資源簡介

2.磁場對電流的作用
3.電話和傳感器
教材分析
一、課標分析
1.探究并了解通電導線在磁場中會受到力的作用。
2.了解直流電動機的構造和工作原理及其能量轉化。
二、內(nèi)容和地位分析
本節(jié)課是第八章的第二課,前邊已經(jīng)學過了電磁感應現(xiàn)象的相關內(nèi)容,對學習此節(jié)課有較好的鋪墊作用,另外電動機和電話及傳感器與實際生活聯(lián)系緊密,在分析電動機及相關設備或器件的原理和能量轉化過程時,可選取的素材較多,便于老師滲透從生活走向物理,從物理走向社會的教育理念。
學情分析
學生已經(jīng)學習了電路的基礎知識、磁場的基本性質(zhì)和電流的磁效應。在認知層面上,因為生活中的電動機基本上都是封閉的,學生很難對其內(nèi)部結構獲得直觀的感性認識,而初中生思維雖然處在形象思維向抽象思維的過渡階段,但是仍以形象思維為主;通過前面一年的物理學習,學生也具備了一定的實驗探究能力和分析、解決問題的能力。
教學目標
1.了解通電導線在磁場中會受到力的作用。
2.認識通電導線在磁場中受力的方向與電流方向和磁場方向有關。
3.了解直流電動機的構造和工作原理及其能量轉化。
4.知道換向器在直流電動機中的作用。
核心素養(yǎng)
1.通過了解物理知識如何轉化成實際技術應用,進一步提高學生學習科學技術知識和應用物理知識的興趣。
2.通過認識電與磁之間的相互聯(lián)系,使學生樂于探索自然界的奧妙。
重點難點
重點:通電導線在磁場中受到力的作用。
難點:直流電動機的構造和工作原理,換向器的作用。
教學過程
教學環(huán)節(jié) 教學內(nèi)容 學生活動 教學意圖
環(huán)節(jié)一:導入新課 　　回憶奧斯特電生磁的實驗。 提問:奧斯特實驗說明電流對小磁針有力的作用,那么磁體對電流有沒有力的作用呢 我們知道生產(chǎn)和生活中的許多電器都需要電動機來帶動,電動機已經(jīng)深入到現(xiàn)代社會生產(chǎn)、生活的各個角落,那么電動機的工作原理是什么 電動機具有怎樣的結構 電動機工作過程中的能量轉化是怎樣的呢 　　學生思考并討論老師提出的問題。 　　通過提問的方式,引起學生思考和學習的興趣。
環(huán)節(jié)二:磁場對通電導線的作用 1.探究磁場對通電導線的作用。 演示實驗:通電導線在磁場中受到力的作用。 【演示1】把導線ab放在磁場里,接通電源。 老師請學生說出觀察到的現(xiàn)象,引導學生討論并得出結論。 現(xiàn)象:接通電源后導線ab向右運動了。 老師提出問題:通電導線在磁場中是不是永遠向一個方向運動呢 如果不是永遠向一個方向運動,那么有哪些方法可以改變它的運動方向呢 老師請學生進行猜想,然后利用演示實驗驗證學生的猜想是否正確。 【演示2】只改變剛才實驗中電流的方向,再做一次實驗,觀察導線ab的運動方向。 現(xiàn)象:導線ab向左運動。 【演示3】保持剛才實驗中電流的方向不變,把蹄形磁體兩極調(diào)換一下,使磁場方向與原來相反,觀察導線ab的運動方向。 　　 學生觀察實驗,閉合開關,導線ab會運動,說明通電導線在磁場中受到力的作用。 學生討論:通電導體在磁場中受力的作用,作用方向可能與電流方向有關,也可能與磁場方向有關。 學生觀察現(xiàn)象,總結實驗結論。實驗結論: (1)通電導線在磁場中要受到力的作用。 (2)通電導線在磁場中受力的方向跟電流方向、磁場方向都有關系。 　　 老師通過演示實驗,讓學生觀察現(xiàn)象,歸納總結的方式,鍛煉學生科學思維能力和分析歸納能力,體會科學探究的步驟和精神,培養(yǎng)學生利用科學方法解決實際問題的意識。
續(xù)表
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環(huán)節(jié)二:磁場對通電導線的作用 　　現(xiàn)象:導線ab向右運動。 老師提出問題:如果電流和磁場的方向都變得與原來相反,通電導線受力方向會怎樣 學生給出猜想后老師進行演示。 2.探究磁場對通電線圈的作用 老師提出問題:如果把一個通電的線框放到磁場中,線框會怎樣運動 (1)演示實驗:把線框放入磁場中,接通電源,讓電流通過,觀察線框的運動,并對線框進行受力分析。 　　當電流的方向或磁場的方向變得相反時,通電導線受力的方向也變得相反。當電流的方向和磁場的方向同時改變時,通電導線受力的方向不變。 學生觀察演示實驗并得出結論:通電線框在磁場中可以轉過一個角度,但不能持續(xù)轉動,而是來回扭轉。 通過現(xiàn)象分析,使學生深入理解磁場對通電導線的作用,培養(yǎng)學生的觀察能力和分析問題的能力。
續(xù)表
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環(huán)節(jié)二:磁場對通電導線的作用 (2)如何讓線圈轉動起來: 老師提出要求:請同小組的同學們合作,利用你身邊的器材,制作一個線圈并讓該線圈轉動起來。比比看哪個小組做得又快又好。 老師提醒學生注意: ①由于線圈是銅(或鋁)線繞制成的,電阻很小,線圈不轉動時通過線圈的電流較大,應盡量減少線圈在通電情況下靜止的時間。 ②線圈應靠近磁極,這樣線圈處于強磁場中,受到的力大,轉動快。 自制電動機: 一端漆皮全部刮掉,另一端只刮上半周或下半周。 這樣,線圈轉動越過平衡位置后,停止對線圈供電,由于慣性,線圈繼續(xù)轉動。轉動半周后再繼續(xù)供電,線圈就可以持續(xù)轉下去了。 例1　如圖所示,閉合開關,銅棒向左運動,為使銅棒向右運動,下列操作不可行的是(　　) A.只對調(diào)電源的正、負極 B.只對調(diào)磁體的N、S極 C.導線①接A、C接線柱,導線②接B、D接線柱 D.同時對調(diào)電源正、負極和磁體N、S極 　　 學生分組進行實驗,線圈兩端的漆包線,一端的絕緣漆全部刮掉,另一端只刮半周?？梢钥吹骄€圈能連續(xù)轉動起來。 學生思考討論并回答問題。 　　 制作電動機模型,通過電動機模型了解電動機轉動的原理。為接下來學習電動機的原理做鋪墊。 通過練習加深磁場對通電導體的作用規(guī)律的理解。
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環(huán)節(jié)三:電動機 1.學生閱讀課本相關內(nèi)容后思考: (1)電動機的基本結構和工作原理是什么 (2)什么是平衡位置 線圈為什么不能持續(xù)轉動下去 (3)如何使線圈持續(xù)轉動下去 2.電動機的工作過程: (1)介紹換向器是如何改變電流方向的,即直流電動機的工作過程。 (2)線圈中的電流方向是a→b→c→d,線圈在磁場中受力順時針轉動。 (3)當線圈轉動到平衡位置時,電刷與兩個半環(huán)間絕緣部分接觸,線圈中無電流,線圈不受力的作用,線圈由于慣性越過平衡位置。 (4)線圈越過平衡位置后,電刷與銅半環(huán)接觸,線圈中的電流方向是d→c→b→a,電流方向改變,導線ab、cd的受力方向改變,仍使線圈順時針轉動(無論線圈的哪個邊,只要它處于靠近S極的一側,電流都是從讀者這邊朝紙內(nèi)的方向流去,這時它的受力方向總是相同的,線圈就可以不停地轉下去)。 (5)線圈又轉至平衡位置,當線圈由于慣性越過平衡位置時,通過換向器改變了線圈中電流的方向,這樣線圈就會持續(xù)轉動下去。 　　 學生認真閱讀課本,積極思考,并舉手發(fā)言: 電動機由兩部分組成:能夠轉動的線圈和固定不動的磁體。在電動機里,能夠轉動的部分叫做轉子,固定不動的部分叫做定子。 學生認真聽老師講述,思考并理解電動機的工作過程。 　　 通過閱讀引起學生對電動機的學習興趣,培養(yǎng)學生信息提取能力和自學能力。 通過理解老師的講解,培養(yǎng)學生對電動機的物理觀念的理解和相應的科學思維能力。
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教學環(huán)節(jié) 教學內(nèi)容 學生活動 教學意圖
環(huán)節(jié)三:電動機 　　3.電動機的工作原理及能量轉化: 提問:(1)電動機是根據(jù)什么原理制成的 (2)你能說出電動機工作時能量是如何轉化的嗎 老師引導學生根據(jù)通電而運動,消耗電能得到機械能回答。 4.電動機和發(fā)電機的對比: 老師引導學生對比電動機和發(fā)電機的區(qū)別和聯(lián)系: 　　例2　在“科技節(jié)”活動中,小明制作了如圖所示的“小發(fā)明”。閉合兩開關后電動機都能轉動,小燈泡發(fā)光。下列說法不正確的是(　　) A.甲電動機是利用通電線圈在磁場中受力轉動原理工作的 B.對調(diào)電源正、負極,小燈泡將不發(fā)光 C.甲電動機相當于電路中的用電器 D.乙電動機是利用電磁感應原理工作的 　　學生:電動機是根據(jù)通電線圈在磁場中受力轉動的原理制成的。 學生:電動機工作時,將電能轉化為機械能。 跟隨老師的思路,與老師一起分析比較電動機與發(fā)電機的區(qū)別和聯(lián)系。 學生思考、討論并回答問題。 　　通過提問的方式,調(diào)動學生的學習興趣,逐步形成電動機工作原理的物理觀念和電動機工作過程中的能量轉化觀念。 通過相似模型的比較,培養(yǎng)學生形成辯證的科學思維能力和分析歸納能力。 通過練習和對比,強化學生對發(fā)電機和電動機原理的理解。
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環(huán)節(jié)四:電話和傳感器 1.聲信息與電信息: (1)提出問題:怎樣把振動的聲音信息轉化成電流的信息呢 演示:把聲音信息轉換成電流信息。首先按課本第135頁圖8-3-3組裝好實驗器材,然后讓一個學生大聲說話、唱歌。請同學們觀察示波器上圖形的變化情況。 現(xiàn)象:當對著線圈說話時,示波器上浮現(xiàn)了與聲音變化相對應的圖形。 學生交流分析:根據(jù)電磁感應現(xiàn)象,當置于磁極附近的線圈在聲音推動下做切割磁感線振動時,線圈中會產(chǎn)生與聲音變化相應的感應電流。 (2)學生分組交流并設計實驗探究:把電流信息還原成聲音信息。 學生按照課本第136頁圖8-3-4組裝實驗器材并進行實驗,實驗現(xiàn)象可以表明變化的電流可以轉化為振動。如果通過線圈的電流是由聲音轉化而成的,類似裝置就可以把聲音還原。 (3)把上面的演示實驗和同學們的探索實驗組合起來,就設計出了電話的主要構造:話筒和聽筒。 (4)電話的工作原理:振動——變化的電流——振動。 ①話筒的工作原理:當人對著話筒說話時,聲波使膜片振動,膜片忽松忽緊地擠壓接觸關不緊密的碳粒,使電阻忽大忽小,在電路中就產(chǎn)生了強弱按聲音變化的電流。 ②聽筒的工作原理:強弱變化的電流傳到聽筒里,使電磁鐵的磁性變化起來,對膜片(薄鐵片)的吸引力也忽強忽弱,這樣膜片也振動起來了,發(fā)出和對說話相同的聲音。 2.通過閱讀第3節(jié)的內(nèi)容思考并回答下列問題: (1)動圈式話筒: 動圈式話筒的作用是什么 原理是什么 基本構造是什么 工作過程是什么 　　 同學們自學并交流電話的發(fā)展歷史。 學生根據(jù)老師要求閱讀課文,并回答問題。 動圈式話筒的作用是把聲音轉化為電流;原理是電磁感應現(xiàn)象;基本構造是在接收聲音的膜片后粘著一個線圈,它能隨膜片儀器振動,膜片后有一個環(huán)形永磁體,線圈置于它的磁場中;工作過程是當對著話筒說話時,聲音使膜片振動,線圈也跟著在磁場中運動,產(chǎn)生隨聲音變化而變化的電流,經(jīng)放大后,通過揚聲器還原成聲音。 通過閱讀及回答問題,形成對動圈式話筒和揚聲器的初步認識,加深對它們工作原理的理解,體會電磁感應現(xiàn)象和磁場對通電導線的作用在實際生活中的應用。
續(xù)表
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環(huán)節(jié)四:電話和傳感器 　　(2)揚聲器: 揚聲器的作用是什么 原理是什么 基本構造是什么 工作過程是什么 3.傳感器: (1)傳感器是實現(xiàn)信息轉換信號的器件。 (2)生活中常見的傳感器及其應用:聲音傳感器、溫度傳感器、紅外線傳感器、光傳感器、煙氣傳感器、壓力傳感器等。 例3　如圖所示的是動圈式話筒內(nèi)部結構圖,對著話筒說話時,聲帶振動發(fā)出聲音,使膜片帶動線圈做切割磁感線運動,產(chǎn)生的　　　　進入揚聲器,將聲音放大;話筒的工作原理是　　　　　　。線圈切割磁感線運動的過程中,將　　　　能轉化為電能。 例4　如圖所示的是揚聲器(喇叭)的結構圖。當揚聲器的線圈中通入因攜帶聲音信息而時刻變化的電流時,線圈會在永磁體的作用下受到力的作用并帶動紙盆振動發(fā)聲。下列說法中錯誤的是(　　) A.揚聲器工作時是將電能轉化為機械能 B.揚聲器的工作原理是通電線圈在磁場中受力運動 C.揚聲器中的永磁體周圍存在磁場 D.揚聲器工作時線圈中的電流不變 　　揚聲器的作用是把電信號轉換成聲信號;原理是通電導體在磁場中受力的作用;基本構造由永磁體、線圈、錐形紙盆構成;工作過程是當線圈中通過電流時,線圈受到磁體的吸引向左運動,當線圈中通過相反方向的電流時,線圈受到磁體的排斥向右運動,由于通過線圈的電流是交變電流,它的大小和方向不斷變化,電流的方向影響紙盆運動的方向,電流的大小影響紙盆振動的幅度,于是揚聲器就發(fā)出了隨電流變化的聲音。 學生思考、討論并回答問題。 　　通過練習,強化學習效果,鍛煉學生利用現(xiàn)有知識解決實際問題的能力。
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板書設計 2.磁場對電流的作用 3.電話和傳感器 一、磁場對通電導線的作用 1.通電導線在磁場中受到力的作用。 2.通電導體所受力的方向跟電流方向、磁場方向有關。 二、電動機 1.結構:定子、轉子。 2.工作原理:通電線圈在磁場中受力轉動。 3.換向器:當線圈轉過平衡位置時,能夠自動改變線圈中的電流方向,使線圈繼續(xù)轉動。 4.電動機工作時,將電能轉化為機械能。 三、電話和傳感器
課堂練習 相關練習
課堂小結 本節(jié)課你學到了什么 有哪些收獲呢
作業(yè)布置 第八章第2節(jié)、第3節(jié)。
教學反思

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