初三物理發(fā)電機(jī)教案
初三物理發(fā)電機(jī)教案
(一)教學(xué)目的
1.知道發(fā)電機(jī)的工作原理。
2.知道交流發(fā)電機(jī)的主要構(gòu)造。
3.知道什么是交流電,能區(qū)分交流電和直流電。知道我國生產(chǎn)和生活用的交流電的周期是0.02秒、頻率是50赫茲的含義。
4.培養(yǎng)學(xué)生把物理規(guī)律應(yīng)用于實(shí)際的能力。
(二)教具
手搖發(fā)電機(jī)一臺(tái),小燈泡一只,演示電流表一只,自制交流電的產(chǎn)生演示器(參見圖12l)一臺(tái),兩把小刀,交流發(fā)電機(jī)掛圖一幅,小黑板一塊(寫好題目)。
(三)教學(xué)過程
1.復(fù)習(xí)
提問:什么叫電磁感應(yīng)?(教師強(qiáng)調(diào)閉合、切割)
提問:感應(yīng)電流的方向跟哪些因素有關(guān)?教師強(qiáng)調(diào)導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動(dòng)方向改變,或者磁感線方向改變時(shí),感應(yīng)電流方向就改變。)
提問:閉合電路的一部分導(dǎo)體沿圖1(出示小黑板)中箭頭方向運(yùn)動(dòng)時(shí),哪些情況可以產(chǎn)生感應(yīng)電流?(為了幫助學(xué)生理解圖意,教師可用鋁芯導(dǎo)線作直導(dǎo)體,兩端用細(xì)軟銅線連成閉合電路,把兩條形磁體放在兩堆書上,讓鋁芯導(dǎo)線在磁場中分別做圖中的運(yùn)動(dòng)。)
2.進(jìn)行新課
(1)發(fā)電機(jī)原理
提問:把上述直導(dǎo)體彎成線圈,使它在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng),能否產(chǎn)生感應(yīng)電流呢?
教師邊提問邊動(dòng)手,把鋁導(dǎo)線彎成線圈并在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng),讓學(xué)生思考片刻之后,教師說明:為了便于我們觀察和分析,我們在線圈上裝一個(gè)轉(zhuǎn)軸,并用鐵架臺(tái)固定,做成圖2所示的裝置,轉(zhuǎn)動(dòng)線圈,引導(dǎo)學(xué)生分析,磁感線是水平方向的,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ab邊和cd邊切割了磁感線,能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流。發(fā)電機(jī)就是根據(jù)上述原理制成的。
板書:〈第二節(jié)發(fā)電機(jī)
1.發(fā)電機(jī)的原理:電磁感應(yīng)現(xiàn)象〉
(2)發(fā)電機(jī)的構(gòu)造
教師講:實(shí)際利用上述原理制成發(fā)電機(jī)時(shí),還有一些技術(shù)問題需要我們?nèi)ソ鉀Q,如:線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),會(huì)帶動(dòng)輸出電流的銅線纏在一起。提問:誰能想辦法解決這個(gè)問題呢?讓學(xué)生思考討論一會(huì)兒之后,出示鋁環(huán)、電刷等并裝上(如果時(shí)間不允許,可以直接出示課前裝好的一套裝置),讓學(xué)生拿著電刷靠在兩鋁環(huán)上,轉(zhuǎn)動(dòng)線圈,觀察鋁環(huán)和電刷的工作情況。
教師講:為了使輸出的電流較大,實(shí)際制作發(fā)電機(jī)時(shí),導(dǎo)線要繞成多匝線圈。
出示手搖發(fā)電機(jī),簡介構(gòu)造。
板書:〈2.發(fā)電機(jī)的構(gòu)造:由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成,包括磁極、線圈、銅環(huán)、電刷等〉
演示:搖動(dòng)發(fā)電機(jī)大輪,小燈泡發(fā)光,驗(yàn)證了上述理論。
(3)交流電與直流電
講述:下面我們來研究發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流有些什么特點(diǎn)。要研究電流的特點(diǎn),就需要借助電流表,教師邊講邊用電流表換下小燈泡,緩慢搖動(dòng)大輪,要求學(xué)生觀察電流表指針運(yùn)動(dòng)情況。
引導(dǎo)學(xué)生分析:指針左右擺動(dòng),表明電流方向在周期性地重復(fù)變化。引出交流電、直流電的概念,并加以區(qū)別。
板書:〈3.交流電:周期性改變方向的電流〉
提問:為什么這種發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流方向在改變呢?
分析:感應(yīng)電流的方向是由導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動(dòng)方向和磁感線的方向決定的,感應(yīng)電流方向的變化肯定是由這二者之一變化所引起的,在剛才這種發(fā)電機(jī)中,磁極是固定的,所以,這種發(fā)電機(jī)中電流方向的變化肯定是由于線圈切割磁感線的運(yùn)動(dòng)方向變化所引起的。下面我們用模型來研究這個(gè)問題。
演示:在線圈ab邊和cd邊上用透明膠綁兩把小刀,刀口朝轉(zhuǎn)動(dòng)方向,轉(zhuǎn)動(dòng)線圈,學(xué)生觀察刀口的方向變化情況(即切割磁感線的運(yùn)動(dòng)方向變化情況),驗(yàn)證上述分析的`結(jié)論。
講解:這種發(fā)電機(jī)由于產(chǎn)生的電流是交流電,所以稱為交流發(fā)電機(jī)。下面進(jìn)一步研究電流變化的特點(diǎn):
結(jié)合模型和掛圖分析,把任意一邊的運(yùn)動(dòng)路線和方向畫出來(圖3),線圈每次轉(zhuǎn)動(dòng)到A、B兩點(diǎn)時(shí),切割磁感線的方向發(fā)生改變,電流方向也要發(fā)生改變。所以線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周,電流方向變化兩次。
講解:周期和頻率是用來表示交流電特點(diǎn)的兩個(gè)物理量(不給定義),我國供生產(chǎn)和生活用的交流電的周期是0.02秒,頻率是50赫茲,其意義是發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)一周用0.02秒,即1秒內(nèi)線圈轉(zhuǎn)50周。因?yàn)榫�圈每轉(zhuǎn)一周電流方向變化兩次,所以頻率是50赫茲的交流電電流方向每秒鐘改變100次。
交流電跟我們從電池得到的電流有所不同,從電池得到的電流的方向不變,通常叫做直流電。
板書:〈我國供生產(chǎn)和生活用的交流電周期0.02秒,頻率50赫。
直流電的電流方向不變。〉
(4)討論:發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)器。
①發(fā)電機(jī)輸出什么能?
②要發(fā)電機(jī)發(fā)電,我們必須給它提供什么能?這種能量從哪里得到?
板書:〈4.發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。〉
(5)請學(xué)生閱讀課文最后三個(gè)自然段,然后教師結(jié)合課本彩圖介紹水電站和實(shí)際的大型發(fā)電機(jī)。
3.小結(jié):歸納本節(jié)課學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。
4.作業(yè):在課上做練習(xí)1、2題,思考練習(xí)3。
(四)說明
1.本節(jié)屬于應(yīng)用課,教學(xué)中應(yīng)該注意啟發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力。
2.本節(jié)是初中物理教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn):學(xué)生受空間想象能力所限,不容易看懂書上的圖形,更難通過靜止的圖形想象連續(xù)的運(yùn)動(dòng)過程,所以,制作直觀的模型是教師備課的重要工作,也是教好本節(jié)內(nèi)容的關(guān)鍵。
3.很多學(xué)生看到課本中的圖125甲、丙兩圖中線圈平面與磁感線垂直,就認(rèn)為導(dǎo)線切割磁感線,圖乙、丁兩圖中線圈平面與磁感線平行,就認(rèn)為導(dǎo)線沒切割磁感線,本教案中在ab邊和cd邊上綁兩把小刀能很好地突破這一難點(diǎn),排除學(xué)生的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。
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