§16.1磁体与磁场
教学目标：1.明确磁体的基本性质
2.通过探究会判别磁体有无磁性及其磁极
3.知道磁体周围存在磁场，磁场且有方向，会画常见磁体的磁感线
4.初步认识地磁场
教学重点：探究磁体周围的磁场
教学难点：用磁感线描述磁场
教学过程：
前提测评
用磁体靠近大头针时，发现磁体对大头针有_______________作用，磁体的这种性质叫做_____________。
磁体的两端对大头针的作用最________(强或弱)，这两个部位叫做___________,分别是________和________。
当两个磁体靠近时，同名磁极相________，异名磁极相________。
_________________________________________________叫做磁化。
研究表明，磁体周围存在着________，磁体通过________对大头针产生力的作用。
小磁针静止时，________所指方向就是该点的________方向。
磁感线是用来描述磁场的一些________曲线，实际上________存在。
磁场越强的地方，磁感线分布越________；磁场越弱的地方，磁感线分布越________。
磁感线上任意一点的切线方向为该点的________方向。
地球周围空间存在的磁场称为_______________.
新课教学
1认识磁体.
观察与实验一
用磁体靠近大头针时,发现磁体对大头针有__________作用.
【概念1】物体吸引铁钴镍等物质的性质叫做磁性,
【概念2】具有磁性的物体叫磁体
观察与实验二 用磁体吸引大头针和铁钉等,观察吸引情况
【概念3】磁体上磁性最强的部分,叫做磁极.
每一块磁体上都存在两个磁极
悬挂磁体,当它静止的时候有什么特点,旋转试试看又有什么新的发现?
悬挂磁体,当它静止时,指南的那个磁极叫做南(S)极,指北的那个叫做北(N)极.
观察与实验三
a.一个条形磁铁用细线吊起来，用另一个磁铁磁极去靠近吊着的条形磁铁，
b.磁针放在支架上，观察它静止时指南北观察同名磁极相斥，异名磁极相吸)
【规律】 同名磁极相斥，异名磁极相吸
观察与实验四
. 观看一个关于磁化的小实验磁化现象
1．铁棒固定在铁架台上，下面放着盛有铁屑的容器．用磁极靠近铁棒的上端，铁屑被铁棒下端吸起，把磁体拿开，铁屑又落回容器内．
【概念4】原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化
2.认识磁场
观察与实验五
当用薄木板(或纸)隔开磁体和大头针时,观察到磁体对大头针____(有/无) 作用
科学研究表明,磁体的周围存在着磁场.磁体就是通过磁场对大头针产生力的作用的.
观察与实验六
1 将小磁针靠近条形磁体,将会发生什么现象
2.在条形磁体周围不同的地方放置小磁针,观察小磁针的指向?
教师提问: 现在你知道条形磁体周围各点的磁场方向一样吗?
【概念5】,磁场是磁体周围一种看不见,摸不着的物质,磁场是有方向的.
1 小磁针静止时,N极所指的方向就是该点的磁场方向
我们可以根据它对放入其中的小磁针产生磁力的现象来认识它
3.认识磁感线
观察与实验七
将玻璃板平放在磁体上并在玻璃板上均匀地撒上一层铁屑，轻轻敲击玻璃，铁屑将怎么分布？
在玻璃板上放一些小磁针（如图16—5所示），这组小磁针N极的指向有什么特点？
【概念6】磁感线是用来描述磁场的一些假想曲线，实际并不存在
例题 在图上标出通过静止小磁针的磁感线，并标明小磁针的N、S极
4.了解地磁场
学生阅读书P35【读一读】
【概念7】地球周围空间存在地磁场。地磁N极在地理南极附近，地磁S极在地理北极附近，地磁场的磁感线也是从N极出来，回到S极。
三.当堂检测
1. 将条形磁铁放在铁屑中，拿出后发现 吸引铁屑较多，说明条形磁铁 的磁性较强，磁体上的磁性最强的部位叫 。
2在水平面内自由转动的小磁针，静止后总是一端指 ，一端指 ，这表明磁体具有 性，我国古代四大发明之一 就是依据这一原理制成的。
3.有一根钢针与磁体摩擦被磁化后具有磁性，你能够用实验的方法鉴别出哪一端是N极？
4对磁场和磁感线的有关认识，正确的是（ ）
A、磁感线是磁场中实际存在的曲线
B、磁感线是从磁体的南极出来回到磁体的北极
C、小磁针N极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反
D、磁场是真实存在的，而磁感线是假想虚构的
5. 标出图中的各磁体的N、S极
6对农民来讲，农作物的种子中混有一些杂草的种子是一件很头痛的事情，但是这两种种子在外表上是不同的：农作物的种子比较光滑，不易吸附小颗粒物；而杂草种子表面有许多绒毛，能够吸附靠近它的小颗粒物，当然也粘在走过的动物身上，因此它可以广为传播。
现在，给你一些混有杂草种子的农作物种子，给你一块磁铁和铁屑，请你替农民将其中原杂草种子从农作物种子中分离出来，说出你的办法和道理。
四.课后布置：
1. 完成本课课后相应练习。
2. 预习16.2电流的磁场。
① 谁发现了电流的磁效应？
② 如何探究电流的磁效应？
③ 如何制作简单的电磁铁？
④ 猜想电磁铁的磁性强弱可能与哪些因素有关？
五.课后反思：
§16.1磁体与磁场课后练习
天汾中学 许冬娟
选择题
1、一个条形磁铁不慎从中间断为两段，则两段的磁性是（ ）
A、两段都没有磁性 B、一段只有N极，一段只有S极
C、每段都有N、S极 D、以上三种情况都有可能
答案：C
2、实验表明，磁体能吸引1元硬币，对这种现象解释正确的是（ ）
A、硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁
B、硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝
C、磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多
D、硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引
答案:D
3、当钢条靠近磁针的N极时，N极远离钢条，根据这一现象（ ）
A、可以确定钢条原来一定有磁性，且钢条与磁针接近一端是N极
B、可以确定钢条原来一定有磁性，且钢条与磁针接近一端是S极
C、不能确定原来有没有磁性
D、可以确定钢条原来一定无磁性
答案:A
4、对磁场和磁感线的有关认识，正确的是（ ）
A、磁感线是磁场中实际存在的曲线
B、磁感线是从磁体的南极出来回到磁体的北极
C、小磁针N极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反
D、磁场是真实存在的，而磁感线是假想虚构的
答案:D
5、下列关于地磁场的说法正确的是（ ）
A、地理北极附近有地磁北极 B、地理南极附近有地磁南极
C、地磁方向是不定的 D、地理北极附近有地磁南极，地理南极附近有地磁北极
答案:D
6、指南针是中国古代四大发明之一，它指南北是因为（ ）
A、同名磁极互相排斥 B、异名磁极互相吸引
C、指南针能吸引铁、钴、镍等物质 D、地磁场对指南针的作用
答案:D
7、在一个圆纸盒里放着一个条形磁铁，在盒子周围放置一些小磁针（小磁针涂黑端为Ｎ极），这些小磁针静止时的指向如图甲所示，则图乙中能正确反映盒中条形磁铁放置情况的是（ ）
答案:A
8、把钢棒甲的一端靠近钢棒乙的中部时，没有力的作用；而把钢棒乙的一端靠近钢棒甲的中部时，两者互相吸引，则（ ）
A、甲无磁性，乙有磁性 B、甲有磁性，乙无磁性
C、甲、乙都有磁性 D、甲、乙都没有磁性
答案:A
9、甲、乙两个磁极之间有一个小磁针，小磁针静止时的指向如图所示。那么( )
A．甲、乙都是N极
B．甲、乙都是S极
C．甲是N极，乙是S极
D．甲是S极，乙是N极
答案:D
10如图，弹簧测力计下悬挂一小条形磁铁，使测力计沿着水平放置的
大条形磁铁的N极开始，向S极逐渐移动时，测力计示数将（ ）
A、逐渐增大 B、逐渐减小
C、先减小后增大 D、先增大后减
答案:A
二.填空题
1．当两个磁体靠近时，同名磁场极互相 ，异名磁场互相 。
答案: 排斥 吸引
2．磁铁能够吸引 、 、镍等物质，磁铁的这种性质叫做 ，具有磁性的物体叫做 。
答案: 铁 钴 磁性 磁体
3．将条形磁铁放在铁屑中，拿出后发现 吸引铁屑较多，说明条形磁铁 的磁性较强，磁体上的磁性最强的部位叫 。
答案: 两端 两端 磁极
4．在水平面内自由转动的小磁针，静止后总是一端指 ，一端指 ，这表明磁体具有 性，我国古代四大发明之一 就是依据这一原理制成的。
答案: 南 北 指向 指南针
5．磁体上 叫做磁极，一个磁体具有 个磁极，它们分别是 极和 极。
答案:两端 2 S N
6．把条形磁铁从中间断为两段，那么这两个断面再靠近时，
将 ；如图将喇叭上的圆形磁铁截断后，再让原
断处相对，两半磁铁之间将 (选填“相互吸引”
或“相互排斥”或“不发生相互作用”)。
答案: 相互吸引 相互排斥
7．具有软磁性、硬磁性或其它电磁特性的材料统称为磁性材料，磁性材料在现代生活和科学技术中得到广泛应用，请你举两个例子(1) (2) 。
答案: 磁卡 磁盘
三.作图题
1.如图根据小磁针的指向（黑色为N极），画出磁感线的方向（每条都画），并标出磁体的N、S极
3根据上图中小磁针静止时的位置，（黑端为N极），标出磁体的磁极，画出磁体周围的磁感线并标出方向。
4一个圆纸盒里有一个条形磁体，盒外放着一些小磁针，各磁针静止时
N极指向如图所示，请在圆纸盒里画出磁体并标明它的N、S极
5在图甲上标出地磁场磁感线的方向及地磁N、S极
16.2电流的磁场
（一）教学目标：
1．知道电流周围存在着磁场。
2．知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似。
3知道电磁铁的构成，能说出影响电磁铁磁性强弱的因素。
4知道电磁铁的优点及其应用。
5知道电磁继电器的构造与工作原理。
（二）重点难点：
1.知道电能生磁 。
2．知道通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。
3与普通永磁体相比，电磁铁有哪些优点，电磁继电器的构造及工作原理。
4电磁继电器的工作原理，电磁继电器电路的连接方法。
（三）教学过程?
一．前置测评
1，如图1，将铁钉放在某矿石附近，铁钉立即被吸引到矿石上，此现象说明该矿石具有
Ａ．导电性 Ｂ．磁性 Ｃ．弹性势能 Ｄ．隔热性
?2.当两个磁体的S极相互靠近时，它们将互相_____，当一个磁体的N极靠近另一磁体的S极时，它们将互相_____。
3.磁感线可以形象而又方便地表示磁体周围各点的_______方向。磁铁周围的磁感线都是从磁铁______极出来，回到磁铁的________极。
4.1820年，丹麦科学家______把连接电池组的导线放在和磁针平行的位置上，当导线通电时，磁针立即偏转一角度，这个实验表明通电导体周围存在着____
二．以学带教：
1．复习提问，引入新课
小磁针只有放在磁体周围才会受到磁力作用而发生偏转吗？也就是说，只有磁体周围存在着磁场吗？其他物质能不能产生磁场呢？这就是我们本节课要探索的内容。
2．进行新课
(1)演示奥斯特实验说明电流周围存在着磁场
演示实验：将一根与电源、开关相连接的直导线用架子架高，沿南北方向水平放置。将小磁针平行地放在直导线的上方和下方，请同学们观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况。
提问：观察到什么现象？ （观察到通电时小磁针发生偏转，断电时小磁针又回到原来的位置。）
进一步提问：通过这个现象可以得出什么结论呢？
师生讨论：通电后导体周围的小磁针发生偏转，说明通电后导体周围的空间对小磁针产生磁力的作用，由此我们可以得出：通电导线和磁体一样，周围也存在着磁场。
教师指出：以上实验是丹麦的科学家奥斯特首先发现的，此实验又叫做奥斯特实验。这个实验表明，除了磁体周围存在着磁场外，电流的周围也存在着磁场，即电流的磁场，本节课我们就主要研究电流的磁场。
板书：第四节电流的磁场
一、奥斯特实验
1．实验表明：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场。
提问：我们知道，磁场是有方向的，那么电流周围的磁场方向是怎样的呢？它与电流的方向有没有关系呢？
重做上面的实验，请同学们观察当电流的方向改变时，小磁针N极的偏转方向是否发生变化。
提问：同学们观察到什么现象？这说明什么？
（观察到当电流的方向变化时，小磁针N极偏转方向也发生变化，说明电流的磁场方向也发生变化。）
2．电流的磁场方向跟电流的方向有关。当电流的方向变化时，磁场的方向也发生变化。
提问：奥斯特实验在我们现在看来是非常简单的，但在当时这一重大发现却轰动了科学界，这是为什么呢？
学生看书讨论后回答：
因为它揭示了电现象和磁现象不是各自孤立的，而是紧密联系的，从而说明表面上互不相关的自然现象之间是相互联系的，这一发现，有力推动了电磁学的研究和发展。
(2)研究通电螺线管周围的磁场
奥斯特实验用的是一根直导线，后来科学家们又把导线弯成各种形状，通电后研究电流的磁场，其中有一种在后来的生产实际中用途最大，那就是将导线弯成螺线管再通电。那么，通电螺线管的磁场是什么样的呢？请同学们观察下面的实验：
演示实验：按课本图11－13那样在纸板上均匀地撒些铁屑，给螺线管通电，轻敲纸板，请同学们观察铁屑的分布情况，并与条形磁体周围的铁屑分布情况对比。
提问：同学们观察到什么现象？
学生回答后，教师板书：
二、通电螺线管的磁场
1．通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。
提问：怎样判断通电螺线管两端的极性呢？它的极性与电流的方向有没有关系呢？
演示实验：将小磁针放在螺线管的两端，通电后，请同学们观察小磁针的N极指向，从而引导学生判别出通电螺线管的N、S极。
再改变电流的方向，观察小磁针的N极指向有没有变化，从而说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。
引导学生讨论后，教师板书：
2．通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。当电流的方向变化时，通电螺线管的磁性也发生改变。
三．电磁铁
出示螺线管，提问：要使螺线管的周围产生磁场，根据我们学过的知识，可采用什么方法？
（学生讨论得出：给螺线管通电，它的周围就会产生磁场。）
进一步提问：如果要使通电螺线管的磁性增强，应该怎么办呢？
请同学们观察下面的实验：演示实验：先将小磁针放在螺线管的两端，通电后观察小磁针偏转的程度，再将铁棒插入螺线管，通电后观察小磁针偏转的程度。
提问：小磁针的偏转程度哪个大？这表明什么？（插入铁棒后，小磁针的偏转程度增大，这表明插入铁棒后通电螺线管周围的磁性大大增强。）
进一步提问：为什么插入铁棒后，通电螺线管的磁性会增强呢？
学生讨论得出：铁心插入通电螺线管，铁心被磁化，也要产生磁场，于是通电螺线管的周围既有电流产生的磁场，又有磁铁产生的磁场，因而磁场大大增强了。
教师指出：从上面的实验中可以看出，铁心插入螺线管，通电后能获得较强的磁场。我们把插入铁心的通电螺线管称为电磁铁。
实验：探究影响电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关
提问：电磁铁与永磁体相比，有些什么特点呢？
进一步提问：怎样来做实验呢？其步骤是怎样的呢？
我们知道，电磁铁的磁性是由螺线管通入电流后获得的，由此，我们可以进行猜想：它的磁性与电流的大小有关；螺线管是由导线绕制成的，它的磁性强弱与线圈的匝数有关。下面我们就从这几个方面来进行实验探索。
学生实验：首先请同学们从盒子里拿出实验器材，放在桌上摆好，观察所用的器材，同时思考下列问题：
这些实验器材应连接成怎样的电路？
（应将电源、开关、滑动变阻器、电流表与电磁铁连成串联电路）用什么来判断电磁铁的磁性强弱？
（通过观察电磁铁吸引大头针的多少来判断）学生将实验器材连接好，检查电路无误后进行实验：
①将开关合上或打开，观察通电、断电时，电磁铁对大头针的吸引情况，判断电磁铁磁性的有无。
②将开关合上，调节滑动变阻器，使电流增大和减小（观察电流表指针的示数），从电磁铁吸引大头针的情况对比电磁铁磁性强弱的变化。
③将开关合上，使电路中的电流不变（电流表的示数不变）改变电磁铁的接线，增加通电线圈的匝数，观察电磁铁磁性强弱的变化。
实验小结：让学生归纳、概括实验结果后，教师板书：实验表明：
1、电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性。
2、通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强。
3、在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，磁性越强。
讨论电磁铁的优点
提问：通过实验，我们知道了电磁铁的一些特点，它的这些特点与永磁体相比，有哪些优点呢？
2、介绍电磁铁的应用
提问：电磁铁在实际生产中有哪些重要应用呢？
请同学们观看视频：电磁起重机。(说明它能将钢材吊起的原理。)
介绍两种常用的电磁起重机：一种是圆柱形电磁铁，一种是蹄形电磁铁。蹄形电磁铁的两个异性极在同一端面上，能同时吸住一块铁，因而磁性更强。
四、电磁继电器
提出问题：
高压环境或恶劣环境有可能对人造成不利影响，如何才能完成工作而又不会造成人身伤害?如何自动控制、远距离控制?
①、电磁继电器的构造
电磁继电器的结构和工作电路如图所示：(屏幕显示)
结构：A：电磁铁、B：衔铁、C：弹簧、D：动触点、E：静触点．
②、电磁继电器的工作原理
工作原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来使D和E接触，工作电路闭合．电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路．
结论：电磁继电器就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关．
学生实验：让学生分组联接电磁继电器的控制电路和用小灯泡组成的工作电路．使继电器通电时，小灯泡亮，断电时小灯泡灭．
通过接线和操作，使学生掌握继电器的主要构造和工作原理．
提问：用电磁继电器控制电路有什么好处？
回答：用低电压控制高电压；远距离控制；自动控制．
五．电磁继电器的应用
分析防讯报警器、水位自动报警器和温度自动报警器的工作原理．
(在学生自己分析的基础上，进行小组议论．)
影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小、线圈的匝数、铁心的有无
电磁继电器的几个主要部件：电磁铁、衔铁、弹簧、动触点.静触点．
电磁继电器的工作原理：控制电路的接通、断开，使电磁铁有、无磁性，衔铁被吸或被拉离．使动、静触点接通或断开．使工作电路接通或断开．
自动报警装置、控制电路在一定条件下自动接通，以达到报警的目的．如控制电路中接入热敏元件或光敏元件还可以实现温度自动控制或光自动控制。
三，当堂检测：
1 .如图14-3-7所示，当通以如图所示方向的电流时，小磁针的S极将向纸外偏转，若改变电流方向，图中的小磁针转向为( )
图14-3-7
A.小磁针N极将向纸外偏转
B.小磁针S极将向纸外偏转
C.小磁针N极指向不变
D.小磁针N极可能向纸内偏转，也可能向纸外偏转
2 .为判断一断导线中是否有直流电流通过，手边若有下列几组器材，其中最为可用的是(??? )
A.被磁化的缝衣针及细棉线??????????? B.带电的小纸球及细棉球
C.小灯泡及导线????????????? ????????D.蹄形磁形及细棉线
3 用电磁继电器来操纵高电压、强电流的开关，其主要作用是 [ ] A．节约用电。 B．操作简单。 C．保护用电器。 D．避免危险。
4 要改变电磁铁的磁性强弱，可以改变线圈的匝数,还可以改变__________的大小。
5 如图2是一个自动控制电路，当开关S闭合时，电路中各用电器的工作情况是 D Ａ．灯亮，电动机转动，电铃不响 Ｂ．灯亮，电动机不转，电铃不响 Ｃ．灯不亮，电动机转动，电铃响 Ｄ．灯不亮，电动机不转，电铃响
?
四．课后布置：
(1)．预习作业：
1. 磁场对通电导体具有力的作用，其作用的方向与___________、_________方向有关。
2 当堂检测3 4 5 7
§16．3磁场对电流的作用 电动机
【教学目标】：
1.了解通电导线在磁场中会受到力的作用，受力的方向与电流方向、磁场方向有关。
2．了解通电线圈在磁场中受力转动。
3．通过“磁场对电流的作用”的探究实验，了解直流电动机的结构和工作原理。
4．知道直流电动机中能量的转换。
【重点难点】：
重点是通电导体在磁场中的受力运动。
难点是对平衡位置的理解。
【教学过程】：
一、前题测评：
1．电和磁之间是有联系的，例如；上节所学到的是通电导体周围存在______；下节要学的是磁场对通电导体有________。
2．通过上节的学习，你知道了通电导体周围的磁场方向与_______方向有关；通过下节的预习你该知道了，磁场对电流的作用力的方向与_________方向、_________方向有关。
★3．如图1所示，通电螺线管的左端是_______极，
小磁针的左端是________极。
如图2所示，为使螺线管出现如图所示的极性，
电源的上端应为_______极。
二、新授课：
A．——激发学生兴趣
师演示：拿出一个电动玩具（如小汽车，小电扇），现场安装电池后让其转动起来。
师简介：玩具内有个小电动机在转动。
师问：你还有哪些类似的玩具？请展示或说明？
生答：…………
B．——转入主题掌握科学探究的过程
师：根据以上所见现象请提出一个值得我们探究的问题。
㈠．提出问题：小电动机为什么会转动呢？
㈡．猜想与假设：小电动机的转动可能是通电线圈受到磁场的作用力的缘故。
㈢．设计方案：做好实验，记录实验现象。
1.观察磁场对通电直导线的作用。如图3
步骤①：给直导线通电
现象：AB棒向____方向运动起来。
结论：磁场对通电导线有力的作用。
步骤②：改变直导线中的电流方向
现象：AB棒向______方向运动起来。
结论：通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。
步骤③：调换磁体的两极后给直导线通电。
现象：AB棒向______方向运动起来。
结论：通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关
典例1：如图4所示，通电导体ABCD分别处在图中所示的磁场中，“×”表示进入纸内的电流方向，“· ”表示穿出纸的电流方向。若通电导体A在磁场中的受力方向如图所示，则通电导体BCD在磁场中的受力方向如何？请在图中标出。
重要提示：A若同时改变电流方向和磁场方向，则通电导体的受力方向不变。
★ B通电导体在磁场中不一定受到力的作用。（电流方向和磁场方向平行时不受力的作用）
2．观察磁场对通电线圈的作用。如图5：
步骤：闭合开关，给线圈通电
现象：线圈能在磁场中转动，
但不能在磁场中持续转动下去。
最后静止在线圈平面和磁感线垂直的位置。
㈣．提出新问题：
新问题1．线圈为什么不能持续转动，最后静止在线圈平面
和磁感线垂直的位置？
如书上图16—28所示：
图a中通电线圈受磁场力的作用开始顺时针转动
图 b中通电线圈也受磁场力的作用，但所受的磁场力互相平衡，但由于惯性，线圈还会继续转动。
指出：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，我们把这个位置称做平衡位置。
图c中线圈越过平衡位置后，磁场力的作用的结果使线圈逆时针转动。
图d中线圈最后静止在平衡位置，
新问题2．怎样使线圈在磁场中持续转动？ （在教师引导下让学生想办法）
答1当线圈转到平衡位置时，改变电流方向。
答2当线圈转到平衡位置时，改变磁场方向。
指出：换向器的结构：两个金属半环
换向器的作用：当线圈刚过平衡位置时换向器就自动改变线圈中电流的方向。
新问题3．线圈转动一周，出现几次平衡位置？要改变几次电流方向？（在教师引导下让学生回答）
答：2次。
重要说明：
①在图5的实验中若要线圈在磁场中起动必须避开平衡位置。（让学生思考为什么？）
②在图5的实验中要使线圈连续转动的另一方法是：将线圈两端的导线的下（上）半周的绝缘漆刮去。（师生一起思考原理）
㈤．直流电动机
1．主要结构：磁体、线圈、换向器、电刷 （可以让学生回答）
2．工作原理：利用磁场对电流的作用使线圈转动，又利用换向器及时地改变线圈中的电流方向使线圈持续转动下去。 （在教师的指导下让学生总结）
3．能量的转化：电能转化成机械能（主要的）和内能（次要的） （让学生回答）
4．思考题：如何衡量电动机的效率？ （让学生掌握定义效率的方法）
答：效率=×100%
㈥让学生自学书P47：生活·物理·社会——磁悬浮列车
㈦总结本课内容
三、当堂检测
班级__________姓名___________学号__________
1．磁场对电流有_____的作用，其方向与_______方向、______方向有关。
2．通电线圈在磁场中受力会发生______，这一现象实现了______能向______的转化。
3．探究通电导体在磁场中的受力方向与哪些因素有关时，小明同学做了如图所示的实验，图中AB表示闭合电路中的直导线，导线上的箭头表示电流方向，F表示导线的受力的方向，以下是小明通过实验得出的判断：
①甲乙实验说明，通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向有关
②甲丙实验说明，通电导体在磁场中受力的方向与磁场的方向有关
③甲乙实验说明，通电导体在磁场中受力的方向与磁场的方向有关
则上述判断中 （ ）
A．只有①正确 B．只有②正确
C．只有①②正确 D．只有①③正确
4．放入磁场中的通电线圈在哪个位置时，线圈上的换向器会自动改变电流方向（ ）
A．线圈平面和磁感线方向垂直 B．线圈平面和磁感线方向平行
C．线圈平面处于水平位置 D．线圈平面处于竖直位置
5．一个能自由转动的矩形线圈悬挂在磁场中，通电后线圈不动，下列给出的原因中最有
可能的是（ ）
A．线圈中的电流方向接反了 B．线圈此时正好在平衡位置
C．线圈中通入的是交流电 D以上说法均不对．
16.4 安装直流电动机模型
教学目标：
1、学会安装直流电动机模型，进一步了解直流电动机的构造和工作原理；
2、知道如何改变直流电动机转动的方向和转动的速度；
3、会对一些常见的故障进行分析，并能排除基本故障。
教学重点：
弄清电动机的构造,按照合理的顺序进行安装。
教学难点：
安装直流电动机模型，知道如何改变电动机的转向和转速。
教学过程：
前提测评：
1、直流电动机的工作原理： 。
2、直流电动机的能量转化： 。
以学定教：
（一）导入课题：
（教师出示玩具电动汽车并演示，引导学生认识玩具汽车会运动的原因是其中有小电动机。投影片显示各种电动机的图片。）
师：电动机已广泛应用于我国的生活和生产实际，今天我们来交流学习电动机的有关知识，并尝试自己安装一个直流电动机模型。同学们收集到许多和电动机有关的资料，请拿出来与我们共享。
（二）进入正课：
师：上一节课布置大家一个任务，请每个同学收集一个与电动机有关的资料，就你收集的资料提出一个有价值的问题，并尝试作出合理的解释。现在就请你拿出作业先在组内进行交流分享，然后推举代表把你们觉得最有价值的资料到全班进行交流。(学生分组讨论自己的资料，推举代表做发言准备。)
(师生双向交流电动机资料。)
师：电动机应用如此广泛，同学们已对它产生了兴趣，如果我们能亲手组装一个电动机，那将是一件令人骄傲的事，今天为大家准备了一些散件，要请大家组装一个能转可以控制的电动机。
请同学们翻开书本，认识各个散件的名称及它们的位置。
师：要把这些散件组成电动机，我们应该选择什么步骤呢？
生：回答。
（教师提出建议步骤，参看装配图。）
师：电动机装好了，你想利用它做什么研究？
生：我想研究它的转速跟什么有关？它的转向会不会改变？
师：请大家设计一个电路将电动机接入电路，按下表进行实验，并把观察到的现象填入下表。
实验条件
现象与结论
第一次
磁铁的磁极位置不变，对调电源两极。
改变电流方向，线圈转动方向 。
第二次
电源两极不变，对调磁铁的磁极位置。
改变磁感线方向，线圈转动方向 。
第三次
移动滑动变阻器的滑片
电阻增大
线圈转动 。
线圈中的电流由小变大，线圈转速由 变 。
电阻减小
线圈转动 。
师：学生们实验做得都很认真，请一个同学来汇报一下你的实验情况。
生：学生汇报。
师：刚才有学生的电动机模型安装好后，却怎么都不能使它转起来，是什么原因？课后请同学们讨论一下，帮他分析可能不转的原因，如何排除故障？
当堂检测：
1、电动机是一种高效率，低污染的动力设备，广泛地应用在日常生活和生产实践中。下列家用电器中应用了电动机的是 （ ）
A、洗衣机 B、电饭锅 C、电热水壶 D、电热毯
2、要使一台直流电动机的转速增大一些，下列方法中不可行的是 ( )
A、增大线圈中的电流 B、换用输出电压较多的电源
C、将磁体的磁极对调 D、换用磁性更强的磁体
3、在安装直流电动机模型的实验中，小杰同学按照教材的要求安装了一台直流电动机模型。安装完毕，闭合开关后，线圈顺时针方向转动，则能使线圈逆时针方向转动的做法是（ ）
A、减小一节电池 B、把电源和磁铁的两极同时对调
C、增加一节电池 D、把电源两极对调
4、电动机在日常生活和生产中的应用十分广泛，关于电动机，下列说法错误的是（ ）
A、电动机是应用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的
B、直流电动机中的换向器能使通电线圈持续转动
C、电动机是把电能转化成机械能的装置
D、电动机是把机械能转化成电能的装置
5、在安装直流电动机模型的实验中，为了改变电动机的转动方向，可采取的措施是（ ）
A、改变磁场的强弱 B、改变电流的大小
C、只改变电流方向或只改变磁场方向 D、同时改变电流方向和磁场方向
6、给直流电动机模型接通电源，线圈中有电流却不转，不可能造成这一现象的原因是（ ）
A、线圈刚好处在平衡位置 B、轴受到的摩擦力太大
C、电源的正负极相反 D、电源电压太低
7、直流电动机是利用 在 里受力转动的原理制成的。
8、电动机工作时是把 能转化为 能，它与热机相比，一个最显著的优点是 。家用电器中应用了电动机的有 。(填一种家用电器)? 9、在“安装直流电动机模型”的实验中：
⑴连入滑动变阻器的目的是通过调节滑动变阻器来改变电路中 ，从面改变电动机线圈的转动 ；
⑵在实验中，若把磁铁的两极对调一下，将观察到的现象是：电动机线圈的 发生改变。
10、给你一个直流电动机模型、蓄电池、开关、滑动变阻器，如图所示。用笔画线代替导线，把它们连接起来（连线不要交叉），要求满足以下两点要求：
(a)组成一个可以改变电动机模型转速的电路。
(b)滑动变阻器滑片向左滑时，电动机转速加快。
课后练习：
安装直流电动机模型
1．要改变直流电动机转动的方向，下列措施中可行的是 ( )
A．增加磁体的磁性 B．增大电源电压
C．增大线圈中的电流 D．改变线圈中的电流方向
2．下列做法中，电动机转动方向不会改变的是 ( )
A．把电源两极对调 B．把磁场两极对调
C．把电源两极和磁体两极同时对调 D．改变电流的大小和电流方向
3．在安装直流电动机模型的实验中，接好电路，合上开关后，发现电动机不转，若轻推一下线圈，电动机马上就转起来，刚开始时不转的原因可能是 ( )
A．磁铁和磁性不强 B．通过线圈的电流太小了
C．电动机线圈平面恰好处在平衡位置 D．电刷与换向器之间的摩擦太大了
4．要改变直流电动机的转速，下列措施可行的是 ( )
A．把电源两极对调 B．把磁铁的磁极对调
C．改变线圈中电流的大小 D．同时对调电源两极和磁铁两极
5．小明安装好直流电动机模型后，接通电源，发现线圈不转，请你帮他分析线圈不转的原因可能有哪些？至少写出三种？
6．小明利用他的玩具电动机进行物理知识的新探究，他先按图把器材连接好后，保持电源电压不变，闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，进行了两次实验，并把实验中得到的有关数据记录在下面表格中。
实验次数
钩码的
质量m
(g)
钩码升高
的高度h
(m)
钩码上升的
时间t
(s)
电流表
示数I
(A)
电压表
示数U
(V)
滑动变阻器
滑片位置
1
100
1.0
3.6
0.20
3.0
中点
2
100
1.0
8.0
0.15
1.5
最右端
请你参加小明的研究，解答下列问题：(1)在实验过程中，发生了哪些形式的能量的转化(指出其中的两种)。(2)计算出第一次实验中，电动机提升重物做的有用功和电动机消耗的电功率。(3)求出电源电压和滑动变阻器
的最大阻值。（4）第二次实验过程中，
滑动变阻器消耗的电能是多少？
7．如图所示是检验磁场对通电导体作用力的实验装置，当导线AB中有某方向电流通时，它受到的磁场力方向向左。
（1）如果仅将磁极对调位置，导线AB受力
方向 。
(2)如果磁极位置不变，仅改变AB中的电流
方向，导线AB受力方向 。
(3)若同时对调磁极位置和改变电流方向，
导线AB的受力方向 。
8．直流电动机中换向器的作用是：每当线圈转过 时，换向器就自动 ，使线圈可以持续地转动下去。
9．在安装直流电动机模型的实验中，为了使实验能顺利进行，安装时应尽量减小轴与轴架之间的 ，且 与 的接触松紧要适当，按电路图连接好电路，合上开关，假定电动机按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，可采取的方法有 或
。若要提高电动机的转速，可采用 的方法。
10．小明安装好的直流电动机模型，可接通电源，线圈中有电流时，电动机不转动，不可能造成这一现象的原因是 ( )
A．线圈刚好在平衡位置 B ．轴受到的摩擦力太大了
C．电源的正、负极接所反了 D．电源电压太大了
课后练习参考答案：
1．D 2．C 3．C 4．C 5．略 6．（1）电能转化为机械能；电能转化为内能 （2）0.98J 0.6W （3）6V 30Ω （4）5.4J 7．（1）右 （2）右 （3）左 8．平衡位置 改变线圈中的电流方向 9．摩擦 换向器 电刷 改变电流方向 调换磁极 增大电流 10．C
§16.5电磁感应 发电机
一、教学目标：
1、知道电磁感应现象，以及利用电磁感应现象把机械能转化为电能。
2、知道产生感应电流的条件，能对导体中有无感应电流做出判断。
3、知道发电机原理是电磁感应现象。；
4、了解交流发电机的构造和类型。
二、教学重点：
电磁感应
三、教学难点：
发电机的工作过程
四、教学准备：
蹄形磁铁，漆包线，演示用电流计，导线若干，开关一只。
五、教学过程：
一、引入新课：
重做奥斯特实验，请同学们观察后回答：
此实验称为什么实验？它揭示了一个什么现象？
（奥斯特实验。说明电流周围能产生磁场）
进一步启发引入新课：
奥斯特实验揭示了电和磁之间的联系，说明电可以生磁，那么可不可以反过来进行逆向思索：磁能否生电呢？怎样才能使磁生电呢？
二、新课
（1）电磁感应现象
①提出问题：奥斯特的实验表明，电流的周围存在着磁场。既然电可以生磁，那么很可能也会生电，什么情况下磁场中的导线能够产生电流？
②按照如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线的两端跟电流表相连接。提出问题：闭合开关后，有无电流产生？为什么？
③进行各种尝试，寻找产生感应电流的条件。
尝试1：让导线在磁场中静止，换用不同强度的磁体。
尝试2：让导线在磁场中静止，但不用单根导线，而用匝数很多的导线。
尝试3：导线在磁场中沿着不同方向运动。
尝试4：导线在磁场中沿着不同方向运动,但开关被断开。
分析实验中看到的现象，就能知道闭合电路中产生电流条件了。如果把磁感线想象成一根根实实在在的线，把导线想象成一把刀，请学生表述感应电流产生的条件。
接下来组织学生，探究感应电流方向跟哪些因素有关。
提出问题：闭合电路一部分导体切割磁感线产生的感应电流方向和哪些因素有关呢？
尝试1：导体向不同的方向运动，观察电流表指针偏转方向。
尝试2：导体运动方向不变，改变磁场方向，观察电流表指针偏转方向。
总结归纳：闭合电路感应电流方向跟导体运动方向、磁场方向有关。
（2）动圈式话筒
构造：
作用：把声音转换成电流。
（3）发电机
学生参与活动：把手摇发电机、小灯泡、电流表接入电路。慢慢摇转大轮，带动线圈在磁场里转动，可以看到演示电流表的指针左右摆动起来。
提出问题：手摇发电机发出电的电流方向与接电池的电路中的电流方向有什么区别呢？电流表的指针左、右摆动，表示什么呢？
分析线圈在磁场中转动切割磁感线，电流方向与线圈位置的关系，归纳出交流电的概念。
出示图1所示挂图，说明其构造和作用。
如图1所示，磁场中的磁感线从左向右，线圈转动时，只有ab边和cd边能切割磁感线产生感应电流，da边和bc边不切割磁感线，对感应电流的产生没有贡献。
图2是发电机的原理图，放在磁场里的线圈，两端各连一个铜环K和L，它们分别跟电刷A、B接触，并跟电流表组成闭合电路。
在线圈从图甲经图乙向图丙转的半周过程中，ab边向下运动，cd边向上运动，ab边向下切割磁感线，ab边中的电流由b向a，cd边向上切割磁感线，cd边中的电流由d向c，外部电路中的电流方向一直是从A流向B。
可以介绍右手定则，确定外电路电流方向是由A流向B。
当线圈转到丙位置时，导线ab边，cd边不切割磁感线，导线中没有电流。
在线圈从图丙经图丁又回到图甲位置转过后半周的过程中，ab边向上运动，cd边向下运动，它们又都切割磁感线，线圈和外部电路中就又有了电流。用右手定则可以判断外电路电流方向是由B流向A。
线圈继续转动，电流方向将周期性地重复上述变化。这可以从电流表指针的左右摆动看出来。设想每秒钟线圈转一周，电流变化周期就是1秒。这种周期性地改变方向和大小的电流，叫做交流电。能产生交流电的装置叫交流发电机。它是根据电磁感应现象制成的。
（4）介绍实际发电机构造。
实际的交流发电机，结构比较复杂，但主要由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成。大型发电机发出很高的电压和很强的电流，要采用线圈不动、磁极旋转的方式发电。这种发电机叫做旋转磁极式发电机。为了得到较强的磁场，要把线圈嵌在定子铁心槽里，还要用电磁铁代替永久磁铁作转子。大型旋转磁极式发电机，能够提供几千伏到上万伏的电压，功率可达几十万千瓦，甚至百万千瓦以上。实际发电机的转子由水轮机、汽轮机或内燃机来带动。
六、当堂检测
1、发电机是利用?????????? 现象制成的，直流电动机是利用通电线圈在???????? 里受力转动的原理制成的。
2、1831年，英国著名物理学家? 发现了电磁感应现象，导致了 ?的发明，从而开辟了人类电的时代。
3、某同学探究“什么情况下磁可以生电”的实验装置如图。ab是一根直铜丝，通过导线接在量程为3A电流表的两接线柱上，电流表指针指零。当把ab迅速向右运动时，并未发现电流表指针明显偏转。你认为最可能的原因是
A．感应电流太小，无法使指针明显偏转
B．铜丝太细，换用铜棒便能使指针明显偏转
C．应把ab改为向左运动
D．应把ab改为上下运动
4、下列关于电磁感应现象的说法中，正确的是（ ???）
A．电磁感应现象是丹麦物理学家奥斯特发现的
B．导体在磁场中运动时就会产生感应电流
C．感应电流的方向跟导体运动方向和磁感线方向有关
D．电磁起重机是利用电磁感应现象制成的
5、如图6所示是电机示意图，对于图示的说法，正确的是（ ???）
A．图中绘出的是直流电动机的示意图，线圈正转到平衡位置
B．图中绘出的是直流电动机的示意图，线圈受到磁场的作用力而转动
C．图中绘出的是交流发电机的示意图，此时导线切割磁感线，线圈中产生电流
D．图中绘出的是交流发电机的示意图，此时导线不切割磁感线，线圈中没有电流
第十七单元 电磁转换 复习教案
复习目标：
1．通过实验，探究通电螺线管外部磁场和方向；
2．通过实验，了解通电导线在磁场中受到力的作用，受力的方向与电流及磁场的方向都有关系；
3．通过实验，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件；
4．能用实验证实电磁相互作用；
5．知道电动机和发电机的原理；了解电动机和发电机工作时的能量转化；
复习重点：
磁体周围的磁场分布、磁感线及方向；
电磁铁的工作原理、电磁继电器的构造及工作原理；
电动机的工作原理、换向器的作用；
电磁感应现象产生的条件。
学习难点：
正确理解电与磁之间的联系、相互作用；正确区分电动机与发电机的原理图。
教学过程：
一、前提测评
1． 磁体周围存在 ，它的方向可以用小磁针在其中静止时 极所指的方向确定。
2． 磁极间的相互作用规律是： 。
3． 磁体周围的磁场分布情况用 描述，在磁体外部，磁感线总是从磁体的 极出发，回到 极。
4． 通电导体周围存在磁场，通电螺线管周围的磁场分布于 相似，磁极可以用 定则来判定。
5． 磁场对电流有 的作用，受力方向与 方向和 方向有关。
6． 电动机是利用 使线圈转动起来的，为了使直流电动机持续转动，必须安装 。电动机工作时，将 能转化为 能。
7． 电路的 导体在磁场中做 运动时，导体中会产生电流的现象叫做电磁感应现象。 机就是根据这个原理工作的。工作时，将 能转化为 能。
二、典型题复习：
1． 用漆包线在笔杆上绕制一只螺线管，接入如图所示的电路中，闭合开关S后，要使螺线管吸引大头针的数量增多，变阻器的滑片P应向________端移动（填“a”或“b”），此时灯泡的亮度_________（填“变亮”“变暗”“不变”），螺线管的_______端是N极（填“上”或“下”）．
2. 在微型电扇的插头处接一只发光二极管，用手旋转叶片，发现二极管发光.上述实验现象说明了 （ ）
A．磁能生电 B．磁场对电流有力的作用
C．电流的磁效应 D．电流的热效应
3. 发电机和电动机的相继问世，使电能的大规模生产和利用成为现实，人类社会进入了电气化的时代．如图的四幅图，其中属于电磁感应现象实验图及其应用图的是 （?? ? ）
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
4．如图所示是小明设计的温度自动报警器原理图.在水银温度计里封入一段金属丝，当在正常工作的温度范围内时，绿灯亮；当温度升高达到金属丝下端所指示的温度时，红灯亮，发出报警信号.请按照题意要求，在图中连接好电路．
三、课堂练习：
1．我国宋代的学术著作《梦溪笔谈》中有一段叙述：“方家（指精通某种学问的行家）以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不令南也（不是正南方向）．”以上叙述的现象证明地球是一个_______，并且以事实说明了地球的地理南北极与地磁南北极______重合的（选填“是”或“不是”）．
2．直流电动机中，换向器的作用是当线圈转到 位置时，就能自动改变线圈中 的方向，使线圈可以不停地转动下去．工作时将 能转化为 能．
3．发电机是根据 现象制成的，工作时将机械能转化为 能．
4．随着家庭轿车的普及，交通拥堵已经成为许多城市的一大难题，为了缓解交通压力，节约能源，在我国的许多城市开始大力提倡乘坐公交汽车上下班，如图是公共汽车上用电磁阀控制车门开、关的工作电路图．L1、L2是固定的电磁线圈．衔铁T1、T2通过横杆相连并可左右移动，带动传动装置使车门开启或关闭．当S接通触点b时，线圈 (L1／L2)具有磁性，吸引衔铁使横杆向左运动，带动传动装置关闭车门．
二、选择题
5．第一个发现电流磁效应的科学家是 （ ）
A．奥斯特 B．安培 C．焦耳 D．法拉第
6．要使电磁铁的两个磁极对调，可采取的方法是 （ ）
A．改变电流方向 B．增加螺线管的匝数
C．减小电流 D．将铁心从螺线管中拔出
7．如图所示的电路中，甲、乙线圈套在同一玻璃棒上能够自由移动，当开关S闭合后
（ ）
A．两个线圈将向左右分开
B．两个线圈将向中间靠拢
C．两个线圈都静止不动
D．两个线圈先向左右分开，后向中间靠拢
三、实验探究题
8． 如图是小明研究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图，它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制的针式刻度板组成．通过观察指针B偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱．在指针下方固定一物体A，当用导线a与接线柱2相连，闭合开关后，指针B发生偏转．
⑴ 用笔画线代替导线将实物图连接完整；
⑵ 指针下方的物体A的材料应是（ ）；
A．铜 B．铁 C．铝 D．塑料
⑶ 当开关闭合后，电磁铁左端应为磁极的 极；
⑷ 实验发现：
① 当滑动变阻器的滑片P向 滑动时（填“左”或“右”），指针B偏转的角度将会 （填“变大”或“变小”）；
② 保持滑片P位置不变，当导线a由接线柱2改为与接线柱1相连，闭合开关后，可发现指针B偏转的角度将会 （填“变大”或“变小”）；
⑸经过对电磁铁的研究，可得出结论是：当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁磁性 ；当通过电磁铁的电流一定时，电磁铁线圈的匝数越 ，磁性越 ．
