(共21张PPT)
第3节 磁场对通电导线的作用
第十八章 从指南针到磁浮列车
课程讲授
新课导入
本课小结
我们一起来闯关
能通过实验。认识通电导线在磁场中会受到力的作用；知道力的方向与哪些因素有关；知道电动机的工作原理及能的转化。
01
完成“探究通电导线在磁场中的受力情况”实验，学会制作和安装简单的电动机。
02
03
能体会电与磁的相互联系，能感受电与磁对人类文明进程的强有力推动。
素养目标
新课导入
看视频：
请大家替我总结一下，我经历的这些事物中都有一个共同的东西，那就是……
电动机已经深入我们的生活，对我们非常重要，可以说离不开电动机了。电动机为什么会转动呢？
一、通电导线在磁场中的受力情况
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1.阅读课本P148“做中学”部分，分小组探究通电导线在磁场中的受力情况。
（1）投影仪展示，实验装置及使用。
金属轨道
能够在金属轨道上滚动的金属杆
两磁极间有磁场
思考问题：金属杆能用铁棒吗？
不能；铁棒本身会被磁场作用
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（2）按图 18-25 的实验装置连接电路，当接通电源闭合开关时，观察并尝试解释现象。
（3）若保持磁场方向不变，改变电流方向，观察金属杆的运动方向是否发生变化？
（4）在步骤（3）的基础上保持电流方向不变，改变磁场方向时，金属杆的运动方向又会怎样变化？
原来静止的金属棒在金属轨道上滚动起来。说明受到力的作用。
是发生改变。说明受力方向跟电流方向有关。
又发生改变，说明金属杆受力方向跟磁场方向有关。
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2.总结结论：磁场对通电导线具有 的作用，其作用力的方向与 的方向、 的方向有关。
（2）听到“咔嚓、咔嚓”的声音。
3.观察： 投放课本P149图18—26，明确动圈式扬声器的结构。
（1）然后把它引出线的一端接在电池正极，另一端不断摩擦电池负极，如下图，请观察并表述现象。
力
磁场
电流
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（3）老师依次出示下列问题，带学生分析原因：
①声音是如何产生的？
因为在磁场中有电流通过而受力；因为电流时有时无，时大时小，故受力大小变化。
纸盆振动。
②纸盆为什么振动？
线圈振动，从而带动纸盆振动。
③线圈为什么振动？
受力大小变化。
④线圈为什么受力且大小变化？
（4）把分析过程反过来就是动圈式扬声器的发声原理，阅读课本P149第2段，回答问题：动圈式扬声器主要由线圈、永久磁体、锥形纸盆等构成。线圈处在永久磁体的 中，当线圈中有电流通过时，就会受到 而运动。由于扬声器工作时通过线圈的 电流 是随声音而变化的，所以线圈受到的 也是变化的，从而带动纸盆来回 发出声音。
磁场
磁场的作用力
力
振动
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4.观看视频，了解电磁弹射及原理。
5.对点训练：在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中，小亮设计了如图所示的电路，导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。
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、
（1）闭合开关前，导体棒ab静止，闭合开关后，导体棒ab向右运动，说明磁场对 力的作用；
（2）断开开关，将图中磁铁的N、S 极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向 ，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关；
（3）小亮通过科学猜想并进行实验验证，证明了通电导体在磁场中的受力方向还与
有关；
（4）试验时小亮应该选 （选填“铁棒”或“铜棒”）做材料制成导体棒ab。
通电导体
相反
电流的方向
铜棒
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二、直流电动机是如何工作的
1. 观看电动机的发展历史视频，了解电动机发展解对人类社会发展的推动作用：
2.尝试阅读课本P150“直流电动机是如何工作的”部分内容。
3.观看视频：要集中注意力，珍惜机会。
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4.回答下列问题，并结合图片、模型或多媒体课件，尝试描述电动机的工作过程。
（1）电动机就是根据 的原理制成的，它的主要构造包括 、 、电刷、换向器等。
（2）什么是平衡位置？此位置受力有何特点？
（3）什么是换向器？有什么作用？
通电导线在磁场中受到力的作用
磁极
线圈
物理学中把线圈的平面与磁感线垂直的位置叫做平衡位置。当线圈平面与磁感线垂直时，线圈中有电流，则线圈受平衡力，如果有换向器，则线圈不受力。
换向器就是电动机线圈两端连接的、两个彼此绝缘的铜制半环。换向器可以使线圈转过平衡位置时改变电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈持续转动下去。
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线圈处于此位置时，半环2跟电刷 接触，半环1跟电刷 接触，通电后线圈中的电流从半环2经DCBA流向半环1，线圈的AB边受到一个向上的力，CD电流与AB边的电流方向 ，磁场方向相同，故CD边受到一个 的力，所以线圈沿顺时针方向转动
线圈转至平衡位置时，两电刷跟 部分接触，线圈中 电流，线圈 力的作用，但线圈由于 会越过平衡位置
4
3
相反
向下
两个半环间绝缘
无
不受
惯性
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线圈越过平衡位置后，半环1变为跟电刷 接触，半环2变为跟电刷
接触，线圈中的电流变为从半环1静ABCD流向半环2。与图甲进行比较，磁场方向相同，但AB边中的电流方向与图甲中AB边中的电流方向 ，故此时AB边受向 的力；同理，CD边受向 的力。线圈仍沿顺时针方向转动
线圈又转至平衡位置时，其情况跟图乙所示相似。线圈由于 越过平衡位置后，线圈中的电流又从半环2流向半环1，其情况又和图甲所示相同
4
相反
3
下
上
惯性
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（5）电动机工作时将 能转换为 能。
5.制作简易电动机
（1）阅读课本P151“迷你实验室”内容，明确制作简易电动机所需的材料、制作过程以及制作过程中应该注意的问题。
（2）小组分工协作，开始制作简易电动机模型。
（3）通过实物投影仪展示几组作品，并上台操作电动机工作情况。
（4）最后通过外观、制作快慢、工作情况等给予评比。
机械
电
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6.对点训练：小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线绕成3cm×2cm矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，用硬金属丝做两个支架，两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上线圈下放一块强磁铁，如图甲所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会持续转动。
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（1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，为使线圈能够持续转动，刮线的要求是 ；
A．两端全刮掉 B．一端全部刮掉，另一端只刮半周
（2）如图甲、乙所示， 图的线圈恰好处于平衡位置，另一个图中线圈左右两边所受的两个力不满足二力平衡条件的原因是这两个力 。如图丙所示的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ，该装置能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中电流方向。
B
乙
没有作用在同一直线上
换向器
课堂小结
通电导线
磁场
磁场
产生力的作用
力的方向影响因素
力的大小影响因素
电动机
平衡位置
换向器
电能转化为机械能
我们一起来闯关
1．下列用电器的主要工作原理与图的实验原理相同的是（ ）
A．电风扇 B．电饭锅 C．日光灯 D．充电宝
2．如图所示为直流电动机的工作原理，以下相关的分
析中正确的是（ ）
A．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
B．电动机中的线圈转动是利用了惯性，所以线圈质量越大越好
C．电动机的线圈转动一周的过程中电流方向改变两次
D．电动机工作时，线圈内产生的是直流电，供给外部电路的也是直流电
A
C
我们一起来闯关
3．图中是小明制作的简单电动机模型，其线圈由漆包线绕成，将线圈一端的漆全部刮掉，另一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中，闭合开关后，线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是（ ）
A．利用电磁感应原理工作
B．线圈在转动时，始终受到磁场作用力
C．将电能转化为机械能
D．增大线圈中的电流可改变转动方向
4．用如图所示的装置“探究磁场对通电直导线的作用”，给铝棒AB通电，观察到AB向右运动。要使AB通电后向左运动，可进行的操作是：
，此实验过程中，是将电能转化为 。
C
将磁体N、S极对调 （或将电源正负极对调）
机械能
我们一起来闯关
5．如图所示是扬声器的结构示意图，其中 是线圈，
是永磁体， 是锥形纸盆，当线圈中通过 电流时，线圈的磁性大小及方向 ，受到磁体的 和 来回变化，带动纸盆来回 ，于是扬声器便发出声音。
不断改变
a
b
c
交变
吸引
排斥
振动
我们一起来闯关
6．在研究“磁场对通电导体的作用”实验中。
（1）利用如图所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在a、b之间接入 ，根据该原理可制成 ；
（2）①在乙图中，通电后cd段导线受磁场力F1的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力F2的方向是 竖直向上 ，F1与F2 （选填“是”或“不是”）一对平衡力；
②要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装 ，自动改变线圈中电流方向。
电源
电动机
不是
换向器
