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第八章
电磁相互作用及应用
8.2
磁场对电流的作用
导学目标：
（1）了解电流在磁场中要受到力的作用，且力的方向与磁场的方向和电流的方向有关。
（2）知道电动机的工作原理，知道电动机在工作时能量如何转化。
（3）知道电动机的优点，以及它在现代生产、生活中的广泛应用。
重点：探究磁场对电流的作用规律。
难点：解决电动机在工作过程中的转向问题和制作小电动机。
导学方法：实验探究法、讨论法
课
时：1课时
导学过程
课前导学
1．
通电导线在磁场中受
的作用。力的方向与
的方向、
的方向有关。
2．直流电动机的两个铜半环叫做
。换向器的作用:是当线圈刚越过平衡位置时,换向器自动改变
的方向使线圈能
地转动下去。
3．直流电动机的工作原理：利用磁场对
的作用使
转动，同时利用换向器及时改变线圈中
方向，从而保持线圈持续转动。
4.
电动机优点：构造
、控制
、体积
、效率
，污染
。
课堂导学
一、磁场对通电导体的作用
1．
通电导线在磁场中受
的作用。力的方向与
的方向、
的方向有关。
二、让线圈在磁场中转动起来
2．直流电动机的两个铜半环叫做
。换向器的作用:是当线圈刚越过平衡位置时,换向器自动改变
的方向使线圈能
地转动下去。
3．直流电动机的工作原理：利用磁场对
的作用使
转动，同时利用换向器及时改变线圈中
方向，从而保持线圈持续转动。
三、电动机与人类文明
4.
电动机优点：构造
、控制
、体积
、效率
，污染
。
5．电动机的应用：家庭生活中电风扇、
、空调器，生产中的水泵，
机、机床、
机车。
教师引导、学生归纳小结
课堂练习
1.
下列说法正确的是（
）
A.通电导体在磁场中受力的作用，力的方向只与电流方向有关
B.通电线圈在磁场中受力而转动
C.换向器是改变磁场方向的
D.电动机转向与电流大小有关
2.
关于电动机，下列说法正确的是（
）
A.电动机结构简单，控制复杂
B.电动机体积小，效率高，对环境污染小
C.电动机将机械能转化为电能
D.电动机是利用电磁感应现象工作的
3.
下图所示实验装置的原理与电动机的工作原理相同的是（
）
4.
电动机已广泛应用到现代化生活了，如电动汽车、电动摩托车、电风扇，电动耕田机等，对其工作过程中能量转换表述正确的是（　　）
A.
电能转化成机械能
B.
机械能转化成电能
C.
太阳能转换成机械能
D.
内能转化成机械能
5.
在图示位置，电流沿abcd
流过线圈，cd边受到磁场的作用力向下，则
（
）
A．线圈在图示位置时，ab
边受到磁场的作用力向下
B．线圈由图示位置转过
180°时，电流沿
abcd
流过线圈
C．线圈由图示位置转过
180°时，dc
边受到磁场的作用力向下
D．线圈由图示位置转过
180°时，ab
边受到磁场的作用力向下
参考答案：1.B；2.B；3.A；4.A；5.D。
课后反思
参考答案：
课前导学：
1．力、电流、磁场。2.换向器、电流、持续。3.
电流、线圈、电流。
4．简单、方便、小、高、小。
课堂导学
1．力、电流、磁场。2.换向器、电流、持续。3.
电流、线圈、电流。
4．简单、方便、小、高、小。
5．洗衣机、起重、电力。
课堂练习：
1．B。2.B。3.A。4.
A。5.D。
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精品试卷·第
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8.2
磁场对电流的作用
教科版
九年级上册
制作
高文超
教学目标
1.知识与技能
（1）了解电流在磁场中要受到力的作用，且力的方向与磁场的方向和电流的方向有关。
（2）知道电动机的工作原理，知道电动机在工作时能量如何转化。
（3）知道电动机的优点，以及它在现代生产、生活中的广泛应用。
教学目标
2．过程与方法
（1）通过探究“磁场对电流的作用”，培养学生观察能力和概括能力。
（2）通过“动手做”培养学生的动手实践能力，鼓励学生积极开展小发明、小制作活动
3.情感、态度与价值观
通过介绍电动机发展历程和应用，使学生了解科技进步是人类社会进步的巨大推动力，培养学生学习科学、热爱科学、关注科技进步的良好素养。
教学重点：
探究磁场对电流的作用规律。
教学难点：
解决电动机在工作过程中的转向问题和制作小电动机。
新知导入
航模飞机是靠电动机作为动力的
新知导入
航模飞机是靠电动机作为动力的
新知导入
电动汽车动力装置是电动机
新知导入
电动汽车动力装置是电动机
新知导入
你玩过电动汽车吗？拆开后你会发现，里面装有一个小电动机。接通电源，电动机立刻转动起来，并带动车轮转动。
新知导入
电动机是应用最广泛的机械之一，你家中许多电器就是由它来驱动的。
电动机为什么能转动呢？
洗衣机电动机
电冰箱电动机
电风扇电动机
新知讲解
电动机通过电流时才会转动。
电流能产生磁场，磁场对磁极有作用。那么磁场对电流会不会有作用呢？
新知讲解
材料
蹄形磁体
导线
电池
光滑小导轨
如图所示，把一根导线ab放在磁体的磁场中，导线的两端通过光滑金属导轨与电源、开关相连接。接通电源，电流通过导线ab，观察发生的现象。
新知讲解
（1）
如图所示，接通电源，电流通过导线ab，观察发生的现象。
N
S
现象：导线ab向左滑动。
新知讲解
（2）如图所示，磁极不变，改变电源的正负极，接通电源，电流通过导线ab，观察发生的现象。
N
S
现象：导线ab向右滑动。
新知讲解
（3）
如图所示，改变磁极方向，电源的正负极不变，接通电源，电流通过导线ab，观察发生的现象。
N
S
现象：导线ab向右滑动。
新知讲解
分析论证：磁场方向不变、改变电流方向，导体的受力方向改变。导体的受力方向与电流方向有关。
N
S
N
S
新知讲解
分析论证：电流方向不变、改变磁场方向，导体的受力方向改变。导体的受力方向与磁场方向有关。
N
S
N
S
新知讲解
实验表明：通电导体在磁场中受力的作用。力的方向与磁场方向和电流方向有关。
N
S
N
S
N
S
N
S
新知讲解
从能量角度来看，磁场对电流的作用，表明电能可以转化为机械能。据此，科学家提出了电动机的设想。经过发明家们几十年的努力，实用的电动机的制造技术才逐渐完善。
新知讲解
1873年，维也纳博览会上，一位工作人员很偶然地把两台的发电机连在一起，一台发电机产生的电流通过另一台发电机线圈，后一台发电机竞转动起来！
新知讲解
这个偶然的发现表明，电动机和发电机应该有类似的结构。可以把通电线圈放在磁场中，使之转动，从而将电能转化为机械能。
新知讲解
如图所示，拿出你做的小发电机，接通电源，让电流通过线圈。看看线圈能持续转动吗？
材料
磁体
导线
电池
自制小发电机
新知讲解
现象：线圈转到竖直位置停下来！
如图所示，接通电源，让电流通过线圈。
新知讲解
当线圈处在这个位置时，ab边和cd边中的电流方向相反，所以受到的力的方向相反且不再同一条直线上，从我们这个角度看去，线圈将顺时针转动。
当线圈转过这个平衡位置时，线圈受到的两个力将阻碍它沿原方向继续转动，所以线圈不能持续转动。
新知讲解
线圈为什么不能持续转动下去呢？
如图所示，接通电源，让电流通过线圈。通电线圈可以在磁场里转动过一定角度，但不能持续转动。
新知讲解
如图所示，通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发生顺时针转动。
新知讲解
如图所示，当线圈的平面与磁场垂直时，通电线圈受平衡力作用，达到平衡位置。这时由于惯性，线圈还会继续转动。
新知讲解
如图所示，线圈靠惯性越过平衡位置后，磁场力作用的结果使线圈逆时针旋转。
新知讲解
如图所示，通电线圈最后静止在平衡位置
新知讲解
怎样才能使线圈持续转动呢？上面的分析表明，如果在线圈刚转过平衡位置时，立即改变线圈中的电流方向，线圈就可以按原来的方向继续转动。
新知讲解
怎样才能使图中的线圈转动起来呢？用刀片将作为转轴的漆包线同侧的半边漆皮刮掉，然后把线圈放在支架上，一个小直流电动机就做好了。
材料
漆包线（直接为0.5mm，长约为1m）
电池
曲别针
磁体
新知讲解
接通电源，试一试，你做的小电动机能持续转动吗？和同学们分析，这个装置是怎样控制电流的方向的？
新知讲解
两个铜制半环E、F，它们彼此绝缘，叫做换向器，并随线圈一起转动；A和B是电刷，它们跟半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。
新知讲解
换向器的作用：当线圈刚转过平衡位置时，及时改变线圈中的电流方向。
换向器是19世纪发明的，一直沿用至今。
新知讲解
观察如图所示的电动机模型的结构，将电动机连接一个开关，再接到电源上。接通电源，看电动机能否持续转动。
新知讲解
将电动机连接一个开关，再接到电源上。接通电源，看电动机能否持续转动。
如图所示，接通电源，电动机顺时针持续转动。
新知讲解
将电动机连接一个开关，再接到电源上。接通电源，看电动机能否持续转动。
如图所示，改变电流方向，电动机逆时针持续转动。
新知讲解
进行各种变化，如改变磁铁的磁极方向，改变磁铁与线圈的距离，或水平放置磁铁，观察电动机转动情况的变化。
结论：电动机的转向与电流方向和磁场方向有关。电动机的转速与电流大小和磁性强弱有关。
新知讲解
进行各种变化，如改变磁铁的磁极方向，改变磁铁与线圈的距离，或水平放置磁铁，观察电动机转动情况的变化。
结论：电动机的转向与电流方向和磁场方向有关。电动机的转速与电流大小和磁性强弱有关。
新知讲解
利用磁场对电流的作用使线圈转动，同时利用换向器及时改变线圈中电流方向，从而保持线圈持续转动。这就是直流电动机的工作原理。
新知讲解
电动机工作原理：通电线圈在磁场中受力而转动。
电动机能量转化：电能转化为机械能。
电动机优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高，污染小。
电动机应用：电风扇、洗衣机、空调器、水泵，起重机、机床、电力机车。
新知讲解
电动机应用：电风扇、洗衣机、空调器、水泵，起重机、机床、电力机车。
新知讲解
电动机应用：电风扇、洗衣机、空调器、水泵，起重机、机床、电力机车。
新知讲解
一部现代化汽车便应用几十台小型电动机。
新知讲解
随着社会的发展和技术的进步，电动机和人类的关系越来越密切。
新知讲解
随着社会的发展和技术的进步，电动机和人类的关系越来越密切。
课堂练习
1.下列说法正确的是（
）
A.通电导体在磁场中受力的作用，力的方向只与电流方向有关
B.通电线圈在磁场中受力而转动
C.换向器是改变磁场方向的
D.电动机转向与电流大小有关
B
课堂练习
2.关于电动机，下列说法正确的是（
）
A.电动机结构简单，控制复杂
B.电动机体积小，效率高，对环境污染小
C.电动机将机械能转化为电能
D.电动机是利用电磁感应现象工作的
B
课堂练习
3.下图所示实验装置的原理与电动机的工作原理相同的是（
）
A
课堂练习
4.电动机已广泛应用到现代化生活了，如电动汽车、电动摩托车、电风扇，电动耕田机等，对其工作过程中能量转换表述正确的是（　　）
A.
电能转化成机械能
B.
机械能转化成电能
C.
太阳能转换成机械能
D.
内能转化成机械能
A
课堂练习
5.在图示位置，电流沿abcd
流过线圈，cd边受到磁场的作用力向下，则
（
）
A．线圈在图示位置时，ab
边受到磁场的作用力向下
B．线圈由图示位置转过
180°时，电流沿
abcd
流过线圈
C．线圈由图示位置转过
180°时，dc
边受到磁场的作用力向下
D．线圈由图示位置转过
180°时，ab
边受到磁场的作用力向下
D
课堂总结
一、磁场对通电导线的作用。
通电导线在磁场中受力的作用。力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。
二、让线圈在磁场中转起来。
直流电动机的工作原理：利用磁场对电流的作用使线圈转动，同时利用换向器及时改变线圈中电流方向，从而保持线圈持续转动。
三、电动机与人类文明。随着社会的发展和技术进步，电动机和人类关系密切。电动机优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高，污染小。应用：电风扇、洗衣机、空调器、水泵，起重机、机床、电力机车。
板书设计
一、磁场对通电导线的作用。
通电导线在磁场中受力的作用。力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。
二、让线圈在磁场中转起来。
直流电动机的工作原理：利用磁场对电流的作用使线圈转动，同时利用换向器及时改变线圈中电流方向，从而保持线圈持续转动。
三、电动机与人类文明。随着社会的发展和技术进步，电动机和人类关系密切。电动机优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高，污染小。应用：电风扇、洗衣机、空调器、水泵，起重机、机床、电力机车。
作业布置
作业：P134T1、T2、T3.
2.课外作业：家庭实验室
电磁现象中能量转化。
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课题
8.2
磁场对电流的作用
教学目标:
1.知识与技能
（1）了解电流在磁场中要受到力的作用，且力的方向与磁场的方向和电流的方向有关。
（2）知道电动机的工作原理，知道电动机在工作时能量如何转化。
（2）知道电动机的优点，以及它在现代生产、生活中的广泛应用。
2.过程与方法
（1）通过探究“磁场对电流的作用”，培养学生观察能力和概括能力。
（2）通过“动手做”培养学生的动手实践能力，鼓励学生积极开展小发明、小制作活动。
3.情感态度与价值观
通过介绍电动机发展历程和应用，使学生了解科技进步是人类社会进步的巨大推动力，培养学生学习科学、热爱科学、关注科技进步的良好素养。
教学重点：
探究磁场对电流的作用规律。
教学难点：
解决电动机在工作过程中的转向问题和制作小电动机。
教学用具：
U型磁体、电源、电左右手定则演示器、导线、开关。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
你玩过电动玩具汽车吗？拆开后你会发现，里面装有一个小电动机。接通电源，电动机立即转动起来，并带动车轮转动。电动机是应用最广泛的机械之一，你家中许多电器就是靠它来驱动的。
电动机为什么能够转动呢？
二、新课讲授，师生互动
（一）磁场对通电导线的作用
1.问题：电动机通过电流时才会转动。
电流能产生磁场，磁场对磁极有作用。
磁场对电流会不会有作用呢？
2．实验演示：
（1）
将没有通电的金属棒（铜棒或铝棒）放在磁场中；
观察实验现象：不通电的金属棒不运动，通电的金属棒在金属导轨上运动。
（2）
给金属棒通电。
讨论、回答：通电的金属棒在磁场中受到了力。
3．问题：
实验现象说明了什么？
4.
总结：本实验说明通电直导线在磁场中会受到力的作用，这个力是磁场施加给电流的力，金属棒在磁场力的作用下发生运动。
通电导体在磁场中受力的方向和哪些因素有关
下面我们就来研究金属棒在磁场中受到的磁场力的三要素之一：方向。
金属棒在磁场中受到的磁场力的方向和哪些因素有关呢？
分析学生提出的因素，总结出以下几个可能的影响因素：
（1）磁场方向
（2）电流方向
任务：如何验证你的猜想？
用控制变量法操作实验，验证自己的猜想是否正确。
提示：
（1）如何改变电流的方向？
（2）如何改变磁场的方向？
总结：通电直导线在磁场中的受力方向与磁场方向和导线中的电流方向有关。
通电直导线在磁场中的受力方向、磁场方向、导线中的电流方向，可用左手定则记忆。
（二）让线圈在磁场中转起来
1873年，维也纳博览会上，一位工作人员很偶然地把两台发电机连在一起，一台发电机产生的电流通过另一台发电机的线圈，后一台发电机竟转动起来。
实验探究：磁场对通电线圈的作用
1．问题：
通电的矩形线圈在磁场中是如何运动的？
2．演示：
出示通电矩形线圈转动演示仪，请学生分析以下几种情况下通直流电后矩形线圈的各边在磁场中的受力方向，及受力后线圈的整体运动情况。
（1）线圈平面与磁场方向垂直；
（2）线圈平面转动
90°。
3．肯定学生的分析，并作小结。
4．问题：
通直流电后，线圈在磁场中能够持续转动下去吗？
根据刚才的分析判断：不能
5．演示：
我们用换向器可以让通直流电的线圈在磁场中持续转动。结合视频资料，介绍换向器的结构及其工作原理。
6．介绍直流电动机的工作原理：持续转动。
动态地分析线圈的转动情况，理解换向器的工作原理。
利用换向器改变线圈中的电流方向，从而保证线圈持续转动。
（三）电动机与人类文明
电动机优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高，污染小。
电动机应用：电风扇、洗衣机、空调器、水泵，起重机、机床、电力机车。
三、板书设计
整合提升
四、大海扬帆，尝试远航
1.
下列说法正确的是（
）
A.通电导体在磁场中受力的作用，力的方向只与电流方向有关
B.通电线圈在磁场中受力而转动
C.换向器是改变磁场方向的
D.电动机转向与电流大小有关
2.
关于电动机，下列说法正确的是（
）
A.电动机结构简单，控制复杂
B.电动机体积小，效率高，对环境污染小
C.电动机将机械能转化为电能
D.电动机是利用电磁感应现象工作的
3.
下图所示实验装置的原理与电动机的工作原理相同的是（
）
4.
电动机已广泛应用到现代化生活了，如电动汽车、电动摩托车、电风扇，电动耕田机等，对其工作过程中能量转换表述正确的是（　　）
A.
电能转化成机械能
B.
机械能转化成电能
C.
太阳能转换成机械能
D.
内能转化成机械能
5.
在图示位置，电流沿abcd
流过线圈，cd边受到磁场的作用力向下，则
（
）
A．线圈在图示位置时，ab
边受到磁场的作用力向下
B．线圈由图示位置转过
180°时，电流沿
abcd
流过线圈
C．线圈由图示位置转过
180°时，dc
边受到磁场的作用力向下
D．线圈由图示位置转过
180°时，ab
边受到磁场的作用力向下
参考答案：1.B；2.B；3.A；4.A；5.D。
五、作业：P18T1、T2。
教学反思
通过探究，学生了解直流电动机的工作原理是：利用通电线圈在磁场中受力的作用而转动，并利用换向器及时改变线圈中电流的方向，使线圈能持续转动下去。
实际应用的电动机种类很多，应用广泛，从第一台电动机发明至今，电动机的发展过程就是其不断改进和完善的过程，现在电动机已经与我们的生活密不可分，为我们带来更加舒适、便捷、高质量的生活。这一点，需向学生阐明。
图8-4-2磁场对通电导体的作用
磁场对电流的作用
一、磁场对通电导线的作用
通电导体在磁场中受力的作用。力的方向与电流方向和磁场方向有关。
能量转化：电能转化为机械能。
二、让线圈在磁场中转起来
磁场对通电线圈有力的作用；
换向器（铜半环）改变电流方向
三、电动机与人文明
电动机优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高，污染小。电动机应用：电风扇、洗衣机、空调器、水泵，起重机、机床、电力机车。
21世纪教育网
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精品试卷·第
2
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（共
2
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