(共29张PPT)
电动机通电后能够转动
磁场对电流的作用
大弯至佳实验学校 陈开福
提出问题
小电动机是由哪些部件组成的
小电动机为什么会转动呢
猜想与假设:
电动机的转动可能是
线圈受到磁场作用的缘故.
设计方案:
先研究一根通电导线放在磁场中,观察它的运动。
S
N
磁场对电流的作用
I
观察与思考
实 验
1、闭合开关观察，原来静止在磁场中的导体运动情况．
2、磁场方向不变，改变电流方向，观察磁场中导体运动方向．
3、电流方向不变，改变磁场方向，观察磁场中导体运动方向．
4、同时改变电流方向、磁场方向，观察磁场中导体运动方向．
实验表明：磁场对电流作用力的方向跟电流方向和磁场方向有关系，并且力的方向与电流和磁场的方向垂直。
S
N
N
S
N
S
I
I
I
F
F
F
当电流方向与磁场方向平行时，通电导体不
受力的作用
A
B
C
磁场对通电线圈的作用
N
I
F
F
S
通电线圈在磁场中会发生转动
A
B
C
D
分析
N
F
F
S
但是当线圈的平面与磁场垂直时，就会停止转动……
A
B
C
D
线圈平面和磁感线垂直时,这个位置叫平衡位置
N
S
F
F
如果在线圈靠惯性越过平衡位置的瞬间，不改变其中的电流方向……
线圈将会反向转动回去
A
B
C
D
通电线圈在磁场中受力作用会转动,但不能持续转动。
分析上面的过程得到的结论是：
问题
怎样才能使通电线圈在磁场中持续转动？
改变电流方向
N
S
F
F
如果在线圈靠惯性越过平衡位置的瞬间，立刻改变其中的电流方向……
线圈就会继续转动下去
A
B
C
D
能够完成这一任务的装置叫做换向器
彼此绝缘的两个半圆环
一对与电源连接的电刷
换向器的作用:
当线圈刚越过平衡位置时,换向器自动改变电流的方向使线圈能持续地转动下去
直流电动机的基本组成部分
磁体
线圈（电枢）
换向器
转子
定子
直流电动机的优点 转速可以连续调节
直流电动机
电动机是把电能转化为机械能的动力机器
使用直流电的电动机
叫做直流电动机
通电线圈在磁场中受力转动是电动机的基本原理
小知识
方向不变的电流叫做直流电，如干电池、蓄电池提供的电流都是直流电。
直流电动机的制造原理:
电动机能的转化:
(1)如何控制电动机的转速和转向？
(2)若电动机不转，可能的原因有哪些？
请同学们分析讨论
（1）改变电流的大小，改变磁场强弱
（2）电流太小，磁场太弱，摩擦力太大
生活 物理 社会
磁悬浮列车
磁悬浮列车就是利用磁极间相互作用的原理设计的。由于列车和轨道之间没有直接接触，大大减小了运行阻力，速度可达500Km/h
一、磁场对电流有力的作用，作用力的方向跟电流方向和磁场方向有关系。
S
N
N
S
N
S
I
I
I
F
F
F
换向器：彼此绝缘的两个半圆环
一对与电源连接的电刷
二、直流电动机工作原理
电源
磁体
磁体
直流电动机的基本组成部分
线圈
二、直流电动机工作原理
3.电动机是把电能转化为机械能的动力机器
1.使用直流电的电动机叫做直流电动机
2.通电线圈在磁场中受力转动是电动机的基本原理
4.利用换向器来改变线圈中的电流方向.
换向器的作用:
当线圈刚越过平衡位置时,换向器自动改变电流的方向使线圈能持续地转动下去
练习:
1．磁场对电流作用力的方向与 方向和＿＿＿＿方向有关。
电流
磁场
2．电动机的工作原理是 电动机在工作过程中＿＿能转化为＿＿＿能。
通电线圈在磁场中受力转动
电
机械
3．最简单的直流电动机的换向器是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，它的作用是改变通过＿＿＿＿的电流方向，以便电动机能够连续转动。
两个彼此绝缘的金属半环
线圈
4．关于通电导线在磁场里受力的方向与电流的方向和磁感线的方向之间的关系，下列说法中错误的是 ( )
A．改变电流方向，导体受力方向也会改变
B．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
练习:
5．如图所示，进行通电导线在磁场中受力运动实验，回答下列问题：
（1）把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会发现导线ab ；
（2）把电源的正负极对调后接入电路，使通过
导线的电流方向与原来相反，这时导线ab ；
（3）保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极，
使磁场的方向与原来相反，这时导线ab 。
由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，
而且受力的方向跟 的方向
和 的方向都有关系。
a
＋
－
b
b
N
S
练习:登陆21世纪教育 助您教考全无忧
《磁场对电流的作用》 说课教案
成都市大弯至佳实验学校 陈开福
1、 说教材
1、 教材分析
《磁场对电流的作用》为九年级第八章《电磁相互作用及应用》的第四节。本章知识是电学知识的延伸扩展，利用磁场产生电流的电磁感应现象，初步揭示了电和磁之间的联系。《磁场对电流的作用》则主要讲述磁场对通电直导线和通电线圈的作用，并把这种作用应用到生活中的典型实例——电动机。教材从生活中的小电动机出发引入教学，体现出物理来自于生活，又应用于生活的学科特点。
2、教学重难点：
重点：探究磁场对电流的作用规律
难点：理解电动机的原理 理解电动机在工作过程中的换向问题
3、教学准备：
电源、开关、导线、马蹄形磁铁、金属棒、模型光滑的平行金属轨道、方形线圈、玩具上的小电动机、直流电动机、、学生电源、通电矩形线圈转动演示挂图
2、 说学生
学习本节课的学生首先已经初步具备了的电流与磁场之间有一定联系的知识结构，物理思想已经有了一定基础，但他们的思维还是以形象思维为基本思维方式,喜欢动手动脑，对直观内容比较感兴趣，但欠缺对问题的深入思考及理性化的思维过程.因为本节课主要是从现象入手，而得出比较复杂的结论.所以在细致设计探究与活动过程之后，学生的学习不会存在问题。
3、 说教学程序设计
通过对教材、学生的分析以及教法和学法的要求，为了更好的实现本节课的教学目标，我对本节课设计了三个教学环节：
1、 创设情景，实物展示引入
利用各种电动玩具的展示，揭示电动机是这些用电器的共同点，激发学生兴趣，然后提出“电动机为什么可以转动”的问题，诱发探索欲望引入新课，也引导学生从生活中去探索物理知识。
2、 实验释疑，合作探究
（1） 观察电动机的结构
通过对各类电动玩具的使用，分析物体运动状态改变的原因，得出物体受力的影响因素是电流和磁场，为接下来的实验探究奠定物质基础。
（2） 观察磁场对通电直导线的作用
回顾马蹄形磁体的磁场特点，组装实验装置，闭合开关之前确定好磁场方向和即将通过的电流方向，闭合开关后观察通电直导线的运动方向。然后提出问题：如果想要直导线向相反的方向运动，应如何操作？让学生顺着自己的思路进行探究，探究结束后把观察到的实验现象进行归纳总结。得出“磁场对电流有力的作用，力的方向与磁场方向和电流方向有关”的规律。这个环节通过学生实验，体现学生探究意识，有利于培养学生的思维能力和分析归纳能力，突出教学重点。
（3） 观察磁场对通电线圈的作用
通过问题设置悬念，提出“通电直导线在磁场中受力，如果导线是弯曲的又会如何？”的问题，激发学生求知欲望，使教学过程具有连贯性。然后动手探究，把线圈放在磁场中，观察通电后的运动情况，得到通电线圈能在磁场中转动，但不能在磁场中持续转动的现象。这个环节延续上一个教学环节，然学生参与思考和探究，体现出知识的连续性和延展性。
（4） 通电线圈在磁场中不能连续转动的原因分析
通过多媒体展示，分析通电线圈在磁场中的受力情况和运动情况，并分析不能连续转动的原因，通过现象看本质，引导学生养成追根问底的习惯。
（5） 直流电动机的工作原理
教师提出问题：如何让通电线圈在磁场中持续转动？进一步激发学生的思维，引起学生继续探究的兴趣。然后引导学生回顾通电直导线在磁场中的受力情况，得到改变磁场方向和电流方向可以使线圈通过平衡位置后继续转动，通过多媒体展示直流电动机的结构，理解直流电动机的工作原理。该环节充分体现出物理知识的应用和生活特点，与引入环节的物理来源于生活遥相呼应，显示了课堂知识的完整性。
3、 巩固应用，拓展提高
为了加深学生对电动机工作原理的理解，培养学生分析解决实际问题的能力，课堂利用练习帮助学生学会利用新学知识，培养学生的应用能力和创造能力。
4、 说教学效果评估
本节课内容不多，对学生的思维能力和动手操作要求较高，对于直流电动机的工作过程也需要一定的空间想象能力和理解能力，学生学习时有一定的难度。教学过程中，既要注重知识的连续性和学生对所学知识的理解，又要注重培养学生的探究意识，提高学生的思维能力和解决实际问题的能力。课堂设计从学生熟悉的生活现象引入，学生会表现出强烈的兴趣，积极参与探究，让学生真切的感悟到，学习就是生活，物理就在身边。
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磁场对电流的作用
大弯自佳实验学校 陈开福
教学目的：
1、知道磁场对通电导体有作用力。
2、知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感应线方向有关，改变电流方向或改变磁感线方向，导体的受力方向随着改变。
3、知道通电线圈在磁场中转动的道理。
4、知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动，是消耗了电能，得到了机械能。
5、培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。
教学重难点：
重点：探究磁场对电流的作用规律
难点：理解电动机的原理
过程与方法：
1．通过对影响通电直导线在磁场中受力方向的因素的猜想，逐渐学会根据现象科学、大胆地猜想；
2．通过验证影响通电直导线在磁场中受力方向因素的实验设计，进一步理解并掌握控制变量法；
3．通过对通电线圈在磁场中受力而转动这个现象的分析，逐渐学会用动态的观点去解释一个物理过程。
情感、态度与价值观：
通过介绍电动机发展历程和应用，使学生了解科技进步是人类社会进步的巨大推动力，培养学生学习科学、热爱科学、关注科技进步的良好科学素质。
教学过程：
提问：电动机为什么能够持续转动？电动机是根据什么原理工作的呢？
讲述：要回答这个问题，还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现--电流周围存在磁场，电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力(如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动)。根据物体间力的作用是相互的，电流对磁体施加力时，磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。
一、通电导体在磁场中受力的作用
提出问题：力是有方向的，通电导体在磁场中受力的方向可能与哪些因素有关？
猜 想：可能与磁场方向和电流方向有关
实验方法：控制变量
进行实验：
(1)磁场方向不变，改变电流方向.
(2)电流方向不变，改变磁场方向.
实验：
（1）介绍实验装置，并连接好。渗透设计思想，明确实验研究对象是铜棒。
（2）让学生明确实验目的，即磁场能否让通电后的铜棒运动。
（3）实验条件逐步演示并观察实验现象，完成记录表格。
1 静止的铜棒通电后发生什么现象？原因是什么？ 运动受力
2 铜棒的运动方向、电流的方向和磁感线方向的角度关系？ 互相垂直
3 不改变磁场方向而改变电流的方向，铜棒运动方向如何？ 改变方向
4[来 不改变电流的方向，而改变磁场方向，铜棒运动方向怎样？ 改变方向
（4）学生根据实验现象，分析得出结论。
通电导体在磁场中受到力的作用。力的方向，电流的方向和磁场线的方向互相垂直。通电导体在磁场里受力的方向跟电流的方向和磁感线的方向有关。
提出问题：通电导体在磁场中受到力的大小可能与哪些因素有关？
通电导体在磁场中受到力的大小可能与磁场强弱、电流大小有关。
提问：在上述实验中能量是如何转化的？获得的机械能能否加以利用？
电能转化为机械能。 通过电动机利用机械能。
二、直流电动机：
提问：应用上面的实验结论，我们来分析一个问题：如果把直导线弯成线圈，放入磁场中并通电，它的受力情况是怎样的呢？
出示方框线圈在磁场中的直观模型，出示挂图（此时，图中还没有标出受力方向）。
引导学生分析：通电时，图甲中ab边和cd边都在磁场中，都要受力，因为电流方向相反，所以受力方向也肯定相反。提问：你们想想看，线圈会怎样运动呢？
1．原理：通电线圈在磁场中受力转动
提问：直流电动机中的线圈为何能连续转动下去？
演示实验：将线圈两端的漆全部刮去后通电，让学生观察线圈的运动情况。”
提问：线圈为什么会来回摆动，而不会连续呢？
教师指明：线圈转动正是因为两条边受力方向相反，在挂图上标明ab和cd边的受力方向。
利用模型和挂图分析：在图1位置时，两边受力方向相反，但不在一条直线上，所以线圈会转动。当转动到图2位置时，两边受力方向相反，且在同一直线上，线圈在平衡力作用下保持平衡而静止。在图3位置时，两边受力方向相反，但不在一条直线上，且线圈受力方向与图1受力方向相反，所以线圈会反向转动，造成线圈来回转动。
演示实验：将线圈两端的漆只刮去一半后通电，让学生观察线圈的运动情况。”
教师指明：线圈转动正是因为两条边受力方向相反，线圈能自动改变线圈中的电流，所以线圈能连续转动。
实验：直流电动机模型通电后连续转动
2．换向器的作用：
当线圈刚转过平衡位置，换向器就会自动改变线圈中的
电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈能连续转动下去.
(1)如何控制电动机的转速和转向？ (2)若电动机不转，可能的原因有哪些？
学生分析讨论
课堂练习
1．磁场对电流作用力的方向与 方向和 方向有关。
2．电动机的工作原理是 电动机在工作过程中 能转化为 能。
3．最简单的直流电动机的换向器是 ，它的作用是改变通过 的电流方向，以便电动机能够连续转动。
4．关于通电导线在磁场里受力的方向与电流的方向和磁感线的方向之间的关系，下列说法中错误的是 ( )
A．改变电流方向，导体受力方向也会改变
B．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，进行通电导线在磁场中受力运动实验，回答下列问题：
（1）把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会发现导线ab ；
（2）把电源的正负极对调后接入电路，使通过
导线的电流方向与原来相反，这时导线ab ；
（3）保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极，
使磁场的方向与原来相反，这时导线ab 。
由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，
而且受力的方向跟 的方向
和 的方向都有关系。
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b
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