一、知識(shí)與技能
1．說出磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用。
2．說出科學(xué)與技術(shù)之間的關(guān)系。
二、過程與方法
1．通過演示，提高分析概括物理規(guī)律的能力。
2．通過制作模擬電動(dòng)機(jī)的過程，鍛煉動(dòng)手能力。
三、情感態(tài)度價(jià)值觀
通過了解物理知識(shí)如何轉(zhuǎn)化成實(shí)際技術(shù)應(yīng)用，進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)知識(shí)的興趣。
教學(xué)重點(diǎn)
磁場(chǎng)對(duì)電流的作用。
教學(xué)難點(diǎn)
1．分析概括通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向跟哪兩個(gè)因素有關(guān)。
2．理解通電線圈在磁場(chǎng)里為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)法、啟發(fā)式、演示法。
教具準(zhǔn)備
電源、蹄形磁體、開關(guān)、導(dǎo)線、銅棒(導(dǎo)體)、滑動(dòng)變阻器、線圈、導(dǎo)軌、投影、微機(jī)。
課時(shí)安排
1.5課時(shí)
教學(xué)過程
一、復(fù)習(xí)提問，引入新課
1．磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是什么?
(磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用)
2．電流的磁效應(yīng)是什么?
(通電導(dǎo)體周圍存在著磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向跟電流的方向有關(guān)，這種情況叫做電流的磁效應(yīng))
[演示]直流電動(dòng)機(jī)通電轉(zhuǎn)動(dòng)。
[師]電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)呢?
(引導(dǎo)學(xué)生回憶奧斯特實(shí)驗(yàn)，知道通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)，能使小磁針偏轉(zhuǎn)，即電流對(duì)磁體有力的作用，啟發(fā)學(xué)生逆向思維)
[師]磁場(chǎng)對(duì)電流有沒有力的作用呢?
[生甲]磁場(chǎng)對(duì)電流不一定有力的作用。
[生乙]磁場(chǎng)對(duì)電流應(yīng)該有力的作用，這樣電動(dòng)機(jī)才會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[師]哪位同學(xué)回答的正確?我們知道生產(chǎn)和生活中的許多電器都需要電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)，電動(dòng)機(jī)已經(jīng)深入到現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)角落，下面我們就來研究電動(dòng)機(jī)的工作原理，來獲得正確的答案。
第四節(jié) 電動(dòng)機(jī) [板書]
(一)磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用 [板書]
[演示]如圖8．4?1，把導(dǎo)線ab放在磁場(chǎng)里，接通電源，讓電流通過導(dǎo)線ab，觀察它的運(yùn)動(dòng)，說出觀察到的現(xiàn)象，討論得出它的結(jié)論。
[生甲]接通電源，導(dǎo)線ab向外(或向里)運(yùn)動(dòng)。
[生乙](討論得出)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用。
1．通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用。[板書]
[師]把電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)后接入電路，使通過導(dǎo)線ab的電流方向與原來相反，觀察導(dǎo)線ab的運(yùn)動(dòng)方向。
[生甲]合上開關(guān)，導(dǎo)線ab向里(或向外)運(yùn)動(dòng)，與剛才運(yùn)動(dòng)方向相反。
[生乙]這說明通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的力的方向與電流通過導(dǎo)體的方向有關(guān)。
[師]保持導(dǎo)線ab中的電流方向不變，但把蹄形磁體上下磁極調(diào)換一下，使磁場(chǎng)方向與原來相反，觀察導(dǎo)線ab的運(yùn)動(dòng)方向。
[生甲]磁極調(diào)換后觀察到導(dǎo)線ab的運(yùn)動(dòng)方向改變。
[生乙]這表明通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向有關(guān)。
教師邊說邊板書
2．通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的方向，跟電流方向和磁感線方向有關(guān) [板書]
[師]當(dāng)電流方向或者磁感線方向變的相反時(shí)，通電導(dǎo)體受力方向也變的相反。那么，把一個(gè)通電的線框放到磁場(chǎng)中，它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)?
[生甲]通電線圈在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)。
[生乙]通電線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)90°，擺動(dòng)后靜止。
[師]那么我們能不能讓它不停地轉(zhuǎn)動(dòng)?想一想，做做看。
[探究]讓線圈轉(zhuǎn)動(dòng)起來。
教師巡迥檢查，學(xué)生分組制作。
[生甲]我們組是先把漆包線在火柴盒等模子上繞了一個(gè)圈(不必繞的太多)．把兩個(gè)引出端用膠帶固定在線圈上，使兩端引線在一條直線上。用小刀刮去兩端引線的漆皮，不過注意一端全部刮掉(可以用砂紙打)，另一端只刮去半圈，這樣線圈就做成了。
[生乙]我們組是剪兩段直徑約1 mm，長度約100mm的相同的銅絲，上端彎成Z字形，下端與導(dǎo)線相連并用圖釘固定在硬紙板(或木板)上，與線圈相連的端點(diǎn)要大致保持在同一水平面上，這樣支架就做成了。
[生丙]把線圈放在支架上，磁鐵放在線圈下方，通電調(diào)整磁鐵位置，使磁鐵與線圈盡量靠近，但又不能相互接觸，并用手輕推線圈，線圈就不停地轉(zhuǎn)動(dòng)起來。
[生丁]我們組的線圈不停地轉(zhuǎn)動(dòng)起來后，我們改變電流方向，發(fā)現(xiàn)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向也發(fā)生改變。
[生戊]我們組是線圈不停地轉(zhuǎn)動(dòng)起來后，改變磁極極性，發(fā)現(xiàn)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向也發(fā)生改變。
[師]經(jīng)過大家的努力，我們做出一臺(tái)小小電動(dòng)機(jī)，那么電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造是什么樣的?看投影。
(二)電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造 [板書]
[生甲]電動(dòng)機(jī)由兩部分組成：轉(zhuǎn)子和定子。
[生乙]電動(dòng)機(jī)里，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的部分叫轉(zhuǎn)子，固定不動(dòng)的部分叫定子。
[師]在上面探究活動(dòng)中，我們使線圈轉(zhuǎn)起來了。如果把“小小電動(dòng)機(jī)”線圈兩端引線的漆皮全部刮掉，線圈又會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢?
[生甲]接通電源，線圈在磁場(chǎng)里發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，但轉(zhuǎn)動(dòng)不能持續(xù)下去，轉(zhuǎn)90°角擺幾下就停了。
[師]怎么解釋這一現(xiàn)象呢?看演示。
[演示]如圖8.4?5，使線圈位于磁體兩磁極間的磁場(chǎng)中。
1．使線圈靜止在圖乙位置上，閉合開關(guān)，觀察。
[生]發(fā)現(xiàn)線圈沒有運(yùn)動(dòng)。
[師]這是由于線圈獲至寶ab、cd兩個(gè)邊受力大小一樣，方向相反的原因，這個(gè)位置是線圈的平衡位置。
2．使線圈靜止在圖甲位置上，閉合開關(guān)觀察。
[生甲]線圈受力沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
[生乙]可是線圈能靠慣性越過平衡位置，但不能繼續(xù)轉(zhuǎn)下去，最后要返回平衡位置。
[生丙]為什么會(huì)返回呢?
[師]看圖丙，使線圈靜止在這個(gè)位置上，這是剛才線圈沖過平衡位置以后所到達(dá)的地方，閉合開關(guān)，觀察。
[生甲]線圈向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
[生乙]這說明線圈在這個(gè)位置所受力是阻礙它沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的，這也就使線圈返回
平衡位置。
[生丙]那我們?cè)谔骄繉?shí)驗(yàn)中，線圈為什么能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)呢?
E生丁]因?yàn)樾⌒‰妱?dòng)機(jī)兩根引線，一根刮去半周，一根刮去一周，而線固沒刮半周，是都接在電路里，刮去半周的只有刮去的部分接人電路里。
[生戊]刮去半周有什么作用?
[生己]刮去的通電，沒刮去的絕緣，不通電。
[生辛]當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過平衡位置，如果供電，線圈就受到阻礙它沿原來方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力。如果不供電線圈由于慣性會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，小小電動(dòng)機(jī)就是利用這個(gè)原理工作的。
[師]在“小小電動(dòng)機(jī)”中我們只利用了一半的電力，也就是線圈每轉(zhuǎn)一周，只有半周獲得動(dòng)力。如果設(shè)法改變后半周電流的方向，使線圈在后半周也獲得動(dòng)力，線圈將會(huì)更平穩(wěn)、更有力地轉(zhuǎn)動(dòng)下去。實(shí)際的直流電動(dòng)機(jī)是通過換向器來實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)功能，看屏幕(微機(jī)內(nèi)容為換向器的構(gòu)造、作用)
[生甲]換向器的構(gòu)造，兩個(gè)銅半環(huán)E和F跟線圈兩端相連，它們彼此絕緣，并隨線圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
[生乙]A和B是電刷，它們跟半環(huán)接觸，使電源和線圈組成閉合電路。線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它通過換向器使電流方向發(fā)生改變，使線圈的受力方向總是相同，線圈就可以不停地轉(zhuǎn)動(dòng)下去了。
[生丙]換向器的作用：當(dāng)線圈剛剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，換向器能自動(dòng)改變線圈中電流的方向，從而改變線圈受力方向，使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[師]實(shí)際的直流電動(dòng)機(jī)都有多個(gè)線圈，每個(gè)線圈都接在一對(duì)換向片上。除直流電動(dòng)機(jī)外，生活中還經(jīng)常用到交流電動(dòng)機(jī)，交流電動(dòng)機(jī)也是利用通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力來運(yùn)轉(zhuǎn)的。我們看課本生活中的電動(dòng)機(jī)，從這段你知道了什么?
(三)生活中的電動(dòng)機(jī) [板書]
[生甲]電動(dòng)機(jī)工作實(shí)質(zhì)是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
[生乙]電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單、控制方便、體積小、效率高、功率可大可小、無污染。
[師]這節(jié)課大家表現(xiàn)非常的好，我們把這節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行小結(jié)。
三、小結(jié)
本節(jié)主要學(xué)了磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用，電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造，生活中的電動(dòng)機(jī)，結(jié)合投影與學(xué)生們小結(jié)。
四、布置作業(yè)
動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理②
參考答案：
1．這個(gè)問題對(duì)初中學(xué)生來說可能比較難，只要能說出改變電流方向使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)就可以了。
2．按課本要求，讓學(xué)生自己課后調(diào)查家庭及社會(huì)中電動(dòng)機(jī)的使用情況。
五、板書設(shè)計(jì)
第四節(jié) 電動(dòng)機(jī)
一、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用
1．通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用。
2．通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的方向，跟電流方向和磁感線方向有關(guān)。
二、電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造
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相關(guān)閱讀：初二物理第八章第二節(jié)光的反射導(dǎo)學(xué)案