教學(xué)準(zhǔn)備

教學(xué)目標(biāo)

1.1 知識(shí)與技能：

①了解磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用;

②初步認(rèn)識(shí)直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造、原理、應(yīng)用。

1.2過程與方法：

通過演示，提高學(xué)生分析概括物理規(guī)律的能力。

通過制作模擬電動(dòng)機(jī)的過程，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。

1.3 情感態(tài)度與價(jià)值觀 ：

通過了解物理知識(shí)如何轉(zhuǎn)化成實(shí)際技術(shù)應(yīng)用，進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)知識(shí)的興趣。

教學(xué)重難點(diǎn)

2.1 教學(xué)重點(diǎn) 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用。

2.2 教學(xué)難點(diǎn) 分析概括通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向跟哪兩個(gè)因素有關(guān)。

理解通電線圈在磁場(chǎng)里為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

教學(xué)工具

多媒體設(shè)備

教學(xué)過程

引入新課

【師】老師在你們這個(gè)年紀(jì)的時(shí)候，最愛玩的一種玩具是四驅(qū)賽車，也是以前的孩子們都很喜歡的，現(xiàn)在也有很多小孩喜歡，這個(gè)四驅(qū)賽車在跑道里面跑得非常非常快，為什么能這么快呢，主要是因?yàn)樾≠愜嚴(yán)锩嫜b有了能提供強(qiáng)動(dòng)力的馬達(dá)，也就是我們這節(jié)課要來(lái)學(xué)習(xí)的??電動(dòng)機(jī)。

【師】很多同學(xué)可能會(huì)有疑問，這個(gè)電動(dòng)機(jī)嘛，顧名思義，肯定是用電就能動(dòng)的一個(gè)機(jī)器，那這個(gè)和我們學(xué)的內(nèi)容??磁，有啥樣的關(guān)系呀。好，那么接下來(lái)我們來(lái)做一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，大家一起來(lái)見證一下電和磁的進(jìn)一步關(guān)系。

【師】在之前我們通過奧斯特實(shí)驗(yàn)已經(jīng)知道：通電導(dǎo)體旁邊的小磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，所以電流所引發(fā)的磁場(chǎng)，是可以和磁鐵的磁場(chǎng)一起做點(diǎn)事的。我們接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)就是要進(jìn)一步探究其中的關(guān)系。

【實(shí)驗(yàn)】

1、把導(dǎo)線ab放在磁場(chǎng)里，接通電源，讓電流通過導(dǎo)線ab,觀察它的運(yùn)動(dòng)，說出觀察到的現(xiàn)象，討論得出它的結(jié)論。

【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】接通電源，導(dǎo)線ab向外(或向里)運(yùn)動(dòng)。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用。

2、把電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)后接入電路，使通過導(dǎo)線ab的電流方向與原來(lái)相反，觀察導(dǎo)線ab的運(yùn)動(dòng)方向。

【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】合上開關(guān)，導(dǎo)線ab向里(或向外)運(yùn)動(dòng)，與剛才運(yùn)動(dòng)方向相反。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】這說明通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的力的方向與電流通過導(dǎo)體的方向有關(guān)。

3、保持導(dǎo)線ab中的電流方向不變，但把蹄形磁體上下磁極調(diào)換一下，使磁場(chǎng)方向與原來(lái)相反，觀察導(dǎo)線ab的運(yùn)動(dòng)方向。

【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】磁極調(diào)換后觀察到導(dǎo)線ab的運(yùn)動(dòng)方向改變。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】這表明通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向有關(guān)。

實(shí)驗(yàn)表明：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中要受到力的作用，力的方向跟電流的方向、磁感線的方向都有關(guān)系，當(dāng)電流的方向或者磁感線的方向變得相反時(shí)，通電導(dǎo)線受力的方向也變得相反。

【師】那么剛剛這個(gè)小實(shí)驗(yàn)，充分表現(xiàn)了通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況，這個(gè)就是電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)的工作原理。

新知介紹

1、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用

通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里受到力的作用,所受力的方向跟磁感線的方向和電流的方向有關(guān),它們之間的關(guān)系可用左手定則來(lái)判定。

左手定則:伸開左手,使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直,并且都根手掌在一個(gè)平面內(nèi),讓磁感線垂直進(jìn)入手心,并使四指指向電流方向,這時(shí)手掌所在的平面跟磁感線垂直,拇指所指方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力方向。

如上圖所示，電流從電池正極出，流過金屬棒，根據(jù)上述的左手定則，張開左手,使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直,并且都根手掌在一個(gè)平面內(nèi),讓磁感線垂直進(jìn)入手心,并使四指指向電流方向,這時(shí)手掌所在的平面跟磁感線垂直,拇指所指方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力方向。(詳見下圖)。

所以拇指指向右邊，也就是金屬棒的移動(dòng)方向。

【例題】如圖所示的裝置中，當(dāng)閉合開關(guān)、導(dǎo)體ab中有電流通過時(shí)，導(dǎo)體ab就會(huì)運(yùn)動(dòng)起來(lái)，關(guān)于這一現(xiàn)象的說法，正確的是( )

A.此現(xiàn)象說明磁可以生電

B.導(dǎo)體ab運(yùn)動(dòng)方向與電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)

C.發(fā)電機(jī)是利用這一現(xiàn)象來(lái)工作的

D.在該現(xiàn)象中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能

【分析】

A、當(dāng)閉合開關(guān)、導(dǎo)體ab中有電流通過時(shí)，導(dǎo)體ab就會(huì)運(yùn)動(dòng)起來(lái)，此現(xiàn)象說明電能生磁，故A錯(cuò)誤;

B、當(dāng)電流方向和磁場(chǎng)方向有一個(gè)方向發(fā)生改變時(shí)，導(dǎo)體ab的運(yùn)動(dòng)方向就發(fā)生改變，說明導(dǎo)體ab運(yùn)動(dòng)方向與兩者方向有關(guān)，故B正確;

C、力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，物體運(yùn)動(dòng)說明它受到了力，而這力只能是磁場(chǎng)提供，因?yàn)閷?dǎo)體棒受到力的作用，我們可以讓線圈不停地轉(zhuǎn)下去，這就是電動(dòng)機(jī)原理，故C錯(cuò)誤;

D、在該現(xiàn)象中是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D錯(cuò)誤.

故答案選B

【例題】如圖所示，當(dāng)開關(guān)S閉合，原本靜止的輕質(zhì)硬直導(dǎo)線AB會(huì)水平向右運(yùn)動(dòng).要使AB水平向左運(yùn)動(dòng)，下列措施中可行的是( )

A.將導(dǎo)線A、B兩端對(duì)調(diào)

B.將蹄形磁體的N、S極對(duì)調(diào)

C.換用磁性更強(qiáng)的蹄形磁體

D.將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)

【分析】

知識(shí)點(diǎn)：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用，受力方向與兩個(gè)因素有關(guān)：一個(gè)是磁場(chǎng)方向，另一個(gè)是電流方向.如果只改變一個(gè)因素，則導(dǎo)體受力方向改變，如果同時(shí)改變兩個(gè)因素，則導(dǎo)體受力方向不變.此實(shí)驗(yàn)是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

A、將A、B兩端對(duì)調(diào)，受力運(yùn)動(dòng)方向不變，故A錯(cuò).

B、將蹄形磁體的N、S極對(duì)調(diào)，只改變一個(gè)影響因素(磁場(chǎng)方向)，受力運(yùn)動(dòng)方向改變，故B正確;

C、換用磁性更強(qiáng)的蹄形磁體，將增大導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)速度，不會(huì)改變運(yùn)動(dòng)方向，故C錯(cuò);

D、將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)，增大電路中的電流，增大導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)速度，不會(huì)改變運(yùn)動(dòng)方向，故D錯(cuò);

故選B。

2、電動(dòng)機(jī)

電動(dòng)機(jī)的原理:通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力而運(yùn)動(dòng)(磁場(chǎng)對(duì)電流的作用);

導(dǎo)體受力方向隨磁感線方向和電流方向的變化而變化;

【電動(dòng)機(jī)組成】

電動(dòng)機(jī)由兩部分組成：轉(zhuǎn)子和定子。電動(dòng)機(jī)里，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的部分叫轉(zhuǎn)子，固定不動(dòng)的部分叫定子;

【電動(dòng)機(jī)能量轉(zhuǎn)化】

電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)消耗了電能，得到了機(jī)械能。

【電動(dòng)機(jī)的工作原理】

上圖，根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，左上圖，線圈開始順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。

上2圖，線圈達(dá)到如圖所示位置，受力通過左手判斷，上端鐵棒受力向上，下端鐵棒受力向下，所以處于平衡位置，線圈由于受到慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過平衡位置后，兩電刷恰好接觸半環(huán)間絕緣部分，在換向器作用下，電流改變方向。

下左圖，電流方向改變后，通過判斷，線圈仍順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。

下右圖，線圈又到平衡位置，換向器自動(dòng)改變電流方向。

上述就是電動(dòng)機(jī)的整個(gè)工作過程及原理。

電流是因,運(yùn)動(dòng)是果(因?yàn)橛须娏鞫\(yùn)動(dòng))?;

通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里受力的方向，跟電流方向和磁感線方向有關(guān)。