人教版九年级物理下册：第20章 第5节第2课时 发电机（导学案）

第2课时发电机55课题发电机和交流电课型新授课教学目标知识与技能1.知道发电机的原理是电磁感应现象，能说出发电机为什么能发电.2.初步了解发电机的构造、工作过程，知道发电机发电过程是能量转化的过程.3.知道什么是交流电，我国使用的交流电主要参数，能把交流电和直流电区分开来.过程与方法观察和体验发电机是怎样发电的，提高学生应用知识分析和解决问题的能力.情感、态度与价值观通过了解电磁感应应用于发电机这一科学技术事例，提高学习科学技术的兴趣，认识创新在科学方法中的重要性.教学重点电磁感应现象，感应电流方向与导体运动方向和磁场方向有关.教具准备小电动机、电源、导线、开关、电流表、线圈框、U形磁体、多媒体课件等.教学难点通过实验知道发电机的工作原理.教学课时1课时课前预习1.发电机原理：电磁感应现象.2.交流电和直流电：周期性变化方向和大小的电流叫做交流电，直流电的方向不改变.3.发电机工作时的能量转化情况：机械能转化为电能.4.交流发电机由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成.5.动圈式话筒：利用电磁感应原理，将声信号转变成电信号.巩固复习教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的对应练习（教师可有针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.新课导入师：上一节课我们学习了电磁感应现象，这一现象的发现进一步揭示了电和磁之间的联系，导致了发电机的发明，这一节我们就来具体了解发电机.进行新课一发电机师：下面我们来学习发电机.出示课本P139图20.5-3的手摇发电机，让学生观察.学生观察发电机的构造，说出发电机由一对磁体和线圈框构成.师：让学生摇动发电机，使小灯泡发光.提问：小灯泡消耗的电能从何而来？生：机械能转变为电能.师：若把小灯泡换成一个电流表，电流表的指针将怎样运动？学生思考，而后让学生实验得到现象：指针左右摆动.备课笔记5 进行新课备课笔记易错提示：无论是交流发电机还是直流发电机，线圈中产生的都是交流，但交流发电机供给外部的是交流，直流发电机供给外部的是直流.小组问题探讨：直流电动机和交流发电机有什么区别？师：出现上述现象的原因是什么？提示：课本P139图20.5-2是最简单的发电装置的示意图，对照示意图（或挂图）思考.学生思考、议论得出：由于磁感线方向不变，导线AB运动方向改变，造成感应电流方向改变、电流表指针左右摆动.师：上述现象表明，在磁场中，感应电流的方向跟导线运动方向有关.师：把导线弯成一个线圈框，增加线圈的圈数，使发电机产生更强的电流、更高的电压.实际的发电机就是这样构造的，分析发电机的原理，可取其中一匝线圈进行分析，如图.思考：1.如果ab边中的感应电流从b→a，那么cd中的电流方向是，通过灯泡的电流将向.2.线圈转过180°后，ab向运动，ab中电流方向，cd向运动，其中电流方向，灯泡中电流方向.生：通过以上分析，可知交流发电机产生的电流方向是的，这样的电流与电池供出的电流是的.学生体验1：当慢慢转动摇把，线圈在磁场中转动，电流表中指针摆动，线圈转动一周，指针来回摆动两次.学生体验2：发电机中线圈转动越快，小灯泡越亮.师：同学们做得非常认真，回答得也很好，值得表扬.下面我们看屏幕（多媒体播放关于发电机的内容），看看从中获得什么信息？生1：实际发电机也是由转子（转动部分）和定子（固定部分）组成.生2：大型发电机一般采取线圈不动，磁极旋转的方式来发电.生3：发电机发电过程是把机械能转化为电能.板书：发电机（1）原理：发电机是利用电磁感应现象制成的.（2）能的转化：发电机是把机械能转化为电能的装置.（3）基本结构：由转动部分——转子和固定部分——定子两大部分组成.实际的发电机比模型发电机复杂得多，但仍由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成.大型发电机一般采取线圈不动，磁极旋转的方式来发电，为了得到较强的磁场，还要用电磁铁代替永久磁体.教师用多媒体播放文件“发电机与电动机的区别”，并对学生讲解.5 进行新课二交变电流师：从发电机工作过程我们能看出，线圈转动一周，电流方向变化两次.周期性改变方向的电流叫交变电流，简称交流电.在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率.频率的单位是赫兹，线圈转动一周所用的时间叫周期.周期和频率是用来表示交流电特点的两个物理量.我国供生产和生活用的交流电周期是0.02秒，频率是50赫兹.教学板书课堂小结这节课我们了解了发电机的构造、原理和工作过程，知道了交流电的一些基本常识.磁生电是有条件的，即当导体切割磁感线时能产生感应电流，这时是机械能转化为电能；发电机就是根据这样的原理制成的，发电机由磁体、线圈、滑环、电刷组成.当线圈在磁场中转动时，线圈两边的导体做切割磁感线运动，则线圈中就产生了感应电流，由于线圈的转动，线圈产生的电流大小和方向都在改变，这样的电流我们叫做交流电，把这样的电流直接输送出来的发电机就是交流发电机，如果输出时通过一个换向器，那么就成了直流发电机.教材习题解答演示(P139)1.解答：磁极是环形的，线圈通过两个铜环、电刷和灯泡连接起来的，摇把是通过皮带带动线圈转动的.2.解答：发电机转速越快，小灯泡越亮.3.解答：转动摇把时，两二极管交替发光.动手动脑学物理(P142)2.解答：发电机主要由定子和转子构成；它的电能来源于转子的机械能；电能通过用电器转化成其他形式的能，如灯泡发光时将电能转化成光能和热能、电动机工作时将电能转化成机械能等.备课笔记小组问题探讨：直流电和交流电有什么区别？课外拓展：周期和频率是用来表示交变电流特点的两个物理量，周期是指交流发电机中线圈转动一周所用的时间，单位是“秒”；频率是指每秒内线圈转动的周数，它的单位是“赫”.我国使用的交变电流周期为0.02秒，频率是50赫，其意义是发电机线圈转一周所用的时间为0.02秒，即1秒内线圈转50周.因为线圈每转一周电流方向改变两次，所以，频率为50赫的交变电流在1秒钟内电流方向改变100次.5 教材习题解答备课笔记规律总结：发电机的原理是电磁感应现象，在使用时把其他形式的能量转化为电能；电动机的原理是通电导体在磁场中受力而转动，在使用时主要将电能转化为机械能.3.解答：手电筒灯泡的亮度比较稳定，手摇发电机灯泡一闪一闪的发光，发出的是交流电.4.解答：当你对着话筒说话或唱歌时，声音带动膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线圈在磁场中做切割磁感线的运动，能产生随声音的变化而变化的电流，经过放大后，通过扬声器还原成声音.5.解答：我国供生产和生活用的交流电频率是50Hz，电流方向在每秒内变化100次.6.解答：放电影用到小型汽油发电机，靠汽油机带动发电机发电；车辆上有用于供照明的发电机，它们是靠发动机带动的，发动机把汽油、柴油等物质的化学能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能.难题解答【例】如图是学习电磁现象过程中做过的几个实验，其中能反映发电机工作原理的是（）A.甲图是给带有铁芯的线圈通电，它能吸住铁片及重物B.乙图中有电流通过在小磁针上方的直导线中时，小磁针发生偏转C.丙图中闭合开关，铜棒ab中有电流通过时，它就会运动起来D.丁图中闭合开关，使导体ab沿箭头所示方向左右摆动，电流表指针发生偏转解析：发电机原理是电磁感应现象，即闭合电路中一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，即发电机的原理图中没有电源，有电源的实验装置图不是发电机原理图.答案：D布置作业：教师引导学生课后完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一课时的内容。教学反思1.这节课的内容比较多，但教材中明显地去掉了原来抽象难理解的发电机的工作原理，代之的是对原理的简单介绍，我们如何处理这个问题也是关键，实践证明：不过深地追究工作过程的完整性，只是对课本P140图20.5-5作一个简单的描述、趋势分析即可.2.教材没提到交直流发电机的转换，将换向器的知识再次使用一下，对学生来说难度不算太大，对他们的学习还有帮助，培养了学生的创新意识和创新能力，使之对发电机的转换有了清晰的认识.3.话筒的工作原理是在课后习题中出现的，把它与上节课所讲的扬声器结合起来，学生就有了完整的知识印象，对他们的记忆也是有帮助的.4.在学习发电机的过程中，以学生自主学习为主，结合图片和模型，解决有关问题，同时通过“话筒”、“磁记录”等内容，把所学知识应用于生产实际中，以培养学生的自学能力及终生的探索乐趣.5 教学过程中老师的疑问：教师点评和总结：5