资源简介

8.2磁场对电流的作用
【学习目标】
1.知道磁场对通电直导线有力的作用
2.知道磁场方向、直导线中的电流方向、直导线的受力方向三者之间的关系
3.知道磁场对通电线图有力的作用
4.理解换向器的作用
5.知道直流电动机的工作原理
【教学重难点】
重点：磁场方向、直导线中的电流方向、直导线的受力方向三者之间的关系换向器的作用
难点：换向器的作用
【教学方法】
讲解法，集体讨论法。
【教学过程】
新课导入：我们的生活离不开电动机，学习电动机有关知识具有非常重要的意义，日常生活中都有哪些地方用到了电动机呢？
教师讲解：
电动机的作用：电动机是把电能转化机械能的用电器
电动机的基本构造：能够转动的部分（线圈）；固定不动的部分（磁体）
思考：电动机通电后为什么能够转动呢？电动机的工作原理又是什么？
新课讲授：
知识点1：磁场对通电导线的作用
提出问题：磁体周围存在磁场，通电导线周围存在磁场，磁体间通过磁场相互作用，
通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？
实验探究：通电导线在磁场中受到力的作用
①闭合开关，观察直导体的运动
②只改变磁场的方向，观察直导体的运动
③只改变电流的方向，观察直导体的运动
④同时改变磁场和电流的方向，观察直导体的运动。
实验现象：
教师总结：
1.通电导线在磁场中受到力的作用。
2.通电直导线在磁场中受到的力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。当电流的方向或磁场的方向与原来相反时，通电直导线受力的方向也相反；当电流的方向和磁场的方向同时改变时，通电直导线受力的方向不变。
3.磁场方向与电流方向垂直时受力最大磁场方向与电流方向平行时受力为零。
4.两个方向只改变其中之一，受力方向改变；两个方向同时改变，受力方向不变
5.能量转化：电能转化为机械能
6.实质：磁场间的相互作用
知识点2：让线圈在磁场中转起来
1.提出问题：实验中的直导线运动一段距离就会离开磁场，很难持续地运动，如果把一个通电线圈放在磁场中它又会怎样运动呢？
2.现象及解释：通电线圈可以在磁场里转动过一定角度，但不能持续转动
思考：在“小小申动却”的实验中，采用刮去引线漆皮的办法来控制电路的通断，只有半周获得动力。怎样使线圈后半周也有动力持续转动呢？如果在线圈转动的后半周，不是停止给线圈供电，而是设法改变后半周的电流方向使线圈在后半周也获得动力，线圈是不是就能转得更平稳了？
3.电动机不动原因：
（1）开始就处于平衡位置；
（2）转子被卡住
（3）电刷对转向器压力大，导致摩擦力过大
（4）电刷与转向器接触不良
（5）电源电压太低，电流太小
知识点3：直流电动机
电动机的构造：（1）转子能够转动的线圈（2）定子：固定不动的磁体。
换向器：（1）构造：由2个铜制半环和2个电刷构成。（2）作用：当线圈转过平衡点时，换向器自动改变线圈中的电流方向，使线圈连续转动。换向器可以使线圈中电流每半周改变1次。
直流电动机工作原理：
电动机的原理：通电线圈在磁场中受力而转动。
电动机的能量转化：把电能转化为机械能。
电动机的优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高，对环境污染小
课堂练习：
1．物理实验中所使用的电流表的工作原理与下列实验装置的工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：由题知，电流表的工作原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大；因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。
A.该图为研究电流磁效应的实验，与电流表的工作原理无关，故A错误；
B.该装置为动圈式话筒，利用了电磁感应，与电流表的工作原理无关，故B错误；
C.该图为研究电磁感应现象的实验，与电流表的工作原理无关，故C错误；
D.该图为研究通电导体在磁场中受力而运动的实验，是电动机的原理图，与电流表的工作原理相同，故D正确。
故选：D。
2．如图所示的四幅实验装置图中，能反映电动车驱动原理的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：A.图中线圈通电后吸引大头针，是电磁铁的原理，是电流的磁效应，故A不合题意；
B.当闭合开关后，通电导体在磁场中受力而运动，是电动机的原理，故B符合题意；
C.图中闭合开关后小磁针偏转，这是奥斯特实验，说明了通电导体周围存在磁场，故C不合题意；
D.当导体在磁场中做切割磁感线运动时，检流计的指针会发生偏转，说明产生了感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的原理，故D不合题意；
故选：B。
3．如图所示，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（　　）
A．换用更细的铜棒
B．将磁体的N、S极对调
C．向左移动滑动变阻器的滑片
D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调
【解答】解：
A.换用更细的铜棒，使电阻变大电流变小，但不能改变受力的方向，故A错误；
B.将磁体的N、S极对调，磁场方向改变，则通电导体的受力方向改变，铜棒向左运动，故B正确；
C.向左移动滑动变阻器的滑片，只能改变电流的大小，不能改变电流的方向，故C错误；
D.将电源正负极对调，同时将磁体磁极对调，影响磁场力方向的两个因素同时改变，则通电导体的受力方向不变，铜棒仍然向右运动，故D错误；
故选：B。
4．如图所示的实验，它的原理在日常生活和军事领域中有广泛的应用，下列说法正确的是（　　）
A．该实验说明了发电机原理，这个过程将机械能转化为电能
B．该实验说明了电动机原理，这个过程将机械能转化为电能
C．利用该原理制成电磁炮，通电导体即是炮弹，这个过程将电能转化为机械能
D．利用该原理可制成动圈式话筒，将声音的能量转化为电能
【解答】解：（1）图中有电源，是电动机的原理图，电动机是通电线圈在磁场中受力而发生转动，工作时将电能转化为机械能，故AB错误；
（2）电动机是通电线圈在磁场中受力而发生转动，电磁炮就是根据此原理制成的，在电磁炮中通电导体就是炮弹，在电磁炮的工作过程将电能转化为机械能，故C正确；
（3）动圈式话筒是根据电磁感应现象制成的，工作时将声音的能量转化为电能，与题意不符，故D错误。
故选：C。
课堂小结：
1.磁场对通电导线的作用：
通电导体在磁场里受到力的作用。力的方向跟磁感线方向垂直，跟电流方向垂直；
通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。（当电流方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时，力的方向也随之改变；当电流方向和磁感线方向两者同时都发生改变时，力的方向不变。）
当通电导线与磁感线垂直时，磁场对通电导线的力最大；当通电导线与磁感线平行时，磁场对通电导线没有力的作用。
2.电动机：
电动机是根据通电线圈在磁场中因受力而发生转动的原理制成的，是将电能转化为机械能的装置。
电动机是由转子和定子两部分组成的。
换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中电流的方向，使线圈连续转动。
改变电动机转动方向的方法：改变电流方向（交换电压接线）或改变磁感线方向（对调磁极）。
提高电动机转速的方法：增加线圈匝数、增加磁体磁性、增大电流。
作业布置：
【板书设计】
第二节磁场对电流的作
一、场对通电导线的作
1.通电导线在磁场中受到力的作用力的方向与电流方向和磁场方向有关
2.能量转化电能转化为机械能
二、让线图在磁场中转动起来
通电线图在磁场中受力转动
三、电动机
1.换向器两个铜制半环
作用每当线图刚转过平衡位置就改变一次电流方向使线图可以按原来的方向不停地转动下去
2.电动机
结构线图、换向器、电刷
3.直流电动机的工作原理利用磁场对电流的作用使线图转动同时利用换向器及时改变线图中的电流方向
从而保持线图持续转动
【课后反思】
在探究影响通电导体在磁场中受力的方向的因素的实验中，如果通电导线中电流的方向与磁感线的方向同时改变，通电导线受力的方向不变
导体中的电流越大、磁场越强，导体受到的作用力越大；
当导体中的电流方向与磁场方向相同时导体不受磁场力的作用。
电动机转动的快慢与电流大小、线圈匝数、磁场强弱有关，与电流的方向和磁场的方向无关。
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