物理磁場(chǎng)對電流的作用的教學(xué)設計
物理磁場(chǎng)對電流的作用的教學(xué)設計
(一)教學(xué)目的
1.知道磁場(chǎng)對通電導體有作用力。
2.知道通電導體在磁場(chǎng)中受力的方向與電流方向和磁感線(xiàn)方向有關(guān)，改變電流方向或改變磁感線(xiàn)方向，導體的受力方向隨著(zhù)改變。
3.知道通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中轉動(dòng)的道理。
4.知道通電導體和通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中受力而運動(dòng)，是消耗了電能，得到了機械能。
5.培養學(xué)生觀(guān)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(dòng)機一臺，學(xué)生用電源一臺，大蹄形磁鐵一塊，干電池一節，用鋁箔自制的圓筒一根(粗細、長(cháng)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(xiàn)圈(參見(jiàn)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(guò)程
1.引入新課
本章主要研究電能；第一節和第二節我們研究了獲得電能的原理和方法，第三節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(huà)等用電器，今天我們要研究另一種用電器--電動(dòng)機。
出示電動(dòng)機，給它通電，學(xué)生看到電動(dòng)機轉動(dòng)，提高了學(xué)習興趣。
提問(wèn)：電動(dòng)機是根據什么原理工作的呢？
講述：要回答這個(gè)問(wèn)題，還得請同學(xué)們回憶一下奧斯特實(shí)驗的發(fā)現--電流周?chē)嬖诖艌?chǎng)，電流通過(guò)它產(chǎn)生的磁場(chǎng)對磁體施加作用力(如電流通過(guò)它的磁場(chǎng)使周?chē)〈裴樖芰ΧD動(dòng))。根據物體間力的作用是相互的，電流對磁體施加力時(shí)，磁體也應該對電流有力的作用。下面我們通過(guò)實(shí)驗來(lái)研究這個(gè)推斷。
2.進(jìn)行新課
(1)通電導體在磁場(chǎng)里受到力的作用
板書(shū)課題：〈第四節 磁場(chǎng)對電流的作用〉
介紹實(shí)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(chǎng)中(參見(jiàn)課本中的圖12-9)。用鋁箔筒作通電導體是因為鋁箔筒輕，受力后容易運動(dòng)，以便我們觀(guān)察。
演示實(shí)驗1：用一節干電池給鋁箔筒通電(瞬時(shí)短路)，讓學(xué)生觀(guān)察鋁箔筒的運動(dòng)情況，并回答小黑板上的題1：給靜止在磁場(chǎng)中的鋁箔筒通電時(shí)，鋁箔筒會(huì )_____，這說(shuō)明_____。
板書(shū)：〈1.通電導體在磁場(chǎng)中受到力的作用�！�
(2)通電導體在磁場(chǎng)里受力的方向，跟電流方向和磁感線(xiàn)方向有關(guān)
教師說(shuō)明：下面我們進(jìn)一步研究通電導體在磁場(chǎng)里的受力方向與哪些因素有關(guān)。
演示實(shí)驗2：先使電流方向相反，再使磁感線(xiàn)方向相反，讓學(xué)生觀(guān)察鋁箔筒運動(dòng)后回答小黑板上的題2：保持磁感線(xiàn)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(dòng)方向會(huì )______，這說(shuō)明______。保持鋁箔筒中電流方向不變，交換磁極以改變磁感線(xiàn)方向，鋁箔筒運動(dòng)方向會(huì )______，這說(shuō)明______。
歸納實(shí)驗2的結論并板書(shū)：〈2.通電導體在磁場(chǎng)里受力的方向，跟電流方向和磁感線(xiàn)方向有關(guān)�！�
(3)磁場(chǎng)對通電線(xiàn)圈的作用
提問(wèn)：應用上面的實(shí)驗結論，我們來(lái)分析一個(gè)問(wèn)題：如果把直導線(xiàn)彎成線(xiàn)圈，放入磁場(chǎng)中并通電，它的受力情況是怎樣的呢？
出示方框線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中的直觀(guān)模型(磁極用兩堆書(shū)代替)，并出示如課本上圖12-10的掛圖(此時(shí)，圖中還沒(méi)有標出受力方向)。
引導學(xué)生分析：通電時(shí)，圖甲中ab邊和cd邊都在磁場(chǎng)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(wèn)：你們想想看，線(xiàn)圈會(huì )怎樣運動(dòng)呢？
演示實(shí)驗3：將電動(dòng)機上的電刷、換向器拆下(實(shí)質(zhì)是線(xiàn)圈)后通過(guò)，讓學(xué)生觀(guān)察線(xiàn)圈的運動(dòng)情況。
教師指明：線(xiàn)圈轉動(dòng)正是因為兩條邊受力方向相反，邊說(shuō)邊在掛圖上標明ab和cd邊的受力方向。
提問(wèn)：線(xiàn)圈為什么會(huì )停下來(lái)呢？
利用模型和掛圖分析：在甲圖位置時(shí)，兩邊受力方向相反，但不在一條直線(xiàn)上，所以線(xiàn)圈會(huì )轉動(dòng)。當轉動(dòng)到乙圖位置時(shí)，兩邊受力方向相反，且在同一直線(xiàn)上，線(xiàn)圈在平衡力作用下保持平衡而靜止。
板書(shū)結論：〈3.通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中受力轉動(dòng)，到平衡位置時(shí)靜止�！�
(4)討論
�、俳滩闹械�"想想議議"。
�、谛『诎迳系念}3：通電導體在磁場(chǎng)中受力而運動(dòng)是消耗了______能，得到了______能。
3.小結：板書(shū)的四條結論。
4.作業(yè)(思考題)：電動(dòng)機就是根據通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中受力而轉動(dòng)的道理工作的。但實(shí)際制成電動(dòng)機時(shí)，還有些問(wèn)題需要我們解決，比如：通電線(xiàn)圈不能連續轉動(dòng)，而實(shí)際電動(dòng)機要能連續轉動(dòng)，這個(gè)問(wèn)題同學(xué)們先思考，下節我們研究。
(四)說(shuō)明
1.受力方向與電流方向和磁感線(xiàn)方向垂直，這一點(diǎn)不能從實(shí)驗直接得到(因為運動(dòng)方向并不一定是受力方向)，且與后面學(xué)習聯(lián)系不大，本教案沒(méi)講這一點(diǎn)。
2.教案最后的思考題是為下節學(xué)習作準備。
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