8.2 磁场对电流的作用（表格式）
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文档简介
磁场对电流的作用教案
【设计理念】
本次课的设计理念是理论与实践相结合，通过综合实践活动实现教、学、思、做、悟一体化，让学生在“做中学，学中做”，培养学生基本科学文化素养，为学生专业学习和终身发展服务，展现文化基础课魅力。
【教材分析】
本次课取材于张明明主编的《物理》（通用类）高教版，选自教材第五章第四节的内容，前面一节内容是磁场
磁感强度，后面一节内容是电磁感应。磁场对电流的作用是电磁学的基础知识，在学生生活、职业专业中有广泛的应用。
本节内容教材设置为1课时，而我把它设置为2课时，增加的这1课时，主要用来让学生制作直流电动机，并用自己制作的直流电动机来验证左手定则和安培定律。其目的是让学生真正有效地通过自己的实践掌握重点，突破难点。
【学情分析】
本次课的教学对象是中专一年级数控专业学生。《物理》是数控类专业的一门重要的文化基础课，为学生专业课的学习服务。
学生是学习的主体,在设计课堂教学时,要了解我们的学生。他们已经学习了磁场、磁感强度、运动和力的关系、全电路欧姆定律等相关内容；有较好的模仿能力；动手操作的欲望相对比较强，喜欢自我表现。利用他们的这些特点，我增设学生制作直流电动机环节与内容，加强课堂的实践环节和讨论分析环节，大大调动了他们的学习积极性。
由于要学生在教师的指导下自主完成制作，而学生的动手能力又存在差异，这就对教师课堂的掌控力提出了更高的要求。
【教学目标】
1.知识与技能
（1）通过实验认识安培力，理解影响安培力大小和方向的因素。
（2）会根据安培力公式计算安培力的大小，知道公式中各量的物理意义。
（安培力的计算限于直线导线跟磁感强度B平行或垂直两种情况）
（3）会用左手定则判断安培力的方向。
（4）会制作简单的单线圈直流电动机，认识直流电动机的工作原理。
2.过程与方法
（1）经历制作简易的单线圈直流电动机的实践过程，体验在实践中探究、在操作中感悟，发展动手解决问题的策略。
（2）体会控制变量的科学方法。
3.情感、态度与价值观
通过学生自己制作直流电动机，激发学生在“做中学，学中做”的兴趣；培养学生善于动手、勇于实践、尊重客观规律、实事求是的职业态度；培养学生坚持真理、勇于修正错误的科学精神。
【教学重点】
1.会用左手定则判断安培力方向
2.理解安培定律，及其简单应用
【教学难点】直流电动机原理
【教学方法】实验法、范例分析法、对比鉴赏法
【教具准备】多媒体、蹄形磁铁、线圈、电源、导线、滑动变阻器、开关、直流电动机的成品和半成品。
【课时安排】2课时
【教学时间分配】
1、导入新课
（3分钟）
2、左手定则
（17分钟）
3、安培定律
（20分钟）
4、制作直流电动机
（44分钟）
5、总结提高
（6分钟）
【板书设计】
§5.4
磁场对电流的作用安培力：磁场对电流的作用力一、安培力方向——左手定则
二、安培力大小——安培定律
F=BIL（适用条件：1匀强磁场
2导线垂直磁场）
三、制作单线圈直流电动机
【教学过程】
学习环节
教学内容
师生互动
阶段目标设计思想与效果测评
教师活动
学生活动
导入新课
课题引入
【播放视频】【提出问题】数控机床的动力主要来自电动机，电动机通电后会转动起来，你知道电动机为什么会转动吗？
【观看】【思考】
通过视频，调动学生的情绪；点明本节课的主题。
新课教学
一、左手定则伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，把左手放入磁场中，让磁感应线垂直穿入手心，并是伸开的四指指向电流方向，那么，大拇指所指向的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
【演示实验】磁场对通电导线的作用【引导启发】控制变量法：如果磁场方向不变，改变电流方向，观察到什么现象；如果电流方向不变，改变磁场方向，观察到什么现象？【示范】用左手定则判断安培力的方向。【课堂练习】P134
1
【观察实验现象】【分析归纳】磁场对电流的作用力的方向与电流方向、磁场方向有关。用左手和两只笔来确定B、I、F方向的空间位置关系【巩固练习】
掌握左手定则，会用左手定则判断安培力方向。
二、安培定律1.表述：处在匀强磁场中并与磁场方向垂直的通电直导线所受到的安培力的大小等于磁感强度B、电流I、导线长度L三者的乘积。2.公式：F=BIL3.适用条件：a.匀强磁场；b.直导线与磁场方向垂直。4.当导线方向与磁场方向平行时，通电直导线受到的安培力为零。
【提出问题】通电直导线所受到安培力的方向与电流方向、磁场方向之间的垂直空间关系，可以用左手定则来判定，那么它的大小关系由谁来决定？【实验演示、验证猜想】控制变量法：1.改变磁感强度(如利用强磁铁)；2.改变电流大小；3.改变在磁场中的导线长度(如改变线圈的匝数)【归纳总结】安培定律【课堂练习】P134
2
【猜想】根据教师提出的问题猜想，安培力大小可能与哪些因素有关？【观察实验现象】【巩固练习】
通过问题设置—学生猜想—实验验证—归纳结论，落实教学目标，突出重点。
学习环节
教学内容
师生互动
阶段目标设计思想与效果测评
教师活动
学生活动
新课教学
三、制作直流电动机1．观察直流单线圈电动机。2．提出学习活动目标与要求。
1.演示上一届学生制作的直流单线圈电动机，并介绍各部件的构造与作用。2.分发制作材料和工具。3.简单介绍每个主要的工具和材料的用途、用法。【制作目标与要求】4.完成的直流单线圈电动机要结构安排合理、美观大方，有自己的创新成分。5.制作品至少能连续转动5s时间，能在班里参与比赛。6.采取各种办法使自己制作的电机转动的更快。7.能用自己的制作品进行实验探究。
1.观察、认识单线圈直流电动机的外形、结构。2.察看、验收、认识单线圈直流电动机的制作材料和工具。3.由学习目标粗略设计制定制作的程序。
1.创设本节课学习成果的情境，激发兴趣。2.初步认识制作的材料和工具。3.初步明确制作总要求与目标。
3.制作及探讨制作转动的线圈(转子)和换向器
【边示范边引导】
1.将另一根长约为50cm漆包线密绕在直径约为2.5cm的硬质纸筒（用薄书或作业本卷成）上，大于10圈，然后把绕成的线圈取下将两个端线分别留出小于4cm长，以线圈面为对称将两端线沿各自线圈绕3圈扎紧，固定线圈不散开，最后把圆形线圈用手捏成长约3cm、宽约1.5cm的长方形或椭圆形，如图1所示。2.用钢尺或小刀把线圈两端线头刮去约一半的油漆，刮去漆的面要与线圈面垂直，以作换向器用。【巡视与问题点拨】
【制作步骤】绕线圈时注意要领，这里有一定的技巧。【相互观察、检查】
会制作线圈，并知道它在电机中起到的技术方面的作用。
学习环节
教学内容
师生互动
阶段目标设计思想与效果测评
教师活动
学生活动
新课教学
制作起电池夹和轴架作用的构架
【边启发引导边示范】怎样做电池夹和轴架（有电刷作用）呢 使得既能达到夹紧、接触良好，又能充分发挥手边的材料、工具等的特点。用长约16cm直径约0.8mm的铜导线制作成起电池夹和轴架功能的构架装置。用尖嘴钳将铜导线弯折成如图3所示形状，轴架上端弯成圆圈状，以作为电动机线圈（转子）的轴承，对称性的做两副。然后，把该构架放在小木板上，将电池和线圈放入其中，调节两轴架间和两电池夹之间的距离，使电池被夹紧，两轴架间距约为3.5cm左右。也可按自己合理的想法去做。【巡回指导】主要针对制作的目的性和方法性的引导
【制作步骤】先观察、思考电池夹和轴架的结构与功能特点，体会认可后动手制作。
1.学会根据目标制定制作方案与方法。2.增强、强化制作的目标性，增加自己理解的、创新的成份,减少盲目性，减少依葫芦画瓢式的制作成份。
安装调试与原理探讨
1.要求安装的各元件布局合理、美观。【原理探讨】
（1）直流电动机为什么能够连续转动？（2）我们制作的直流电动机线圈（也叫转子）旋转一周的过程中：通电时间大约多少个周期？起始位置在何处？（3）没有换向器线圈能连续转动吗 2.根据各部件的作用和原理进行合理调整、调试。【巡视与指导】
1.安装：（注意）把小磁铁极性朝上(作为定子)用胶带固定在两轴架中央，调节轴架水平和高度，使其线圈下边缘距小磁铁上表面尽量小(为什么要这样做？)。2.小组讨论问题。3.调整、调试单线圈直流电动机，并试验其运转。4.观察电动机运转时的一些规律性的现象，并作解释。
1.会安装。2.能看出安装、调试中出现的问题（包括优缺点），并会进行解决。3.培养善于区分本质与非本质,主要因素与次要因素的物理学习技能。4.培养认真、细致、严谨的科学态度和精神。
学习环节
教学内容
师生互动
阶段目标设计思想与效果测评
教师活动
学生活动
新课教学
实验探究
1.你的直流电动机是否总是沿一个方向转动？能否按要求来改变电动机转动的方向？2.怎样才能改变增强通电线圈的安培力,使得转子转动的速度更快呢？需说明你实施的方法与技巧、主要的依据和原理等。【方法与技术提示】比如，依据安培定律F=BIL，增加到两块磁铁；改变增加线圈的匝数；将两电池并联（或串联）接入电路（电池并联接入电动机转速快还是串联接入时快？说明理由）；将另一磁铁放在线圈周围不同的角度（位置），找到线圈转速最快的位置，等等。
【实验】用两种方法来改变转子转动方向。【尝试与实证】1.使磁铁上边缘离线圈下边缘距离接近2mm。这样做的目的是增强通电线圈处的磁感应强度。2.据安培定律，改变增大B、L、I等办法。【自主探究】
会从现象中归纳规律。1.体会改变输入电压、电流、线圈匝数和磁场在线圈中的强度等，与电机转速的关系。2.尝试假设与现象和结果间的一致性和差异性。3.感受学习成果所带来的乐趣和成就感。
知识拓展
结合图片、视频介绍“磁场对电流的作用”在学生生活、职业专业中的应用
【观看】【举例】
让学生了解“磁场对电流的作用”在生活、职业专业中的广泛应用。
课堂小结
师生共同总结
【引导总结】引导学生从学习的知识、学习的方法、学习的体会等方面谈收获。
【学习小结】
回忆总结，巩固知识。
布置作业
1.练习册
练习5—42.在本节课制作、技术和实验的探究中，用到了哪些你以前学过的物理知识，简明扼要的用物理词或词组分别写出（例如，安培力、人造磁铁等，至少写出8个）；同学之间相互借换电动机来进行玩赏、观察、探讨和实验，收集值得借鉴的技术和心得。3.在网上收集电动机的其他制作方法。
【练习巩固】【合作学习】同学之间相互借换电动机来进行观赏、观察、探讨有哪些值得借鉴。
学生通过课后练习，使学习进一步得到拓展，激发学生潜力，巩固知识，实现学习目的。
【教学反思】
成功之处：
1.教学理念：本次课增设了学生制作直流电动机的环节和内容，把理论与实践相结合，通过综合实践活动实现了教、学、思、做、悟一体化，展现了文化基础课的魅力。
2.教学效果：教学实践证明90％以上的学生都能完成制作任务，并利用自己制作的直流电动机进行实验验证。激发了学生在“做中学，学中做”的兴趣，培养了学生善于动手、勇于实践、尊重客观规律、实事求是的职业态度。
改进方向：
本节课实施过程中由于要学生自主完成制作，而学生的动手能力存在差异，个别学生制作时间较长，影响后面的实验探究，在制作过程中要注意培养小帮手，协助老师、帮助同学解决一些简单的具体问题，让学生在合作学习中共同进步成长。
图1
单线圈直流电动机
线圈
图3
构架
【设计理念】
本次课的设计理念是理论与实践相结合，通过综合实践活动实现教、学、思、做、悟一体化，让学生在“做中学，学中做”，培养学生基本科学文化素养，为学生专业学习和终身发展服务，展现文化基础课魅力。
【教材分析】
本次课取材于张明明主编的《物理》（通用类）高教版，选自教材第五章第四节的内容，前面一节内容是磁场
磁感强度，后面一节内容是电磁感应。磁场对电流的作用是电磁学的基础知识，在学生生活、职业专业中有广泛的应用。
本节内容教材设置为1课时，而我把它设置为2课时，增加的这1课时，主要用来让学生制作直流电动机，并用自己制作的直流电动机来验证左手定则和安培定律。其目的是让学生真正有效地通过自己的实践掌握重点，突破难点。
【学情分析】
本次课的教学对象是中专一年级数控专业学生。《物理》是数控类专业的一门重要的文化基础课，为学生专业课的学习服务。
学生是学习的主体,在设计课堂教学时,要了解我们的学生。他们已经学习了磁场、磁感强度、运动和力的关系、全电路欧姆定律等相关内容；有较好的模仿能力；动手操作的欲望相对比较强，喜欢自我表现。利用他们的这些特点，我增设学生制作直流电动机环节与内容，加强课堂的实践环节和讨论分析环节，大大调动了他们的学习积极性。
由于要学生在教师的指导下自主完成制作，而学生的动手能力又存在差异，这就对教师课堂的掌控力提出了更高的要求。
【教学目标】
1.知识与技能
（1）通过实验认识安培力，理解影响安培力大小和方向的因素。
（2）会根据安培力公式计算安培力的大小，知道公式中各量的物理意义。
（安培力的计算限于直线导线跟磁感强度B平行或垂直两种情况）
（3）会用左手定则判断安培力的方向。
（4）会制作简单的单线圈直流电动机，认识直流电动机的工作原理。
2.过程与方法
（1）经历制作简易的单线圈直流电动机的实践过程，体验在实践中探究、在操作中感悟，发展动手解决问题的策略。
（2）体会控制变量的科学方法。
3.情感、态度与价值观
通过学生自己制作直流电动机，激发学生在“做中学，学中做”的兴趣；培养学生善于动手、勇于实践、尊重客观规律、实事求是的职业态度；培养学生坚持真理、勇于修正错误的科学精神。
【教学重点】
1.会用左手定则判断安培力方向
2.理解安培定律，及其简单应用
【教学难点】直流电动机原理
【教学方法】实验法、范例分析法、对比鉴赏法
【教具准备】多媒体、蹄形磁铁、线圈、电源、导线、滑动变阻器、开关、直流电动机的成品和半成品。
【课时安排】2课时
【教学时间分配】
1、导入新课
（3分钟）
2、左手定则
（17分钟）
3、安培定律
（20分钟）
4、制作直流电动机
（44分钟）
5、总结提高
（6分钟）
【板书设计】
§5.4
磁场对电流的作用安培力：磁场对电流的作用力一、安培力方向——左手定则
二、安培力大小——安培定律
F=BIL（适用条件：1匀强磁场
2导线垂直磁场）
三、制作单线圈直流电动机
【教学过程】
学习环节
教学内容
师生互动
阶段目标设计思想与效果测评
教师活动
学生活动
导入新课
课题引入
【播放视频】【提出问题】数控机床的动力主要来自电动机，电动机通电后会转动起来，你知道电动机为什么会转动吗？
【观看】【思考】
通过视频，调动学生的情绪；点明本节课的主题。
新课教学
一、左手定则伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，把左手放入磁场中，让磁感应线垂直穿入手心，并是伸开的四指指向电流方向，那么，大拇指所指向的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
【演示实验】磁场对通电导线的作用【引导启发】控制变量法：如果磁场方向不变，改变电流方向，观察到什么现象；如果电流方向不变，改变磁场方向，观察到什么现象？【示范】用左手定则判断安培力的方向。【课堂练习】P134
1
【观察实验现象】【分析归纳】磁场对电流的作用力的方向与电流方向、磁场方向有关。用左手和两只笔来确定B、I、F方向的空间位置关系【巩固练习】
掌握左手定则，会用左手定则判断安培力方向。
二、安培定律1.表述：处在匀强磁场中并与磁场方向垂直的通电直导线所受到的安培力的大小等于磁感强度B、电流I、导线长度L三者的乘积。2.公式：F=BIL3.适用条件：a.匀强磁场；b.直导线与磁场方向垂直。4.当导线方向与磁场方向平行时，通电直导线受到的安培力为零。
【提出问题】通电直导线所受到安培力的方向与电流方向、磁场方向之间的垂直空间关系，可以用左手定则来判定，那么它的大小关系由谁来决定？【实验演示、验证猜想】控制变量法：1.改变磁感强度(如利用强磁铁)；2.改变电流大小；3.改变在磁场中的导线长度(如改变线圈的匝数)【归纳总结】安培定律【课堂练习】P134
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【猜想】根据教师提出的问题猜想，安培力大小可能与哪些因素有关？【观察实验现象】【巩固练习】
通过问题设置—学生猜想—实验验证—归纳结论，落实教学目标，突出重点。
学习环节
教学内容
师生互动
阶段目标设计思想与效果测评
教师活动
学生活动
新课教学
三、制作直流电动机1．观察直流单线圈电动机。2．提出学习活动目标与要求。
1.演示上一届学生制作的直流单线圈电动机，并介绍各部件的构造与作用。2.分发制作材料和工具。3.简单介绍每个主要的工具和材料的用途、用法。【制作目标与要求】4.完成的直流单线圈电动机要结构安排合理、美观大方，有自己的创新成分。5.制作品至少能连续转动5s时间，能在班里参与比赛。6.采取各种办法使自己制作的电机转动的更快。7.能用自己的制作品进行实验探究。
1.观察、认识单线圈直流电动机的外形、结构。2.察看、验收、认识单线圈直流电动机的制作材料和工具。3.由学习目标粗略设计制定制作的程序。
1.创设本节课学习成果的情境，激发兴趣。2.初步认识制作的材料和工具。3.初步明确制作总要求与目标。
3.制作及探讨制作转动的线圈(转子)和换向器
【边示范边引导】
1.将另一根长约为50cm漆包线密绕在直径约为2.5cm的硬质纸筒（用薄书或作业本卷成）上，大于10圈，然后把绕成的线圈取下将两个端线分别留出小于4cm长，以线圈面为对称将两端线沿各自线圈绕3圈扎紧，固定线圈不散开，最后把圆形线圈用手捏成长约3cm、宽约1.5cm的长方形或椭圆形，如图1所示。2.用钢尺或小刀把线圈两端线头刮去约一半的油漆，刮去漆的面要与线圈面垂直，以作换向器用。【巡视与问题点拨】
【制作步骤】绕线圈时注意要领，这里有一定的技巧。【相互观察、检查】
会制作线圈，并知道它在电机中起到的技术方面的作用。
学习环节
教学内容
师生互动
阶段目标设计思想与效果测评
教师活动
学生活动
新课教学
制作起电池夹和轴架作用的构架
【边启发引导边示范】怎样做电池夹和轴架（有电刷作用）呢 使得既能达到夹紧、接触良好，又能充分发挥手边的材料、工具等的特点。用长约16cm直径约0.8mm的铜导线制作成起电池夹和轴架功能的构架装置。用尖嘴钳将铜导线弯折成如图3所示形状，轴架上端弯成圆圈状，以作为电动机线圈（转子）的轴承，对称性的做两副。然后，把该构架放在小木板上，将电池和线圈放入其中，调节两轴架间和两电池夹之间的距离，使电池被夹紧，两轴架间距约为3.5cm左右。也可按自己合理的想法去做。【巡回指导】主要针对制作的目的性和方法性的引导
【制作步骤】先观察、思考电池夹和轴架的结构与功能特点，体会认可后动手制作。
1.学会根据目标制定制作方案与方法。2.增强、强化制作的目标性，增加自己理解的、创新的成份,减少盲目性，减少依葫芦画瓢式的制作成份。
安装调试与原理探讨
1.要求安装的各元件布局合理、美观。【原理探讨】
（1）直流电动机为什么能够连续转动？（2）我们制作的直流电动机线圈（也叫转子）旋转一周的过程中：通电时间大约多少个周期？起始位置在何处？（3）没有换向器线圈能连续转动吗 2.根据各部件的作用和原理进行合理调整、调试。【巡视与指导】
1.安装：（注意）把小磁铁极性朝上(作为定子)用胶带固定在两轴架中央，调节轴架水平和高度，使其线圈下边缘距小磁铁上表面尽量小(为什么要这样做？)。2.小组讨论问题。3.调整、调试单线圈直流电动机，并试验其运转。4.观察电动机运转时的一些规律性的现象，并作解释。
1.会安装。2.能看出安装、调试中出现的问题（包括优缺点），并会进行解决。3.培养善于区分本质与非本质,主要因素与次要因素的物理学习技能。4.培养认真、细致、严谨的科学态度和精神。
学习环节
教学内容
师生互动
阶段目标设计思想与效果测评
教师活动
学生活动
新课教学
实验探究
1.你的直流电动机是否总是沿一个方向转动？能否按要求来改变电动机转动的方向？2.怎样才能改变增强通电线圈的安培力,使得转子转动的速度更快呢？需说明你实施的方法与技巧、主要的依据和原理等。【方法与技术提示】比如，依据安培定律F=BIL，增加到两块磁铁；改变增加线圈的匝数；将两电池并联（或串联）接入电路（电池并联接入电动机转速快还是串联接入时快？说明理由）；将另一磁铁放在线圈周围不同的角度（位置），找到线圈转速最快的位置，等等。
【实验】用两种方法来改变转子转动方向。【尝试与实证】1.使磁铁上边缘离线圈下边缘距离接近2mm。这样做的目的是增强通电线圈处的磁感应强度。2.据安培定律，改变增大B、L、I等办法。【自主探究】
会从现象中归纳规律。1.体会改变输入电压、电流、线圈匝数和磁场在线圈中的强度等，与电机转速的关系。2.尝试假设与现象和结果间的一致性和差异性。3.感受学习成果所带来的乐趣和成就感。
知识拓展
结合图片、视频介绍“磁场对电流的作用”在学生生活、职业专业中的应用
【观看】【举例】
让学生了解“磁场对电流的作用”在生活、职业专业中的广泛应用。
课堂小结
师生共同总结
【引导总结】引导学生从学习的知识、学习的方法、学习的体会等方面谈收获。
【学习小结】
回忆总结，巩固知识。
布置作业
1.练习册
练习5—42.在本节课制作、技术和实验的探究中，用到了哪些你以前学过的物理知识，简明扼要的用物理词或词组分别写出（例如，安培力、人造磁铁等，至少写出8个）；同学之间相互借换电动机来进行玩赏、观察、探讨和实验，收集值得借鉴的技术和心得。3.在网上收集电动机的其他制作方法。
【练习巩固】【合作学习】同学之间相互借换电动机来进行观赏、观察、探讨有哪些值得借鉴。
学生通过课后练习，使学习进一步得到拓展，激发学生潜力，巩固知识，实现学习目的。
【教学反思】
成功之处：
1.教学理念：本次课增设了学生制作直流电动机的环节和内容，把理论与实践相结合，通过综合实践活动实现了教、学、思、做、悟一体化，展现了文化基础课的魅力。
2.教学效果：教学实践证明90％以上的学生都能完成制作任务，并利用自己制作的直流电动机进行实验验证。激发了学生在“做中学，学中做”的兴趣，培养了学生善于动手、勇于实践、尊重客观规律、实事求是的职业态度。
改进方向：
本节课实施过程中由于要学生自主完成制作，而学生的动手能力存在差异，个别学生制作时间较长，影响后面的实验探究，在制作过程中要注意培养小帮手，协助老师、帮助同学解决一些简单的具体问题，让学生在合作学习中共同进步成长。
图1
单线圈直流电动机
线圈
图3
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