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16.3 磁場對電流的作用 電動機 【教學目標】 一、知識與技能 1、知道磁場對通電導體有作用力。知道通電導體在磁場中受力的方向與電流方向和磁感線方向有關(guān)。 2、知道通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的道理。知道通電導體和通電線圈在磁場中受力而運動，是消耗了電能，得到了機械能。 3、培養(yǎng)學生觀察能力和推理、歸納、概括物理知識的能力。 二、過程與方法： 1、經(jīng)歷觀察和探究磁場對電流的作用的過程； 2、分析直流電動機的主要結(jié)構(gòu)和工作原理 三、情感態(tài)度與價值觀： 1、通過了解物理知識轉(zhuǎn)化成為實際技術(shù)的過程,進一步提高學習科學技術(shù)知識的興趣； 2、初步培養(yǎng)創(chuàng)造發(fā)明意識；樂于探究通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動、連續(xù)轉(zhuǎn)動的原因 【教學重點】 觀察通電導體、通電線圈在磁場中受力運動的過程；電動機的原理 【教學難點】 理解電動機的原理 【實驗器材】 電池組一只,開關(guān)一只,導線托架兩個,小磁針一個,直流電動機模型一個,直導體(鋁箔筒),蹄形磁體一個,環(huán)行磁體一個,自繞線圈一個,鐵架臺一個, 方框線圈在磁場中的直觀模型, 電刷和換向器模型. 【教學方法】 實驗、探究、討論、歸納 【教學過程】 教師活動 教 學 內(nèi) 容 學生活動 教學媒體 實驗引入 (教師重做通電導體使磁針偏轉(zhuǎn)的實驗) 提問：通電導體對磁針有力的作用，磁針對通電導體有力的作用嗎？ 觀察 實驗 實驗探究 (教師出示一個直流電動機模型,通電旋轉(zhuǎn)) 這是同學們安裝的電動機，很多同學在安裝和探究過程中都產(chǎn)生了這樣的疑問，電動機為什么會轉(zhuǎn)呢？它的工作原理是什么？今天我們就來進一步探究“電動機為什么會轉(zhuǎn)？”，請你談談你對這個問題的解釋。 三、磁場對電流的作用 電動機） （如果學生猜想出可能是通電線圈受到磁場力的作用，則向下引導遵循先易后難、先簡后繁的原則，先設計第一個方案：探究磁場對通電直導體的作用； 如果學生不能猜出可能是通電線圈受到力的作用，則引導學生回憶并觀察電動機的主要結(jié)構(gòu)：線圈和磁體） （介紹實驗裝置，將鋁箔筒兩端的鋁箔條吊掛在支架上，使鋁箔筒靜止在磁鐵的磁場中，參見課本中的圖16—26，演示實驗1：用二節(jié)干電池給鋁箔筒通電<瞬時短路>，讓學生觀察鋁箔筒的運動情況；板書：1．通電導體在磁場中受到力的作用。） 要改變通電導體在磁場中受力的方向，你有什么辦法？ 可以改變電流方向；也可以改變磁場方向。 （演示實驗2：保持磁感線方向不變，先使電流方向反向，觀察鋁箔筒運動方向；保持鋁箔筒中電流方向不變，再使磁感線方向相反，鋁箔筒運動方向；同時交換電池兩極、交換磁極，觀察鋁箔筒運動方向。學生將觀察到的現(xiàn)象填入P45書中。教師板書：1 磁場對電流有力的作用，力的方向與電流方向和磁場方向有關(guān)） 應用上面的實驗結(jié)論，我們來分析一個問題：如果把直導線繞成線圈，放入磁場中并通電，它的受力情況又是怎樣的呢？ 合上開關(guān)你會觀察到什么現(xiàn)象呢？ 生：會轉(zhuǎn)動。 請你分析一下，磁場中的通電線圈為什么會這樣運動？ （出示方框線圈在磁場中的直觀模型<線圈用涂上顏色的金屬絲表示、磁極用兩紙盒代替>，教師接連發(fā)問） 為什么通電線圈會如圖16-28 (a)轉(zhuǎn)動？ 兩邊受力方向不同。 為什么通電線圈會如圖16-28 (b)(c)(d)那樣不繼續(xù)轉(zhuǎn)動？ 兩邊受平衡力的作用。 如何使通電線圈在圖(c)位置繼續(xù)順時針轉(zhuǎn)動？ 及時改變力的方向。 如何改變？ 改變電流或改變磁場方向。 很好！請認真閱讀P46 “讀一讀”，換向器是怎樣幫助通電線圈在磁場中持續(xù)轉(zhuǎn)動的？ （學生研讀，教師拿出電刷和換向器模型接上剛才的方框線圈） （可以是學生也可以是老師向全班講解換向器是如何在圖16-29(b)(c)中自動改變電流方向，從而改變受力方向，實現(xiàn)通電線圈在磁場中持續(xù)轉(zhuǎn)動） 3電動機的工作原理：通電線圈在磁場中受力產(chǎn)生轉(zhuǎn)動；利用換向器在通電線圈剛越過平衡位置時自動改變線圈中的電流方向，以實現(xiàn)通電線圈的持續(xù)轉(zhuǎn)動。 從能的轉(zhuǎn)化角度講，電動機消耗了什么能？得到了什么能？你所說的消耗的能和你所說的得到的能相等嗎？為什么？ 消耗了電能；得到了機械能。不相等。因為電流有熱效應，有一部分電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。 能的轉(zhuǎn)化：電能轉(zhuǎn)化為機械能 觀察討論交流 學生討論并發(fā)表自己的見解和猜想 學生思考，教師按照P45圖16-27連接好電路 學生閱讀P45-46 “分析”，根據(jù)通電導體在磁場中受力的方向討論圖16-28中各條邊的受力情況 演示實驗 演示實驗，合上開關(guān)。反復做兩次，學生將觀察到的現(xiàn)象填入P45書中空白處。板書：2 磁場中的通電線圈受力產(chǎn)生轉(zhuǎn)動 講解 生活---物理---社會 磁懸浮列車 多媒體 小結(jié) 本節(jié)課通過觀察現(xiàn)象提出兩個問題，由第一個問題“電動機為什么會轉(zhuǎn)”，猜想可能是通電線圈受到磁場力的作用，進一步通過實驗探究它們的關(guān)系；第二個問題“如何使通電線圈在磁場中持續(xù)轉(zhuǎn)動？”是通過分析換向器的作用，弄清了電動機的工作原理。 討論回答 布置作業(yè) P-48 WW W 1、2、3