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(共29張PPT)
電動機(jī)通電后能夠轉(zhuǎn)動
磁場對電流的作用
大彎至佳實驗學(xué)校 陳開福
提出問題
小電動機(jī)是由哪些部件組成的
小電動機(jī)為什么會轉(zhuǎn)動呢
猜想與假設(shè):
電動機(jī)的轉(zhuǎn)動可能是
線圈受到磁場作用的緣故.
設(shè)計方案:
先研究一根通電導(dǎo)線放在磁場中,觀察它的運(yùn)動。
S
N
磁場對電流的作用
I
觀察與思考
實 驗
1、閉合開關(guān)觀察，原來靜止在磁場中的導(dǎo)體運(yùn)動情況．
2、磁場方向不變，改變電流方向，觀察磁場中導(dǎo)體運(yùn)動方向．
3、電流方向不變，改變磁場方向，觀察磁場中導(dǎo)體運(yùn)動方向．
4、同時改變電流方向、磁場方向，觀察磁場中導(dǎo)體運(yùn)動方向．
實驗表明：磁場對電流作用力的方向跟電流方向和磁場方向有關(guān)系，并且力的方向與電流和磁場的方向垂直。
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F
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當(dāng)電流方向與磁場方向平行時，通電導(dǎo)體不
受力的作用
A
B
C
磁場對通電線圈的作用
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F
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通電線圈在磁場中會發(fā)生轉(zhuǎn)動
A
B
C
D
分析
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但是當(dāng)線圈的平面與磁場垂直時，就會停止轉(zhuǎn)動……
A
B
C
D
線圈平面和磁感線垂直時,這個位置叫平衡位置
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如果在線圈靠慣性越過平衡位置的瞬間，不改變其中的電流方向……
線圈將會反向轉(zhuǎn)動回去
A
B
C
D
通電線圈在磁場中受力作用會轉(zhuǎn)動,但不能持續(xù)轉(zhuǎn)動。
分析上面的過程得到的結(jié)論是：
問題
怎樣才能使通電線圈在磁場中持續(xù)轉(zhuǎn)動？
改變電流方向
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如果在線圈靠慣性越過平衡位置的瞬間，立刻改變其中的電流方向……
線圈就會繼續(xù)轉(zhuǎn)動下去
A
B
C
D
能夠完成這一任務(wù)的裝置叫做換向器
彼此絕緣的兩個半圓環(huán)
一對與電源連接的電刷
換向器的作用:
當(dāng)線圈剛越過平衡位置時,換向器自動改變電流的方向使線圈能持續(xù)地轉(zhuǎn)動下去
直流電動機(jī)的基本組成部分
磁體
線圈（電樞）
換向器
轉(zhuǎn)子
定子
直流電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 轉(zhuǎn)速可以連續(xù)調(diào)節(jié)
直流電動機(jī)
電動機(jī)是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的動力機(jī)器
使用直流電的電動機(jī)
叫做直流電動機(jī)
通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動是電動機(jī)的基本原理
小知識
方向不變的電流叫做直流電，如干電池、蓄電池提供的電流都是直流電。
直流電動機(jī)的制造原理:
電動機(jī)能的轉(zhuǎn)化:
(1)如何控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向？
(2)若電動機(jī)不轉(zhuǎn)，可能的原因有哪些？
　　
請同學(xué)們分析討論
（1）改變電流的大小，改變磁場強(qiáng)弱
（2）電流太小，磁場太弱，摩擦力太大
生活 物理 社會
磁懸浮列車
磁懸浮列車就是利用磁極間相互作用的原理設(shè)計的。由于列車和軌道之間沒有直接接觸，大大減小了運(yùn)行阻力，速度可達(dá)500Km/h
一、磁場對電流有力的作用，作用力的方向跟電流方向和磁場方向有關(guān)系。
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S
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I
I
I
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換向器：彼此絕緣的兩個半圓環(huán)
一對與電源連接的電刷
二、直流電動機(jī)工作原理
電源
磁體
磁體
直流電動機(jī)的基本組成部分
線圈
二、直流電動機(jī)工作原理
3.電動機(jī)是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的動力機(jī)器
1.使用直流電的電動機(jī)叫做直流電動機(jī)
2.通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動是電動機(jī)的基本原理
4.利用換向器來改變線圈中的電流方向.
換向器的作用:
當(dāng)線圈剛越過平衡位置時,換向器自動改變電流的方向使線圈能持續(xù)地轉(zhuǎn)動下去
練習(xí):
1．磁場對電流作用力的方向與 方向和＿＿＿＿方向有關(guān)。
電流
磁場
2．電動機(jī)的工作原理是 電動機(jī)在工作過程中＿＿能轉(zhuǎn)化為＿＿＿能。
通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動
電
機(jī)械
3．最簡單的直流電動機(jī)的換向器是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，它的作用是改變通過＿＿＿＿的電流方向，以便電動機(jī)能夠連續(xù)轉(zhuǎn)動。
兩個彼此絕緣的金屬半環(huán)
線圈
4．關(guān)于通電導(dǎo)線在磁場里受力的方向與電流的方向和磁感線的方向之間的關(guān)系，下列說法中錯誤的是 ( )
A．改變電流方向，導(dǎo)體受力方向也會改變
B．改變磁場方向，導(dǎo)體受力方向也會改變
C．同時改變電流方向和磁場方向，導(dǎo)體受力方向也會改變
D．同時改變電流方向和磁場方向，導(dǎo)體受力方向不會改變
練習(xí):
5．如圖所示，進(jìn)行通電導(dǎo)線在磁場中受力運(yùn)動實驗，回答下列問題：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（1）把導(dǎo)線放在磁場里，接通電源，讓電流通過導(dǎo)線ab，會發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線ab　　　?。?br/>（2）把電源的正負(fù)極對調(diào)后接入電路，使通過
導(dǎo)線的電流方向與原來相反，這時導(dǎo)線ab　　　　；
（3）保持電源的正負(fù)極不變，對調(diào)磁體的磁極，
使磁場的方向與原來相反，這時導(dǎo)線ab　　　　。
由此可以得出通電導(dǎo)線在磁場中要受到力的作用，
而且受力的方向跟　　 　　的方向
和 的方向都有關(guān)系。
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練習(xí):登陸21世紀(jì)教育 助您教考全無憂
《磁場對電流的作用》 說課教案
成都市大彎至佳實驗學(xué)校 陳開福
1、 說教材
1、 教材分析
《磁場對電流的作用》為九年級第八章《電磁相互作用及應(yīng)用》的第四節(jié)。本章知識是電學(xué)知識的延伸擴(kuò)展，利用磁場產(chǎn)生電流的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，初步揭示了電和磁之間的聯(lián)系?！洞艌鰧﹄娏鞯淖饔谩穭t主要講述磁場對通電直導(dǎo)線和通電線圈的作用，并把這種作用應(yīng)用到生活中的典型實例——電動機(jī)。教材從生活中的小電動機(jī)出發(fā)引入教學(xué)，體現(xiàn)出物理來自于生活，又應(yīng)用于生活的學(xué)科特點(diǎn)。
2、教學(xué)重難點(diǎn)：
重點(diǎn)：探究磁場對電流的作用規(guī)律
難點(diǎn)：理解電動機(jī)的原理 理解電動機(jī)在工作過程中的換向問題
3、教學(xué)準(zhǔn)備：
電源、開關(guān)、導(dǎo)線、馬蹄形磁鐵、金屬棒、模型光滑的平行金屬軌道、方形線圈、玩具上的小電動機(jī)、直流電動機(jī)、、學(xué)生電源、通電矩形線圈轉(zhuǎn)動演示掛圖
2、 說學(xué)生
學(xué)習(xí)本節(jié)課的學(xué)生首先已經(jīng)初步具備了的電流與磁場之間有一定聯(lián)系的知識結(jié)構(gòu)，物理思想已經(jīng)有了一定基礎(chǔ)，但他們的思維還是以形象思維為基本思維方式,喜歡動手動腦，對直觀內(nèi)容比較感興趣，但欠缺對問題的深入思考及理性化的思維過程.因為本節(jié)課主要是從現(xiàn)象入手，而得出比較復(fù)雜的結(jié)論.所以在細(xì)致設(shè)計探究與活動過程之后，學(xué)生的學(xué)習(xí)不會存在問題。
3、 說教學(xué)程序設(shè)計
通過對教材、學(xué)生的分析以及教法和學(xué)法的要求，為了更好的實現(xiàn)本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，我對本節(jié)課設(shè)計了三個教學(xué)環(huán)節(jié)：
1、 創(chuàng)設(shè)情景，實物展示引入
利用各種電動玩具的展示，揭示電動機(jī)是這些用電器的共同點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生興趣，然后提出“電動機(jī)為什么可以轉(zhuǎn)動”的問題，誘發(fā)探索欲望引入新課，也引導(dǎo)學(xué)生從生活中去探索物理知識。
2、 實驗釋疑，合作探究
（1） 觀察電動機(jī)的結(jié)構(gòu)
通過對各類電動玩具的使用，分析物體運(yùn)動狀態(tài)改變的原因，得出物體受力的影響因素是電流和磁場，為接下來的實驗探究奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。
（2） 觀察磁場對通電直導(dǎo)線的作用
回顧馬蹄形磁體的磁場特點(diǎn)，組裝實驗裝置，閉合開關(guān)之前確定好磁場方向和即將通過的電流方向，閉合開關(guān)后觀察通電直導(dǎo)線的運(yùn)動方向。然后提出問題：如果想要直導(dǎo)線向相反的方向運(yùn)動，應(yīng)如何操作？讓學(xué)生順著自己的思路進(jìn)行探究，探究結(jié)束后把觀察到的實驗現(xiàn)象進(jìn)行歸納總結(jié)。得出“磁場對電流有力的作用，力的方向與磁場方向和電流方向有關(guān)”的規(guī)律。這個環(huán)節(jié)通過學(xué)生實驗，體現(xiàn)學(xué)生探究意識，有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和分析歸納能力，突出教學(xué)重點(diǎn)。
（3） 觀察磁場對通電線圈的作用
通過問題設(shè)置懸念，提出“通電直導(dǎo)線在磁場中受力，如果導(dǎo)線是彎曲的又會如何？”的問題，激發(fā)學(xué)生求知欲望，使教學(xué)過程具有連貫性。然后動手探究，把線圈放在磁場中，觀察通電后的運(yùn)動情況，得到通電線圈能在磁場中轉(zhuǎn)動，但不能在磁場中持續(xù)轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象。這個環(huán)節(jié)延續(xù)上一個教學(xué)環(huán)節(jié)，然學(xué)生參與思考和探究，體現(xiàn)出知識的連續(xù)性和延展性。
（4） 通電線圈在磁場中不能連續(xù)轉(zhuǎn)動的原因分析
通過多媒體展示，分析通電線圈在磁場中的受力情況和運(yùn)動情況，并分析不能連續(xù)轉(zhuǎn)動的原因，通過現(xiàn)象看本質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成追根問底的習(xí)慣。
（5） 直流電動機(jī)的工作原理
教師提出問題：如何讓通電線圈在磁場中持續(xù)轉(zhuǎn)動？進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的思維，引起學(xué)生繼續(xù)探究的興趣。然后引導(dǎo)學(xué)生回顧通電直導(dǎo)線在磁場中的受力情況，得到改變磁場方向和電流方向可以使線圈通過平衡位置后繼續(xù)轉(zhuǎn)動，通過多媒體展示直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)，理解直流電動機(jī)的工作原理。該環(huán)節(jié)充分體現(xiàn)出物理知識的應(yīng)用和生活特點(diǎn)，與引入環(huán)節(jié)的物理來源于生活遙相呼應(yīng)，顯示了課堂知識的完整性。
3、 鞏固應(yīng)用，拓展提高
為了加深學(xué)生對電動機(jī)工作原理的理解，培養(yǎng)學(xué)生分析解決實際問題的能力，課堂利用練習(xí)幫助學(xué)生學(xué)會利用新學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)造能力。
4、 說教學(xué)效果評估
本節(jié)課內(nèi)容不多，對學(xué)生的思維能力和動手操作要求較高，對于直流電動機(jī)的工作過程也需要一定的空間想象能力和理解能力，學(xué)生學(xué)習(xí)時有一定的難度。教學(xué)過程中，既要注重知識的連續(xù)性和學(xué)生對所學(xué)知識的理解，又要注重培養(yǎng)學(xué)生的探究意識，提高學(xué)生的思維能力和解決實際問題的能力。課堂設(shè)計從學(xué)生熟悉的生活現(xiàn)象引入，學(xué)生會表現(xiàn)出強(qiáng)烈的興趣，積極參與探究，讓學(xué)生真切的感悟到，學(xué)習(xí)就是生活，物理就在身邊。
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磁場對電流的作用
大彎自佳實驗學(xué)校 陳開福
教學(xué)目的：
1、知道磁場對通電導(dǎo)體有作用力。
2、知道通電導(dǎo)體在磁場中受力的方向與電流方向和磁感應(yīng)線方向有關(guān)，改變電流方向或改變磁感線方向，導(dǎo)體的受力方向隨著改變。
3、知道通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的道理。
4、知道通電導(dǎo)體和通電線圈在磁場中受力而運(yùn)動，是消耗了電能，得到了機(jī)械能。
5、培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和推理、歸納、概括物理知識的能力。
教學(xué)重難點(diǎn)：
重點(diǎn)：探究磁場對電流的作用規(guī)律
難點(diǎn)：理解電動機(jī)的原理
過程與方法：
1．通過對影響通電直導(dǎo)線在磁場中受力方向的因素的猜想，逐漸學(xué)會根據(jù)現(xiàn)象科學(xué)、大膽地猜想；
2．通過驗證影響通電直導(dǎo)線在磁場中受力方向因素的實驗設(shè)計，進(jìn)一步理解并掌握控制變量法；
3．通過對通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動這個現(xiàn)象的分析，逐漸學(xué)會用動態(tài)的觀點(diǎn)去解釋一個物理過程。
情感、態(tài)度與價值觀：
通過介紹電動機(jī)發(fā)展歷程和應(yīng)用，使學(xué)生了解科技進(jìn)步是人類社會進(jìn)步的巨大推動力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)、熱愛科學(xué)、關(guān)注科技進(jìn)步的良好科學(xué)素質(zhì)。
教學(xué)過程：
提問：電動機(jī)為什么能夠持續(xù)轉(zhuǎn)動？電動機(jī)是根據(jù)什么原理工作的呢？
講述：要回答這個問題，還得請同學(xué)們回憶一下奧斯特實驗的發(fā)現(xiàn)--電流周圍存在磁場，電流通過它產(chǎn)生的磁場對磁體施加作用力(如電流通過它的磁場使周圍小磁針受力而轉(zhuǎn)動)。根據(jù)物體間力的作用是相互的，電流對磁體施加力時，磁體也應(yīng)該對電流有力的作用。下面我們通過實驗來研究這個推斷。
一、通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用
提出問題：力是有方向的，通電導(dǎo)體在磁場中受力的方向可能與哪些因素有關(guān)？
猜 想：可能與磁場方向和電流方向有關(guān)
實驗方法：控制變量
進(jìn)行實驗：
　　(1)磁場方向不變，改變電流方向.
　　(2)電流方向不變，改變磁場方向.
實驗：
（1）介紹實驗裝置，并連接好。滲透設(shè)計思想，明確實驗研究對象是銅棒。
（2）讓學(xué)生明確實驗?zāi)康?，即磁場能否讓通電后的銅棒運(yùn)動。
（3）實驗條件逐步演示并觀察實驗現(xiàn)象，完成記錄表格。
1 靜止的銅棒通電后發(fā)生什么現(xiàn)象？原因是什么？ 運(yùn)動受力
2 銅棒的運(yùn)動方向、電流的方向和磁感線方向的角度關(guān)系？ 互相垂直
3 不改變磁場方向而改變電流的方向，銅棒運(yùn)動方向如何？ 改變方向
4[來 不改變電流的方向，而改變磁場方向，銅棒運(yùn)動方向怎樣？ 改變方向
（4）學(xué)生根據(jù)實驗現(xiàn)象，分析得出結(jié)論。
通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用。力的方向，電流的方向和磁場線的方向互相垂直。通電導(dǎo)體在磁場里受力的方向跟電流的方向和磁感線的方向有關(guān)。
提出問題：通電導(dǎo)體在磁場中受到力的大小可能與哪些因素有關(guān)？
通電導(dǎo)體在磁場中受到力的大小可能與磁場強(qiáng)弱、電流大小有關(guān)。
提問：在上述實驗中能量是如何轉(zhuǎn)化的？獲得的機(jī)械能能否加以利用？
電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 通過電動機(jī)利用機(jī)械能。
二、直流電動機(jī)：
提問：應(yīng)用上面的實驗結(jié)論，我們來分析一個問題：如果把直導(dǎo)線彎成線圈，放入磁場中并通電，它的受力情況是怎樣的呢？
出示方框線圈在磁場中的直觀模型，出示掛圖（此時，圖中還沒有標(biāo)出受力方向）。
引導(dǎo)學(xué)生分析：通電時，圖甲中ab邊和cd邊都在磁場中，都要受力，因為電流方向相反，所以受力方向也肯定相反。提問：你們想想看，線圈會怎樣運(yùn)動呢？
1．原理：通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動
　提問：直流電動機(jī)中的線圈為何能連續(xù)轉(zhuǎn)動下去？
演示實驗：將線圈兩端的漆全部刮去后通電，讓學(xué)生觀察線圈的運(yùn)動情況?！?br/>提問：線圈為什么會來回擺動，而不會連續(xù)呢？
教師指明：線圈轉(zhuǎn)動正是因為兩條邊受力方向相反，在掛圖上標(biāo)明ab和cd邊的受力方向。
利用模型和掛圖分析：在圖1位置時，兩邊受力方向相反，但不在一條直線上，所以線圈會轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)動到圖2位置時，兩邊受力方向相反，且在同一直線上，線圈在平衡力作用下保持平衡而靜止。在圖3位置時，兩邊受力方向相反，但不在一條直線上，且線圈受力方向與圖1受力方向相反，所以線圈會反向轉(zhuǎn)動，造成線圈來回轉(zhuǎn)動。
演示實驗：將線圈兩端的漆只刮去一半后通電，讓學(xué)生觀察線圈的運(yùn)動情況?！?br/>教師指明：線圈轉(zhuǎn)動正是因為兩條邊受力方向相反，線圈能自動改變線圈中的電流，所以線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動。
實驗：直流電動機(jī)模型通電后連續(xù)轉(zhuǎn)動
2．換向器的作用：
　　當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置，換向器就會自動改變線圈中的
　　電流方向，從而改變線圈的受力方向，使線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動下去.
　(1)如何控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向？ (2)若電動機(jī)不轉(zhuǎn)，可能的原因有哪些？
　　學(xué)生分析討論
課堂練習(xí)
1．磁場對電流作用力的方向與 方向和 方向有關(guān)。
2．電動機(jī)的工作原理是 電動機(jī)在工作過程中 能轉(zhuǎn)化為 能。
3．最簡單的直流電動機(jī)的換向器是 ，它的作用是改變通過 的電流方向，以便電動機(jī)能夠連續(xù)轉(zhuǎn)動。
4．關(guān)于通電導(dǎo)線在磁場里受力的方向與電流的方向和磁感線的方向之間的關(guān)系，下列說法中錯誤的是 ( )
A．改變電流方向，導(dǎo)體受力方向也會改變
B．改變磁場方向，導(dǎo)體受力方向也會改變
C．同時改變電流方向和磁場方向，導(dǎo)體受力方向也會改變
D．同時改變電流方向和磁場方向，導(dǎo)體受力方向不會改變
5．如圖所示，進(jìn)行通電導(dǎo)線在磁場中受力運(yùn)動實驗，回答下列問題：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（1）把導(dǎo)線放在磁場里，接通電源，讓電流通過導(dǎo)線ab，會發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線ab　　　??；
（2）把電源的正負(fù)極對調(diào)后接入電路，使通過
導(dǎo)線的電流方向與原來相反，這時導(dǎo)線ab　　　??；
（3）保持電源的正負(fù)極不變，對調(diào)磁體的磁極，
使磁場的方向與原來相反，這時導(dǎo)線ab　　　　。
由此可以得出通電導(dǎo)線在磁場中要受到力的作用，
而且受力的方向跟　　 　　的方向
和 的方向都有關(guān)系。
　　
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