磁場對電流的作用

第四節(jié) 磁場對電流的作用

(一)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動，是消耗了電能，得到了機械能。

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。

(二)教具

小型直流電動機一臺，學(xué)生用電源一臺，大蹄形磁鐵一塊，干電池一節(jié)，用鋁箔自制的圓筒一根(粗細、長短與鉛筆差不多)，兩根鋁箔條(用透明膠與鋁箔筒的兩端相連接)，支架(吊鋁箔筒用)，如課本圖12-10的掛圖，線圈(參見圖12-2)，抄有題目的小黑板一塊(也可用投影片代替)。

(三)教學(xué)過程 

1.引入新課

本章主要研究電能；第一節(jié)和第二節(jié)我們研究了獲得電能的原理和方法，第三節(jié)我們研究了電能的輸送。電能輸送到用電單位，要使用電能，這就涉及到用電器，以前我們研究了電燈、電爐、電話等用電器，今天我們要研究另一種用電器--電動機。

出示電動機，給它通電，學(xué)生看到電動機轉(zhuǎn)動，提高了學(xué)習(xí)興趣。

提問：電動機是根據(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。

2.進行新課

(1)通電導(dǎo)體在磁場里受到力的作用

板書課題：〈第四節(jié) 磁場對電流的作用〉

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12-9)。用鋁箔筒作通電導(dǎo)體是因為鋁箔筒輕，受力后容易運動，以便我們觀察。

演示實驗1：用一節(jié)干電池給鋁箔筒通電(瞬時短路)，讓學(xué)生觀察鋁箔筒的運動情況，并回答小黑板上的題1：給靜止在磁場中的鋁箔筒通電時，鋁箔筒會_____，這說明_____。

板書：〈1.通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用。〉

(2)通電導(dǎo)體在磁場里受力的方向，跟電流方向和磁感線方向有關(guān)

教師說明：下面我們進一步研究通電導(dǎo)體在磁場里的受力方向與哪些因素有關(guān)。

演示實驗2：先使電流方向相反，再使磁感線方向相反，讓學(xué)生觀察鋁箔筒運動后回答小黑板上的題2：保持磁感線方向不變，交換電池兩極以改變鋁箔筒中電流方向，鋁箔筒運動方向會______，這說明______。保持鋁箔筒中電流方向不變，交換磁極以改變磁感線方向，鋁箔筒運動方向會______，這說明______。

歸納實驗2的結(jié)論并板書：〈2.通電導(dǎo)體在磁場里受力的方向，跟電流方向和磁感線方向有關(guān)。〉

(3)磁場對通電線圈的作用

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(磁極用兩堆書代替)，并出示如課本上圖12-10的掛圖(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，線圈會怎樣運動呢？

演示實驗3：將電動機上的電刷、換向器拆下(實質(zhì)是線圈)后通過，讓學(xué)生觀察線圈的運動情況。

教師指明：線圈轉(zhuǎn)動正是因為兩條邊受力方向相反，邊說邊在掛圖上標(biāo)明ab和cd邊的受力方向。

提問：線圈為什么會停下來呢？

利用模型和掛圖分析：在甲圖位置時，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)動到乙圖位置時，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。

板書結(jié)論：〈3.通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動，到平衡位置時靜止。〉

(4)討論

①教材中的"想想議議"。

②小黑板上的題3：通電導(dǎo)體在磁場中受力而運動是消耗了______能，得到了______能。

3.小結(jié)：板書的四條結(jié)論。

4.作業(yè) (思考題)：電動機就是根據(jù)通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動的道理工作的。但實際制成電動機時，還有些問題需要我們解決，比如：通電線圈不能連續(xù)轉(zhuǎn)動，而實際電動機要能連續(xù)轉(zhuǎn)動，這個問題同學(xué)們先思考，下節(jié)我們研究。

(四)說明

1.受力方向與電流方向和磁感線方向垂直，這一點不能從實驗直接得到(因為運動方向并不一定是受力方向)，且與后面學(xué)習(xí)聯(lián)系不大，本教案沒講這一點。

2.教案最后的思考題是為下節(jié)學(xué)習(xí)作準(zhǔn)備。

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