物理九年级上册2 磁场对电流的作用教学设计

第八章第二节《磁场对电流作用》教学设计   

【教材分析】

 本课题是教科版第八章第二节《磁场对电流作用》，学生在前面已经学习了磁场的性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用，又认识到电流周围存在磁场，在此基础上来认识把通电导体放入磁场中也会受到力的作用，并由此原理制成了电动机。

【教学目标】

（一）知识与技能             

  1、了解磁场对通电导线的作用。 

  2、了解直流电动机的结构和工作原理。

3、初步认识科学与技术、社会之间的关系。 

（二）过程与方法

  经历制作模拟电动机的过程，通过实验方法探究直流电动机的结构和工作原理。 

（三）情感态度和价值观

 通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学生学习科学技术知识和应用物理知识的兴趣。

【教学重点】

通电导线在磁场中受到力的作用。

【教学难点】

1.分析概括通电导体在磁场中的受力方向跟哪两个因素有关.

2.理解通电线圈在磁场里为什么会转动.

【教学策略】

学生对电动机在实际中的应用比较熟悉，能说出一些应用电动机的实例，提出电动机工作的原理。演示磁场对通电导线的作用这个实验是关键，我将演示实验能改成分组实验，学生亲自体验磁场对通电导线的作用，改变导线中电流方向，观察其运动方向；保持电流方向不变，改变磁场方向，观察导线的运动方向。可以得出“通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流方向、磁感线的方向都有关系”的结论。在此实验中，给导线通电，消耗电能，金属棒会运动，获得机械能，这是一个把电能转化为机械能的过程。利用学生分组实验“让线圈转来”，知道通电线圈在磁场会发生转动，知道线圈的平衡位置，为电动机的构造和原理作基础。演示线圈在磁场中受力，提出如何让线圈在磁场中连续转动的问题。方法就是利用换向器，当线圈转过平衡位置时改变线圈中电流方向，使线圈的受力方向改变，让线圈持续受力转动，实际应用中可以采用多组线圈的方法使转子均匀受力。

【教学用具】自制磁场对电流作用实验器材、电池组、自制线圈、自制线圈转动模型、药瓶电动机、自制药瓶电动机、隧道小火车。

【教学流程】

自制漆包线的线圈

磁场对电流有力的作用

一根通电直导线受力

二根通电直导线受力

单匝线圈受力运动

多匝线圈受力运动

药瓶电动机模型

【教学过程】

一、创设情景、引入新课

教师自制创造漆包线绕成的线圈，创设课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲。学生观察线圈为由静止到运动！随着音乐舞动。

二、新课教学

1、磁场对电流的作用

⑴、介绍实验装置，实验对象为通电小铜棒。（通电直导线）

设计实验：在磁场中放一通电直导线，观察直导线是否受力运动。设计电路。

分组实验过程：连接电路，快速的闭合开关再断开，静止在导轨上的铜棒通电后，会发生什么现象？

活动1：磁场对电流是否有力的作用？完成以下探究，并观察思考：

电路闭合时有何现象？ 使导体AB由静止变为运动的原因是什么？

 磁场对通电导体有利的作用

 结论：磁场对通电导线有_______的作用.

活动2：通电导体在磁场里受到的力的方向与什么有关呢？

步骤：（1）保持磁场方向不变，改变电流方向——导体AB的运动方向是否改变？

（2）保持电流方向不变，改变磁场方向——导体AB 的运动方向是否改变

结论：

对比________两次数据可知通电导线在磁场中受到力的方向与__________ 有关

对比________两次数据可知通电导线在磁场中受到力的方向与____ _有关

2、让线圈转起来

一根直导线ab受力方向向下，另一根cd直导线受力向上，将其组成一根导线框，abcd会怎么运动呢?请猜想一下线框会怎样运动？。

讨论：为什么线圈是摆动而不是转动呢？

教师讲解（用自制的电动机模型进行讲解不能持续转动的原因）线圈摆动，为什么没有一直持续转动下去？要解决这个问题，让我们借助老师自制的一个模型来回答。同学们请看，磁场方向从左向右。接通电源电流从红色的边流入，从蓝色的边流出，此时红色的边受到一个向上的力，蓝色的边受到一个向下的力，在非平衡力的作用下运动起来，当转动到竖直位置时，一个力向上，一个力向下，为平衡力的作用，我们把这个位置称为线圈的平衡位置，但由于惯性，红边越过平衡位置，但我们的电流还是从红边进，此时红边依然受到向上的力，这个力阻碍了它向下运动，把它拉回了平衡位置，重复这个过程，这就是大家看到线圈一直摆动的原因。）

提问：我们能不能利用刚才所学的知识，让线圈持续转动下去，

让我们来分析：如果我们让红色的边转过平衡位置，把向上的力，改变成向下的力，就可以让它持续转动，请同学们根据我们所学的知识，如何改变受力方向？

生：改变电流方向或磁场方向（请两位同学上来，改变电流方向或磁场方向，跟同学们交流自己的体验——繁琐，累）

     人工操作会非常的麻烦，工程师也面临着这样的问题，怎么把人工换向改变为自动换向，工程师利用换向器解决了这个问题。（展示自制换向器模型，讲解换向器工作的原理）

我们的理论分析是这样的，但实际操作中能否让电动机持续转动呢，请同学看桌面上老师为大家准备的实验器材（教师介绍实验器材，教学生们组装药瓶电动机，看看我们的线圈是否转动，来验证我们刚才的分析是否合理。

学生自己组装药瓶电动机，了解电动机结构。它主要是由能够转动的线圈和固定不动的磁体。在电动机里，能够转动的部分叫转子，固定不动的部分叫定子。

电动机转动的原理

让我们借助这个模型来分析：电流从红色的半环流入，此时红色线圈受到一个向上的力，当转过平衡位置以后，电流从蓝色的半环流入，红色的半环流出，此时，电流方向发生改变，受力方向改变，因此它就持续转动起来。

请同学们思考：在我们的生产和生活中哪些物体都使用到了电动机？洗衣机，电风扇，电冰箱，电动自行车，玩具汽车师：老师利用我们今天所学的知识制成了一些小制作，这是一张纸，一个脸盆，老师能让它们唱歌，你们信吗？

学生思考：

扬声器工作原理。根据所学知识回答，并揭秘上课金属线圈运动原因。

拓展应用

高铁，超级高铁模型的搭建。

作业布置、探究隧道小火车的原理

课堂小结：

1．通过这节课你学到了什么？

2．说说你对磁场对通电导线的作用的认识。

3．你能说出电动机的工作原理、能量转化吗？

4．电动机的线圈为什么能在磁场中连续转动？

板书设计

磁场对电流作用

一.     磁场对通电导体有力的作用

二.     让线圈转动起来

三.     电动机与人类文明