用心用情 服务教育 第一章 电与磁 第4节 电动机
教学目标
1.知道磁场对通电导体有作用力。知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关。
2.知道通电线圈在磁场中转动的道理。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。
3.学会安装和制作简单的电动机。
4.培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。
教学重点:
观察通电导体、通电线圈在磁场中受力运动的过程。
教学难点:
电动机的工作原理。
教学准备:
教学过程
一、情境引入
1.奥斯特实验证明了什么?
通电导体周围存在磁场,并通过磁场使小磁针偏转,即电流对磁体有力的作用。奥斯特实验揭示了电和磁之间的联系,说明电可以生磁。
2.电动机为什么会转动呢?
出示电动机,给它通电,学生看到电动机转动,提高了学习兴趣。 提问:电动机是根据什么原理工作的呢?
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用心用情 服务教育 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)。
进一步启发学生:
再让我们逆向思索,磁体对电流有无力的作用呢?即磁体对通过其磁场电流有无力的作用呢?
引导学生思考并用以前学习过的知识。通过讨论交流得到:
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。 二、新课教学
探究点一 磁场对通电导线的作用
教师演示磁场对通电导体的作用的实验:先介绍实验装置,将金属杆两端放在光滑的支架上,连接好电路,使金属杆静止在磁铁的磁场中。
注意:要用很轻的金属杆作通电导体(因为很轻的金属杆轻,受力后容易运动,以便我们观察)。
用电源给很轻的金属杆通电(瞬时短路),让学生观察金属杆的运动情况。 学生观察后得到:通电导体在磁场中受到力的作用要运动。
教师进一步启发:金属杆运动有个方向的问题,能否让金属杆向相反的方向运动呢? 学生交流讨论、猜想。不要否决学生的各种猜想,然后教师和同学们共同进行实验,来验证同学们提出的各种猜想。排除各种错误的猜想。最后让学生总结磁场对电流产生的力的方向与哪些因素有关。
教师演示实验结束后,通过学生观察说明:磁场对通电导体具有力的作用,其作用的方向与电流的方向和磁感线的方向有关。
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用心用情 服务教育 建议播放视频:磁场对通电导线的作用.mp4 探究点二 磁场对通电线圈的作用
教师提问:你们想想看,线圈会怎样运动呢? 学生思考并猜想。
教师再演示实验:将电动机上的电刷、换向器拆下,实质是线圈通电,让学生观察线圈的运动情况。
学生观察到线圈转动,教师讲授并指明:线圈转动正是因为两条边的导线受力方向相反,边说边在挂图上标明ab和cd边的受力方向。
提问:线圈为什么会停下来呢?
利用模型和挂图让学生分析:在甲图位置时,两边受力方向相反,但不在同一条直线上,所以线圈会转动。当转动到乙图位置时,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。得到结论:通电线圈在磁场中受力转动,到平衡位置时静止。
教师提问:那有什么方法能够让电动机持续的旋转呢?
让学生回顾刚才做的磁场对电流的作用的实验后教师启发提问:刚才的实验同学们能否想个办法让金属杆在轨道上往复运动呢?
学生讨论后回答出有两条途径:不断改变电流的方向或不断改变磁场的方向。然后让同学们思考和比较两种方法。哪种更容易些。学生自然看得出是不断改变电流的方向比较容易。
教师再把磁场对电流的作用的实验启发学生转到电动机上来,让学生思考:要怎样才能够不断改变电路中的电流。
现在让学生在电动机上安装上电动机上的电刷、换向器,再接通电源。学生观察到电动
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