资源简介

16.3 磁场对电流的作用 电动机
一、教学目标
1、知识与技能：
（1）知道磁场对通电导体有力的作用，知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方
向和磁场方向有关.
（2）通过“探究磁场对通电线圈的作用”这一活动，了解电动机的工作原理和能量转化.
（3）了解直流电动机的构造，了解电动机在电器中的应用，培养学生的观察能力.
2、过程与方法
（1）通过探究活动，知道磁场对通电导体有力的作用；
（2）通过探究活动，知道通电线圈能在磁场中发生转动；
（3）通过探究活动，知道怎样才能使通电线圈在磁场中持续转动，并了解直流电动机换向器的作用。
3、情感态度与价值观
（1）通过经历科学探究的过程，使学生认识实验对人们获取科学理论的重要价值。
（2）通过对所学知识的应用，体会物理知识来源于生活，服务于社会的理念。
（3）通过认识磁场对电流的作用 电动机的相互联系，使学生乐于探索自然界的奥秘。
二、课时安排
2课时
三、教学重点
观察通电导体、通电线圈在磁场中受力运动的过程；电动机的工作原理.
四、教学难点
理解电动机的原理.
五、教学过程
（一）导入新课
问：请大家说一说，在日常生活中哪些地方用到电动机，并把收集到的小电动机在组内交流
生：电梯、洗衣机、电风扇、各种电动玩具等
（二）讲授新课
发现问题：
给电动机通电，它为什么就能够转动？
猜想与假设：
小电机的转动可能是通电线圈受到磁场的作用。
设计实验验证：
下面我们一起来研究磁场对通电导线的作用。
1、观察磁场对通电直导线的作用
演示：
（1）按图，把直导线放在磁场当中，接通电源，让电流通过导线，让学生观察现象。
生：闭合开关，直导线在由静止开始运动
问：为什么通电直导线会由静止变成运动？
生：因为通电直导线受到了蹄形磁体的磁场对它的作用
提出问题：力是有方向的，通电导体在磁场中受力的方向可能与哪些因素有关？
猜 想：可能与磁场方向和电流方向有关
实验方法：控制变量
进行实验：
磁场方向不变，改变电流方向.
电流方向不变，改变磁场方向.
演示：
（2）把电源的正负极对调后接入电路，请学生分析导线中的电流方向，并观察导线的运动方向
生：导线中的电流方向与刚才的电流方向相反，通电导线的运动方向与刚才的运动方向相反
问：由上面的实验现象，你得到了什么结论？
生：（讨论、回答）通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向与电流方向有关，只改变电流方向，受力方向改变。
演示：
（3）保持导线中的电流方向不变，但把蹄形磁体上、下磁极对调一下，使磁场方向和原来相反。观察直导线的运动方向。
生：通电导线的运动方向与“（2）”相反。
问：通过这个实验说明了什么？
生：说明通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向有关
问：在前面的实验中，我们只改变了电流方向或磁场方向，如果电流方向和磁场方向同时变得相反，通电导线受力的方向会怎样？
生：电流方向和磁场方向都变得相反，通电导线的受力方向不变。
问：通过前面的（1）（2）（3）的实验现象，得出磁场对通电导线的作用规律是怎样的？
（教师根据学生回答板书，并给予适当的表扬）
生：得出规律：通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流方向、磁场方向都有关系。当电流方向或磁场方向改变，通电导线受力的方向也改变。
2、观察磁场对通电线圈的作用
问：刚才的实验证明，通电直导线在磁场中受力运动，如果把一个通有电流的线圈放到磁场中，它会怎样运动呢？
请大家看演示实验，如图把线圈放在磁场中，接通电源，让电流通过线圈，请学生观察现象。
生：线圈在磁场中扭转
得出结论：通电线圈能在磁场中转动；但通电线圈不能在磁场中持续转动下去。
问：磁场中的通电线圈为什么会这样运动？
分析：通电线圈在磁场中的运动情况如图
信息快递：平衡位置：通电线圈的平面与磁感线垂直时，线圈受到磁场的作用力是一对平衡力，这个位置称做平衡位置。
3、电动机
电动机就是利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的，它将电能转化成机械能。下面我们来研究电动机是如何利用上述原制成的。
问： 怎样才能使通电线圈在磁场中持续转动？
我们知道影响受力方向的两个因素，当电流方向或磁场方向改变时，通电导线受力的方向也改变。
从而得出：应该在平衡位置改变电流方向，或者改变磁感线方向。改变磁感线方向就是要及时交换磁极，显然这不容易做到；实际的直流电动机是靠及时改变电流方向来改变受力方向的。
引导学生在原图装置的基础上，进行构造改进：
在通电线圈的两端各连一个铜制半环C、D，它们随线圈一起转动，A、B是电刷，分别与一个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。这样的两个半环叫做换向器。
学生结合图分析得出：使磁场中的通电线圈连续转动，就要每当线圈刚转过平衡位置，就改变一次电流方向。
总结:
电动机工作原理：通电线圈在磁场中受力转动
换向器的作用：当线圈刚转过平衡位置时，换向器就能自动改变线圈中电流的方向，使线圈在磁场中连续转动。
（三）重难点精讲
（1）、通过探究活动，知道磁场对通电导体有力的作用；
（2）、通过探究活动，知道通电线圈能在磁场中发生转动；
（3）、通过探究活动，知道怎样才能使通电线圈在磁场中持续转动，并了解直流电动机换向器的作用。
（四）归纳小结
（1）、在本节课中都有哪些收获
（2）、本节课不仅仅要了解磁场对电流的作用 电动机有关知识，更重要的是让同学们掌握科学探究的方法，培养学生探究问题能力。
六、板书设计
（1）、观察磁场对通电直导线的作用
（2）、观察磁场对通电线圈的作用
（3）、电动机
七、作业布置
1、同步练习册
2、预习下节到学案
八、教学反思
节课内容不多，对学生的思维要求和动手操作要求较高，对于直流电动机的工作过程也需要一定的空间想象能力和理解能力，学生学习时，有一定的难度。教学过程中中，既要注重知识的连续性和学生对所学知识的理解，又要注重培养学生的探究意识，提高学生思维能力和解决实际问题的能力。课堂设计从学生熟悉的生活现象引入，学生会表现出强烈的兴趣，积极参与探究，让学生真切地感悟到，学习就是生活，物理就在身边。在教学中，磁场对电流作用的方向与电流方向、磁场方向的具体关系是否要学生有所了解，是本人至今仍在思考中的问题。课堂上是师生之间的平等对话，以新课程理念对学生的学习进行评价，让学生热爱生活，让课堂充满活力。
上完这节课后，我发现还有很多地方存在瑕疵，或者有的地方设计的还不够完美，但是学生的反响还不错，学习的情绪很高。所以我想，我们应该把新课程的理念融入到每节课中去，让我们的学生学起来，让我们的学生动起来，把我们的学生向热爱学习、发现学习、探索科学的道路上培养。
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