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浙教版八下 §1.4 电动机(1) 学案
姓名
[学习目标]
1、了解磁场对通电导体有力的作用;
2、了解通电导体在磁场中受力的方向与电流方向及磁场方向有关;
3、了解通电线圈在磁场中转动的原因;
4、了解通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动时的能量转化。
一、知识点梳理:
阅读教材P16-17,完成下列各题:
1、通电导线在磁场中要受到力的作用,力的方向与 方向及 方向有关。当电流方向或磁场方向发生改变时,导线的受力方向也发生改变。
(1)电流方向改变,磁场方向不变时,导体受力方向 ;
(2)磁场方向改变,电流方向不变时,导体受力方向 ;
(3)电流方向和磁场方向都改变时,导体受力方向 。
2、观察图片:
(1)当通电矩形线圈处于图甲位置时,给线圈通电,线圈会发生转动,这是由于线圈处于图甲位置时,线圈 ab 边和 cd 边受到的力的 , ,并且这两个力都与线圈的平面 ,使线圈发生转动。
(2)线圈转至图乙位置时,不能继续转动下去,而是摆动几下后就停在了图乙位置,这是由于图乙位置时线圈 ab 边和 cd 边受到的力的大小相等,方向相反,并与线圈在 平面上,使线圈受力 ,我们把这个位置称为线圈的平衡位置。
(3)当线圈从图甲位置由于 刚转过图乙的平衡位置时,线圈ab边和cd边受到的力使线圈 转动,所以转回平衡位置。
(4)如果线圈位于甲位置时,立即将电流方向改变一下,则线圈将 ;
如果线圈位于甲位置时,立即将磁场方向对调一下,则线圈将 ;
如果线圈位于甲位置时,立即将电流方向和磁场方向都对调一下,则线圈将 。
3、通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动时, 能转化为 能。
二、例题讲解
例题1、用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源,发现导体ab向右运动;把电源正负极对调后接入电路,发现导体ab向左运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力( )
A.大小与电流大小有关 B.方向与磁感线方向有关
C.方向与电流方向有关 D.大小与磁场强弱有关
(例题1图) (例题2图)
例题2、如图所示,甲、乙两图中的矩形线圈,给它们通电,则下列说法中正确的是( )
A.甲中线圈转动,乙中线圈不转动 B.乙中线圈转动,甲中线圈不转动
C.甲、乙中的线圈都会转动 D.甲、乙中的线圈都不会转动
例题3、如题图所示,通电导线放置在磁场中,不能受到磁场作用力的是( )
A B C D
例题4、小明在科学拓展课上制作了一个简易喇叭,如下图所示。接通信号源后,电流的方向不断改变,导致线圈的磁极不断变化,线圈通过吸引或排斥磁铁,带动纸盆振动。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度,下列方法不可行的是( )
A.改变磁铁的磁极 B.改变电流的大小 C.改变磁铁磁性强弱 D.改变线圈的匝数
(例题4图) (例题5图)
例题5、小红在学习了磁场对通电导体有力的作用后,进一步查阅资料,了解到当电流与磁场垂直时,磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度、导体在磁场中的长度以及导体中的电流强度有关。她设计了如图所示的装置,先初步探究磁场对通电导体的作用力与电流大小的关系。实验步骤如下:
①将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上,将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上,并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直;②给导体两端加电压U1,导体静止时,观察悬线与竖直方向偏转的角度为α1;③ ,导体静止时,观察悬线与竖直方向偏转的角度为α2;④比较α1、α2的大小,发现α2>α1,即可初步验证其它条件一定,通电导体的电流越大,受到磁场的作用力越大。
(1)请将第③步的步骤补充完整: 。
(2)小红想继续探究通电导体在磁场受到作用力的大小与导体在磁场中的长度是否有关,于是她将图中的导体棒换成了一根较长的导体棒,其它条件不变,此时她发现悬线与竖直方向偏转的角度变小了,于是她得出结论,“其它条件一定,通电导体在磁场中的长度越长,受到的磁场作用力越小”。但她查阅一些资料后发现,理论上通电导体在磁场中的长度越长,受到的磁场作用力越大,这与她实验所得到的结论相反。请你说明小红得出的结论与资料不符的原因。 。
三、随堂练习:
1、下列关于导体在磁场中受力的说法中,正确的是( )
A.通电导体在磁场中一定受到力的作用
B.通电导体在磁场中有时不会受到力的作用
C.通电导体中的电流方向与磁场方向不平行也不垂直时,不会受到力的作用
D.只要导体放入磁场中,无论是否通电都会受到力的作用
2、如图所示,小亮闭合开关后,发现导体ab开始运动,经过一系列探究后,他发现通过一定的操作可以让导体的运动方向发生改变,则小亮可以采取的措施正确的是( )
A.改变磁场强弱 B.改变磁场方向或电流方向
C.同时改变磁场方向和电流方向 D.改变线圈的匝数
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\clear0.010\\1\\ac16.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\下载的教案与学案\\ZJ\\八下(完成)\\ZJ八下课件、教案、练习(完成)\\第1章\\1.4\\1.4 电动机 学案(2课时,含答案)\\ac16.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\clear0.010\\1\\ac17.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\下载的教案与学案\\ZJ\\八下(完成)\\ZJ八下课件、教案、练习(完成)\\第1章\\1.4\\1.4 电动机 学案(2课时,含答案)\\ac17.tif" \* MERGEFORMATINET
(第2题图) (第3题图) (第4题图)
3、如图所示是实验室电流表的内部结构示意图,处在磁场中的线圈有电流通过时,线圈会带动指针一起偏转。线圈中通过的电流越大,指针偏转的角度就越大。下列说法正确的是 ( )
A.该电流表的工作原理是通电线圈能在磁场中转动
B.换用磁性更强的磁体,指针的偏转方向改变
C.改变线圈中的电流方向,指针的偏转方向不变
D.线圈中通过的电流越大,磁场对线圈的磁力越小
4、当图中的线圈转过平衡位置时,如果不改变电流方向,那么线圈将 ( )
A.按原方向一直转下去 B.立即停止转动
C.转过一个角度后再反转,回到平衡位置 D.立即反转
5、通电线圈在磁场中转过一个角度,最后停在某个位置,这个位置是( )
A.不受磁场力作用的位置 B.受平衡力的位置
C.电路中无电流的位置 D.线圈所在平面与磁感线平行的位置
6、如图是公交车上安装的一种自动爆破装置,它相当于一个电控安全锤,从危急时刻,司机只需按下开关,焊破器中的电磁线圈在通电时运动,带动一个钨钢头运动从而产生冲击力,击打车窗玻璃的边角部分,从而击碎玻璃.下列四幅图中与自动爆破器原理相同的是( )
A B C D
7、磁场对通电导体的作用:
(1)通电导体在磁场中会受到力的作用,力的方向与 、 有关;受力的大小与 和 有关。
(2)通电线圈在磁场中受力转动,通电线圈所在平面与磁场平行时,线圈 (填“发生”或“不发生”,下同)转动;通电线圈所在平面与磁场垂直时,线圈 转动。
8、如图所示的实验装置,是用来研究 (填“电流磁效应”“电磁感应现象”或“磁场对通电导线的作用”)的。实验中把导线放在磁场里,接通电源,让电流通过导线,会观察到导线向右运动;如果把电源正、负极对调后接人电路,会观察到导线向 (填“左”或“右”)运动;如果再把蹄形磁体上下磁极调换一下,会观察到导线向 (填“左”或“右”)运动。
四、课后练习:
1、如图所示,线圈abcd位于磁场中,K与1接通时,ab段导线受磁场力F的方向向上;当K改为与2接通时,ab段导线受磁场力 ( )
A.方向向下 B.方向向上 C.为零,因为电源反接 D.为零,因为电路一定是开路
(第1题图) (第2题图) (第3题图)
2、小明用如图所示的实验装置探究“磁场对通电直导线的作用”,闭合开关,原来静止的轻质硬直导线AB水平向右运动。要使AB水平向左运动,下列措施中可行的是 ( )
A.将A、B两端对调后再接入电路 B.将滑动变阻器的滑片P向右移动
C.换用磁性更强的蹄形磁体 D.将蹄形磁体的N、S极对调
3、如图所示,干电池底部吸有强磁体(可导电),在干电池的正极上支有一个“门”字形导线框,导线框B侧和套在强磁体上的导电圆环C相连,导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动,圆环C在转动过程中与强磁体接触良好。导线框转动的动力来源 ( )
A.只有导线框A侧受到的磁场对电流的作用
B.只有导线框B侧受到的磁场对电流的作用
C.导线框A、B两侧受到的磁场对电流的作用
D.导线框都不受磁场的作用,是受到的其他外力
4、关于通电导体在磁场里受力方向与电流方向和磁场方向之间的关系,下列说法中错误的是( )
A.只改变电流方向,导体受力方向也会改变
B.只改变磁场方向,导体受力方向也会改变
C.同时改变电流方向和磁场方向,导体受力方向也会改变
D.同时改变电流方向和磁场方向,导体受力方向不会改变
5、如图所示的装置中,当闭合开关、导体ab中有电流通过时,导体ab就会运动起来,关于这一现象的说法,正确的是( )
A. 此现象说明磁可以生电 B.导体ab运动方向与电流方向和磁场方向有关
C. 发电机是利用这一现象来工作的 D. 在该现象中,机械能转化为电能
(第5题图) (第6题图)
6、小乐在研究“磁场对通电导体作用”时采用如图所示实验,通电后发现导体棒向右摆动,要使通电导体棒的悬线向右的摆角增大.以下操作中可行的是( )
A. 增大导体棒中的电流 B. 减少磁铁的数量
C. 颠倒磁铁磁极的上下位置 D. 改变导体棒中的电流方向
7、如图所示,将一对磁性材料制成的弹性舌簧密封于玻璃管中,舌簧端面互叠,但留有间隙,就制成了一种磁控元件-----干簧管,以实现自动控制。某同学自制了一个线圈,将它套在干簧管上,制成一个干簧继电器,用来控制灯泡的亮灭,如图7所示。干簧继电器在工作中所利用的电磁现象不包括( )
A.电流的磁效应 B.磁场对电流的作用 C.磁极间的相互作用 D.磁化
8、遥控赛车能前进又能后退,是因为里面的马达(电动机)可以顺时针或逆时针旋转。如果要改变其旋转方向,下列方法中可行的是( )
A.交换两个磁极的位置 B.增加内部磁铁的磁性 C.减少放入电池的节数 D.增加放入电池的节数
9、我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器工作原理与下列设备或用电器工作原理一致的是( )
A.电铃 B.发电机 C.电风扇 D.电磁铁
(第9题图) (第10题图)
10、如图所示是实验室电流表的内部结构图,处在磁场中的线圈有电流通过时,线圈会带动指针一起偏转。线圈中电流越大,指针偏转角度就越大。关于该现象,下列说法正确的是( )
A.该电流表是利用电磁感应原理工作的
B.线圈中有电流通过时,把机械能转化为电能
C.线圈中电流越大,其所受磁场力就越大
D.改变线圈中的电流方向,指针的偏转方向不会改变
11、小明喜欢在课后自己做做探究实验。如图装置中,把导线AB放在磁场中,当合上开关使导线通电时, 看到的现象 ,这是因为通电导线AB在磁场中受到 的作用。进一步实验发现;当 改变时,导线AB的运动方向也发生改变。
(第11题图) (第12题图)
12、1879年10月,经过对1600多种材料进行几千次试验后,爱迪生制成了第一个可供实用的碳丝灯泡(灯丝由竹丝炭化后制成)。
(1)如图甲所示,当磁体的磁极靠近正常工作的碳丝灯泡时,灯丝上端被磁体吸引,这是因为通电后的灯丝在磁场里受到了 的作用。
(2)要从图甲现象变为图乙中灯丝上端被排斥的现象,采用的办法有 。
13、学习小组想探究“通电导体在磁场中受力的大小与导体在磁场中长度的关系”。
【实验目的】探究通电导体在磁场中受力大小与导体在磁场中长度的关系
【实验器材】边长不同的矩形线圈2个、足够宽的U形磁铁、弹簧测力计、电源、导线、开关。
【实验步骤】
(1)如上图,用弹簧测力计测量矩形线圈a的重力G1,再将a放入磁场中。通电后,弹簧测力计示数变为F1,发现F1小于G1,则磁场对线圈a作用力的方向是 。
(2)换用矩形线圈b,重复步骤(1)中的实验,每次实验时AB边在磁场中的 相同,记录线圈b受到的重力G2和拉力值F2。应比较G2-F2与 的关系,从而得出结论。
(3)某次实验时,发现弹簧测力计的示数比该矩形线圈的重力大,可能的原因是 。
(第13题图) (第14题图)
14、学习了“电生磁”和“电动机”的知识之后,某学校兴趣小组的同学猜想:“既然电流周围存在着磁场,那么两根互相靠近的通电导线之间是否会发生相互吸引或排斥的作用?”他们将两根导线(可伸长)平行放置后固定(如图1所示),然后依次通上如图乙、丙、丁所示的电流,通过反复实验证实了他们的猜想。请你根据图中的实验现象回答问题。
(1)平行放置的两根通电导线之间作用力的特点是:①当两根导线的电流方向相同时,两根导线相互 ;②当两根导线的电流方向相反时,两根导线相互 。
(2)分析图 ,可探究通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小的关系。
(3)如图2所示,将一柔软的导线弯成星形,并将其置于光滑水平桌面上,然后将开关S闭合,则该星形回路将 。
A.不会变形 B.会变形,所围面积增大
C.会变形,所围面积减小 D.会变形,所围总面积不变
参考答案:
一、知识点梳理:
1、电流 磁场
(1)改变(与原来相反 )(2)改变(与原来相反) (3)不改变
2、(1)大小相等 方向相反 垂直
(2)同一个平面 平衡 (3)惯性 反方向
(4)向反方向转动 向反方向转动 转动方向保持不变
3、电能 机械能
二、例题讲解:
例题1、C
解析:ab向右运动,说明它受到的磁力向右;ab向左运动,说明它受到的磁力向左。电源的正负极对调,则通过ab的电流方向发生改变,则这个事实可以说明通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关,故C正确,而A、B、D错误。C符合题意。
例题2、A
解析:假设电流方向沿abcd方向流入线圈。ab:伸开左手,手心朝向左侧,四指指尖朝向纸内,此时大拇指指向下面,则ab受到磁力向下。cd:伸开左手,手心朝向左侧,四指指尖朝向纸外,此时大拇指指向上面,则cd受到磁力向上。甲图中的两个力促使线圈沿逆时针方向转动,而乙图中的两个力相互抵消,不能使线圈转动。故A正确,而B、C、D错误。A符合题意。
例题3、B
解析:知道与磁场方向垂直的通电直导线,它受到的磁场作用力与电流方向垂直,与磁场方向垂直。若磁感线平行于通电导线,则在磁场中不受力的作用;故B符合题意。
例题4、A
解析:A.改变磁铁的磁极,只能改变磁场的方向,不能改变线圈受到磁力的大小,故A错误符合题意;
B.改变电流的大小,可以改变线圈产生磁场的强弱,从而改变线圈受到磁力的大小,故B正确不合题意;C.改变磁场的强弱,可以改变线圈受到磁力的大小,故C正确不合题意;D.改变线圈的匝数,可以改变线圈产生磁场的强弱,从而改变线圈受到磁力的大小,故D正确不合题意。
例题5、1)给导体两端加电压U2,U2>U1 (2)没有控制电流大小相同
解析:(1)当电阻一定时,电压越大,通过导体的电流越大,第③步的步骤为:给导体两端加电压U2,U2>U1,导体静止时,观察悬线与竖直方向偏转的角度为α2;(2)同种材料,导体的电阻与长度成正比,因此换用较长的金属棒后,导体的电阻会增大,通过导体的电流会减小。根据控制变量法可知,探究通电导体在磁场中受力大小与导体长度的关系时,必须控制磁场强度和导体的电流相同,小红得出的结论与资料不符的原因:没有控制电流大小相同。
三、随堂练习:
1、A 2、B 3、A 4、C 5、B 6、C
7、(1)电流方向;磁场方向;电流大小;磁场强弱 (2)发生;不发生
8、磁场对通电导线的作用;左;右
四、课后练习:
1、A 2、D 3、B 4、C 5、B 6、A 7、B 8、A 9、C 10、C
11、导线AB运动起来(向左运动/向右运动);力;电流方向/磁场方向
12、(1)磁力 (2)改变电流方向或者换个磁极靠近灯丝
13、(1)竖直向上 (2)位置;G1-F1 (3)磁场方向发生改变或电流方向发生改变
14、(1)吸引;排斥 (2)丙、丁 (3)B
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第一章 电与磁
浙教版八年级下册
第4节 电 动 机
---磁场对电流的作用
教学目标
科学观念:了解磁场对通电导体有力的作用;了解通电导体在
磁场中受力的方向与电流方向及磁场方向有关;了解通电线
圈在磁场中转动的原因;了解通电导体和通电线圈在磁场中
受力而运动时的能量转化;
科学思维:分析磁场对电流的作用方向跟电流方向、磁场方向
的关系;
探究实践:通过实验现象观察通电导体和通电线圈在磁场中受
力情况;
态度责任:领悟电与磁间的关系,提升通过实验发现规律的能
力;形成热爱科学的态度。
复习巩固
1、奥斯特实验说明了 ;
2、 和 周围都存在磁场;且磁场的方向与 方向有关;
3、若要增强电磁铁的磁性,可采用 等方法。
4、电磁铁的应用广泛,如 等。
电流周围存在磁场
通电直导线 通电螺线管
电流
增大电流、增加线圈匝数
电磁继电器、磁盘磁卡
(合理均可)
小磁针在磁场中会受到磁场力的作用而发生偏转,说明电流产生的磁场对磁体施加作用力。
那么,反过来,磁场是不是也会对电流产生作用力呢?
活动导入
按图连接电路,将一根铝制直导体ab放入磁体中。
① 闭合开关,观察铝制直导体运动: ;
② 只改变电流方向,观察现象: ;
③ 只改变磁场方向,观察现象: 。
结论: 。
金属导轨
直导体
+
-
直导体向右移动
直导体向左移动
直导体向左移动
①磁场对电流有磁力的作用;
②通电导体在磁场中受力的方向与电流方向及磁场方向有关。
视频:
磁场对电流的作用
(点击图片播放)
新知讲解
一、磁场对通电导体的作用
1、通电导线在磁场中要受到力的作用;
2、通电导线在磁场中受力的方向与电流方向及磁场方向有关。
(1)当电流方向或磁场方向发生改变时,导线的受力方向也发生改变。
(2)当电流方向和磁场方向发生改变时,导线的受力方向不发生改变。
3、磁场对电流产生作用时,电能转化为机械能。
拓展:
左手定则
磁场对电流的作用,这个力称为安培力;安培力的方向与电流方向和磁场方向都有关。它们之间的关系可借助左手定则来判断。
借助左手定则来判断安培力的方法:
伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
活动:
1)如图 ,将矩形线圈放入磁场处于图甲中的位置,
给矩形线圈通电,观察矩形线圈能否转动。
现象:__________________。
原因分析: 。
矩形线圈不发生偏转
图甲位置时线圈 ab边和 cd边受到的力的大小相等,方向相反,并与线圈在同一个平面上,使线圈受力平衡。
图甲位置,线圈平面与磁场垂直,线圈受力平衡而不转动,这个位置称为线圈的平衡位置。
甲
活动:
2)让矩形线圈处于如图乙中的位置,
给矩形线圈通电,观察矩形线圈的转动
情况:__________ __。
原因分析: 。
顺时针方向转动,但转过约90°后,在附近摆动几下,最后停止转动。
当矩形线圈处于图乙位置时,给线圈通电,线圈ab边和cd边受到的力的大小相等,方向相反,并且这两个力都与线圈的平面垂直,使线圈发生顺时针转动。
图乙位置,线圈平面与磁场平行,线圈受力不平衡而发生转动。
乙
思考讨论
1)通电线圈受力而转动,但转到平衡位置时,为什么不立即停下来,而是在平衡位置附近摆动几下才停下来?
通电线圈转到平衡位置前具有一定速度,由于惯性它会继续向前运动,但由于这时受到磁场作用力及摩擦力等,又会使它返回到平衡位置,所以它要摆动几下后再停下来。
平衡位置
(线圈不转动)
线圈转动
新知讲解
2)线圈处在下列两图所在位置时,能转动的是哪一个位置?
(线圈平面与磁场方向垂直)
平衡位置
(线圈不动)
(线圈平面与磁场方向平行)
线圈转动
归纳:
二、磁场对通电线圈的作用
1、通电线圈在磁场中会受力而发生转动;
2、通电线圈在磁场中处于平衡位置时静止不转动;
3、通电线圈在磁场中处于非平衡位置时会发生转动。
4、通电线圈在磁场中转动的方向与线圈中电流方向和磁场方向有关。当电流方向或磁场方向发生改变时,线圈的转动方向也随着改变。
5、根据磁场对通电线圈的作用,可制成电动机。
电动机具有广泛的应用领域,如电扇、洗衣机、汽车、
电梯、电脑、电动玩具等。
思考讨论
如图所示电路中,线圈转动到平衡位置时,摆几下就停止转动,无法实现连续转动。你有办法如何解决这个问题呢?
甲 乙 丙
设法使线圈因惯性转过平衡位置时,立即改变电流的方向。
随堂练习
1、用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源,发现导体ab向右运动;把电源正负极对调后接入电路,发现导体ab向左运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力( )
A.大小与电流大小有关
B.方向与磁感线方向有关
C.方向与电流方向有关
D.大小与磁场强弱有关
C
随堂练习
2、如图所示,甲、乙两图中的矩形线圈,给它们通电,则下列说法中正确的是( )
A.甲中线圈转动,乙中线圈不转动
B.乙中线圈转动,甲中线圈不转动
C.甲、乙中的线圈都会转动
D.甲、乙中的线圈都不会转动
A
随堂练习
3、如图,通电导线放置在磁场中,不能受到磁场作用力的是( )
B
随堂练习
4、小明在科学拓展课上制作了一个简易喇叭,如下图所示。接通信号源后,电流的方向不断改变,导致线圈的磁极不断变化,线圈通过吸引或排斥磁铁,带动纸盆振动。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度,下列方法不可行的是( )
A.改变磁铁的磁极
B.改变电流的大小
C.改变磁铁磁性强弱
D.改变线圈的匝数
A
随堂练习
5、小红在学习了磁场对通电导体有力的作用后,进一步查阅资料,了解到当电流与磁场垂直时,磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度、导体在磁场中的长度以及导体中的电流强度有关。她设计了如图所示的装置,先初步探究磁场对通电导体的作用力与电流大小的关系。实验步骤如下:
①将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上,将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上,并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直;②给导体两端加电压U1,导体静止时,观察悬线与竖直方向偏转的角度为α1;③ Δ ,导体静止时,观察悬线与竖直方向偏转的角度为α2;④比较α1、α2的大小,发现α2>α1,即可初步验证其它条件一定,通电导体的电流越大,
受到磁场的作用力越大。
随堂练习
(1)请将第③步的步骤补充完整:
。
(2)小红想继续探究通电导体在磁场受到作用力的大小与导体在磁场中的长度是否有关,于是她将图中的导体棒换成了一根较长的导体棒,其它条件不变,此时她发现悬线与竖直方向偏转的角度变小了,于是她得出结论,“其它条件一定,通电导体在磁场中的长度越长,受到的磁场作用力越小”。但她查阅一些资料后发现,理论上通电导体在磁场中的长度越长,受到的磁场作用力越大,这与她实验所得到的结论相反。请你说明小红得出的结论与资料不符的原因。 。
1)给导体两端加电压U2,U2>U1 (2)没有控制电流大小相同
给导体两端加电压U2,U2>U1
没有控制电流大小相同
课堂总结
1、通电导体在磁场中受力而运动;
2、通电线圈在磁场中受力而转动;
3、导体在磁场中受到的力的方向与电流方向、磁场方向有关;当电流方向或磁场方向改变时,导体的受力方向改变;而当电流方向和磁场方向都改变时,导体受力方向不变。
4、通电线圈在磁场中时,若线圈平面与磁场同一平面时,则导体受力而转动,若线圈平面与磁场垂直,则导体处于平衡状态而不转动。
板书设计
1.4 电动机(1)
……磁场对电流的作用
1、通电导体在磁场中受力而运动;
2、通电线圈在磁场中受力而转动;
3、导体在磁场中受到的力的方向与电流方向、磁场方向有关:
电流方向改变,导体受力方向改变;
磁场方向改变,导体受力方向改变;
电流方向和磁场方向都改变时,导体受力方向不变。
4、通电线圈在磁场中时:
若线圈平面与磁场同一平面时,则导体受力而转动;
若线圈平面与磁场垂直,则导体处于平衡状态而不转动。
作业布置
1、复习本课时主要内容;
2、完成作业本中相应练习;
3、完成学案中“课后巩固”;
4、预习“直流电动机”的相关内容。
谢谢
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浙教版八下科学§1.4电动机(1)教学设计
课题 1.4 电动机(1)……磁场对电流的作用 单元 一 学科 科学 年级 八下
教材分析 本课时是浙教版八下第一章第4节《电动机》的第1课时,主要介绍通电导体在磁场中受力而运动,继而认识通电线圈在磁场中能转动的原因;本节内容的基础是已学的磁场和电流周围的磁场;磁场对通电导体有力有作用是电动机的工作原理,所以本课时是电动机的基础课,在本章中起重要作用。
学习目标 科学观念:了解磁场对通电导体有力的作用;了解通电导体在磁场中受力的方向与电流方向及磁场方向有关;了解通电线圈在磁场中转动的原因;了解通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动时的能量转化; 科学思维:分析磁场对电流的作用方向跟电流方向、磁场方向的关系;探究实践:通过实验现象观察通电导体和通电线圈在磁场中受力情况; 态度责任:领悟电与磁间的关系,提升通过实验发现规律的能力;形成热爱科学的态度。
重点 通电导体和通电线圈在磁场中受力运动的情况
难点 磁场对电流的作用规律,电流、磁场方向与导体受力方向间的关系
教学环节 教 师 活 动 设计意图
导入新课 1、奥斯特实验说明了 ; 2、 和 周围都存在磁场;且磁场的方向与 方向有关; 3、若要增强电磁铁的磁性,可采用 等方法。 4、电磁铁的应用广泛,如 等。 过渡:小磁针在磁场中会受到磁场力的作用而发生偏转,说明电流产生的磁场对磁体施加作用力。 那么,反过来,磁场是不是也会对电流产生作用力呢? 导入新课
讲授新课 活动:按图连接电路,将一根铝制直导体ab放入磁体中。 ① 闭合开关,观察铝制直导体运动: ; ② 只改变电流方向,观察现象: ; ③ 只改变磁场方向,观察现象: 。 结论: 。①磁场对电流有磁力的作用; ②通电导体在磁场中受力的方向与电流方向及磁场方向有关。 视频:磁场对电流的作用归纳:一、磁场对通电导体的作用 1、通电导线在磁场中要受到力的作用; 2、通电导线在磁场中受力的方向与电流方向及磁场方向有关。 (1)当电流方向或磁场方向发生改变时,导线的受力方向也发生改变。 (2)当电流方向和磁场方向发生改变时,导线的受力方向不发生改变。 3、磁场对电流产生作用时,电能转化为机械能。 拓展:左手定则活动:1)如图 ,将矩形线圈放入磁场处于图甲中的位置,给矩形线圈通电,观察矩形线圈能否转动。 现象:___矩形线圈不发生偏转 ____。 原因分析: 图甲位置时线圈 ab边和 cd边受到的力的大小相等,方向相反,并与线圈在同一个平面上,使线圈受力平衡。 教师指出这是 线圈的平衡位置。 2)让矩形线圈处于如图乙中的位置, 给矩形线圈通电,观察矩形线圈的转动情况:__顺时针方向转动,但转过约90°后,在附近摆动几下,最后停止转动。 原因分析: 当矩形线圈处于图乙位置时,给线圈通电,线圈ab边和cd边受到的力的大小相等,方向相反,并且这两个力都与线圈的平面垂直,使线圈发生顺时针转动。 思考讨论: 1)通电线圈受力而转动,但转到平衡位置时,为什么不立即停下来,而是在平衡位置附近摆动几下才停下来? 参考:通电线圈转到平衡位置前具有一定速度,由于惯性它会继续向前运动,但由于这时受到磁场作用力及摩擦力等,又会使它返回到平衡位置,所以它要摆动几下后再停下来。2)线圈处在下列两图所在位置时,能转动的是哪一个位置? 归纳: 二、磁场对通电线圈的作用 1、通电线圈在磁场中会受力而发生转动; 2、通电线圈在磁场中处于平衡位置时静止不转动; 3、通电线圈在磁场中处于非平衡位置时会发生转动。 4、通电线圈在磁场中转动的方向与线圈中电流方向和磁场方向有关。当电流方向或磁场方向发生改变时,线圈的转动方向也随着改变。 5、根据磁场对通电线圈的作用,可制成电动机。 电动机具有广泛的应用领域,如电扇、洗衣机、汽车、 电梯、电脑、电动玩具等。 讨论交流:如图所示电路中,线圈转动到平衡位置时,摆几下就停止转动,无法实现连续转动。你有办法如何解决这个问题呢?参考:设法使线圈因惯性转过平衡位置时,立即改变电流的方向。 通过实验、视频等方法来获得感观认识:磁场对电流的作用从实验现象中归纳出有用信息,并分析能量的转化活动:使学生明白线圈在磁场中什么情况下会转动,什么情况不转动并且明白其中的原因分析不同位置情况下,线圈的转动情况,促进理解前面所学及时归纳,形成知识框架,促进理解与记忆这里的讨论为后续电动机教学铺垫服务
课堂练习 1、用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源,发现导体ab向右运动;把电源正负极对调后接入电路,发现导体ab向左运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力( C ) A.大小与电流大小有关 B.方向与磁感线方向有关C.方向与电流方向有关 D.大小与磁场强弱有关 (例题1图) (例题2图)2、如图所示,甲、乙两图中的矩形线圈,给它们通电,则下列说法中正确的是( A ) A.甲中线圈转动,乙中线圈不转动 B.乙中线圈转动,甲中线圈不转动C.甲、乙中的线圈都会转动 D.甲、乙中的线圈都不会转动 3、如题图所示,通电导线放置在磁场中,不能受到磁场作用力的是( B ) A B C D4、小明在科学拓展课上制作了一个简易喇叭,如下图所示。接通信号源后,电流的方向不断改变,导致线圈的磁极不断变化,线圈通过吸引或排斥磁铁,带动纸盆振动。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度,下列方法不可行的是( A ) A.改变磁铁的磁极 B.改变电流的大小 C.改变磁铁磁性强弱 D.改变线圈的匝数 (第4题图) (第5题图)5、小红在学习了磁场对通电导体有力的作用后,进一步查阅资料,了解到当电流与磁场垂直时,磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度、导体在磁场中的长度以及导体中的电流强度有关。她设计了如图所示的装置,先初步探究磁场对通电导体的作用力与电流大小的关系。实验步骤如下:①将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上,将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上,并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直;②给导体两端加电压U1,导体静止时,观察悬线与竖直方向偏转的角度为α1;③ ,导体静止时,观察悬线与竖直方向偏转的角度为α2;④比较α1、α2的大小,发现α2>α1,即可初步验证其它条件一定,通电导体的电流越大,受到磁场的作用力越大。(1)请将第③步的步骤补充完整: 。(2)小红想继续探究通电导体在磁场受到作用力的大小与导体在磁场中的长度是否有关,于是她将图中的导体棒换成了一根较长的导体棒,其它条件不变,此时她发现悬线与竖直方向偏转的角度变小了,于是她得出结论,“其它条件一定,通电导体在磁场中的长度越长,受到的磁场作用力越小”。但她查阅一些资料后发现,理论上通电导体在磁场中的长度越长,受到的磁场作用力越大,这与她实验所得到的结论相反。请你说明小红得出的结论与资料不符的原因。 。[参考:1)给导体两端加电压U2,U2>U1 (2)没有控制电流大小相同] 及时训练,有利于巩固刚刚学习的新知识。同时还有发现学生理解所学知识中存在的问题,便于及时纠正、修补。
课堂小结 1、通电导体在磁场中受力而运动; 2、通电线圈在磁场中受力而转动; 3、导体在磁场中受到的力的方向与电流方向、磁场方向有关;当电流方向或磁场方向改变时,导体的受力方向改变;而当电流方向和磁场方向都改变时,导体受力方向不变。 4、通电线圈在磁场中时,若线圈平面与磁场同一平面时,则导体受力而转动,若线圈平面与磁场垂直,则导体处于平衡状态而不转动。 帮助学生掌握重点,更加容易的学习。
板书
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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