距离输电时,导线很长,电阻大不能忽略。
列举课本上的一组数据。
电流通过很长的导线要发出大量的热,请学生计算:
河南平顶山至湖北武昌的高压输电线电阻约400欧,如果通的电流是1安,每秒钟导线发热多少?
学生计算之后,教师讲述:
这些热都散失到大气中,白白损失了电能。
所以,输电时,必须设法减小导线发热损失。
提问:
如何减小导线发热呢?
分析:
由焦耳定律Q=I2Rt,减小发热Q有以下三种方法:
一是减小输电时间t,二是减小输电线电阻R,三是减小输电电流I。
提问:
哪种方法能被实际使用呢?
讨论:
第一种方法等于停电,没有实际价值。
第二种方法从材料、长度、粗细三方面来说都有实际困难。
适用的超导材料还没有研究出来。
排除了前面两种方法,就只能考虑第三种方法了。
从焦耳定律公式Q=I2Rt可以看出,第三种办法是很有效的:
电流减小一半,损失的电能就降为原来的四分之一。
通过后面的学习,我们将会看到这种办法也是很可行的。
板书结论:
(①要减小电能的损失,必须减小输电电流。
)
讲解:
另一方面,输电就是要输送电能,输送的功率必须足够大,才有实际意义。
板书:
(②输电功率必须足够大。
)
提问:
怎样才能满足上述两个要求呢?
分析:
根据公式P—UI,要使输电电流I减小,而输送功率P不变(足够大),就必须提高输电电压U。
板书:
(高压输电可以保证在输送功率不变,减小输电电流来减小输送电的电能损失。
)
(3)变压器能把交流电的电压升高(或降低)
讲解:
在发电站都要安装用来升压的变压器,实现高压输电。
但是我们用户使用的是低压电,所以在用户附近又要安装降压的变压器。
讨论:
高压电输到用电区附近时,为什么要把电压降下来?
(一是为了安全,二是用电器只能用低电压。
)
板书:
(3.变压器能把交流电的电压升高或降低)
(4)引导学生看课本的最后两个自然段,了解我国输电电压,知道输送电能的优越性。
3.小结:
输电过程、高压输电的道理。
4.作业:
出示小黑板上的题目。
葛洲坝电站发电功率约271.5万千瓦,如果用1000伏的电压输电,输电电流是多少?
如果输电线电阻是200欧,每秒钟导线发热损失的电能是多少?
如果采用100千伏的高压输电呢?
(四)说明:
1.本节是应用物理规律和公式分析实际问题,采用讨论式的教学方式较好。
2.对于高压输电,学生可能会提出这样的问题:
高压输电时电压很高,怎么会使电流减小呢?
这不与欧姆定律矛盾吗?
如果学生提出这样的问题,教师可作如下解释:
变压器并不遵循欧姆定律工作,它的工作原理要到高中以后再学习。
第十七章电从哪里来
第三节电从发电厂输送到家里
(二)
《二》电能的优越性
(一)教学目的
1、知道电能的优越性。
2、常识性了解我国电力事业发展状况,激发学生的爱国热情。
(二)教具
投影器和投影片。
(三)教学过程
1、引入新课
前面我们学习了电的产生、电的输送、电的用途,知道了电在我们现代建设事业中的巨大作用。
电能的应用非常广泛。
现在,我们就请几位同学介绍一些国家使用电能的情况。
2、进行新课
教师进行概括总结:
无数事实证明,经济越发达的国家电能的生产和使用规模越大;对电能的需求量越多的国家,经济越发达。
问:
电能为什么比其他形式的能应用更广泛呢?
它有哪些优越性?
让学生阅读课文,并讨论。
最后归纳总结:
电能的优越性:
(1)来源广泛
化学能,水能,风能,太阳能,原子能等都可以转化为电能。
(2)便于输送
输送远,能量损失小。
(3)使用方便
电能方便转化为机械能、内能、光能、其他能。
(4)其他方面
用电器使用效果率高、操作简单、污染小。
3、小结(略)
(四)说明
1、关于一些国家使用电能情况的资料可由教师提供,也可让学生课外收集。
2、在总结电能优越性中或之后可用投影片介绍葛洲坝水电站、三峡大坝的外景图。
投景片可参照有关图片绘制。
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- 初三 物理 电磁学