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磁场对电流的作用

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第四节 磁场对电流的作用

(一)教学目的

1.知道磁场对通电导体有作用力。

2.知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感线方向有关,改变电流方向或改变磁感线方向,导体的受力方向随着改变。

3.知道通电线圈在磁场中转动的道理。

4.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动,是消耗了电能,得到了机械能。

5.培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。

(二)教具

小型直流电动机一台,学生用电源一台,大蹄形磁铁一块,干电池一节,用铝箔自制的圆筒一根(粗细、长短与铅笔差不多),两根铝箔条(用透明胶与铝箔筒的两端相连接),支架(吊铝箔筒用),如课本图12-10的挂图,线圈(参见图12-2),抄有题目的小黑板一块(也可用投影片代替)。

(三)教学过程

1.引入新课

本章主要研究电能;第一节和第二节我们研究了获得电能的原理和方法,第三节我们研究了电能的输送。电能输送到用电单位,要使用电能,这就涉及到用电器,以前我们研究了电灯、电炉、电话等用电器,今天我们要研究另一种用电器--电动机。

出示电动机,给它通电,学生看到电动机转动,提高了学习兴趣。

提问:电动机是根据什么原理工作的呢?

讲述:要回答这个问题,还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现--电流周围存在磁场,电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力(如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动)。根据物体间力的作用是相互的,电流对磁体施加力时,磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。

2.进行新课

(1)通电导体在磁场里受到力的作用

板书课题:〈第四节 磁场对电流的作用〉

介绍实验装置,将铝箔筒两端的铝箔条吊挂在支架上,使铝箔筒静止在磁铁的磁场中(参见课本中的图12-9)。用铝箔筒作通电导体是因为铝箔筒轻,受力后容易运动,以便我们观察。

演示实验1:用一节干电池给铝箔筒通电(瞬时短路),让学生观察铝箔筒的运动情况,并回答小黑板上的题1:给静止在磁场中的铝箔筒通电时,铝箔筒会_____,这说明_____。

板书:〈1.通电导体在磁场中受到力的作用。〉

(2)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

教师说明:下面我们进一步研究通电导体在磁场里的受力方向与哪些因素有关。

演示实验2:先使电流方向相反,再使磁感线方向相反,让学生观察铝箔筒运动后回答小黑板上的题2:保持磁感线方向不变,交换电池两极以改变铝箔筒中电流方向,铝箔筒运动方向会______,这说明______。保持铝箔筒中电流方向不变,交换磁极以改变磁感线方向,铝箔筒运动方向会______,这说明______。

归纳实验2的结论并板书:〈2.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。〉

(3)磁场对通电线圈的作用

提问:应用上面的实验结论,我们来分析一个问题:如果把直导线弯成线圈,放入磁场中并通电,它的受力情况是怎样的呢?

出示方框线圈在磁场中的直观模型(磁极用两堆书代替),并出示如课本上图12-10的挂图(此时,图中还没有标出受力方向)。

引导学生分析:通电时,图甲中ab边和cd边都在磁场中,都要受力,因为电流方向相反,所以受力方向也肯定相反。提问:你们想想看,线圈会怎样运动呢?

演示实验3:将电动机上的电刷、换向器拆下(实质是线圈)后通过,让学生观察线圈的运动情况。

教师指明:线圈转动正是因为两条边受力方向相反,边说边在挂图上标明ab和cd边的受力方向。

提问:线圈为什么会停下来呢?

利用模型和挂图分析:在甲图位置时,两边受力方向相反,但不在一条直线上,所以线圈会转动。当转动到乙图位置时,两边受力方向相反,且在同一直线上,线圈在平衡力作用下保持平衡而静止。

板书结论:〈3.通电线圈在磁场中受力转动,到平衡位置时静止。〉

(4)讨论

①教材中的"想想议议"。

②小黑板上的题3:通电导体在磁场中受力而运动是消耗了______能,得到了______能。

3.小结:板书的四条结论。

4.作业(思考题):电动机就是根据通电线圈在磁场中受力而转动的道理工作的。但实际制成电动机时,还有些问题需要我们解决,比如:通电线圈不能连续转动,而实际电动机要能连续转动,这个问题同学们先思考,下节我们研究。

(四)说明

1.受力方向与电流方向和磁感线方向垂直,这一点不能从实验直接得到(因为运动方向并不一定是受力方向),且与后面学习联系不大,本教案没讲这一点。

2.教案最后的思考题是为下节学习作准备。





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