物理磁場(chǎng)對(duì)電流的作用的教學(xué)設(shè)計(jì)
(一)教學(xué)目的
1.知道磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有作用力。
2.知道通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的方向與電流方向和磁感線方向有關(guān)，改變電流方向或改變磁感線方向，導(dǎo)體的受力方向隨著改變。
3.知道通電線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的道理。
4.知道通電導(dǎo)體和通電線圈在磁場(chǎng)中受力而運(yùn)動(dòng)，是消耗了電能，得到了機(jī)械能。
5.培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和推理、歸納、概括物理知識(shí)的能力。
(二)教具
小型直流電動(dòng)機(jī)一臺(tái)，學(xué)生用電源一臺(tái)，大蹄形磁鐵一塊，干電池一節(jié)，用鋁箔自制的圓筒一根(粗細(xì)、長(zhǎng)短與鉛筆差不多)，兩根鋁箔條(用透明膠與鋁箔筒的兩端相連接)，支架(吊鋁箔筒用)，如課本圖12-10的掛圖，線圈(參見(jiàn)圖12-2)，抄有題目的小黑板一塊(也可用投影片代替)。
(三)教學(xué)過(guò)程
1.引入新課
本章主要研究電能；第一節(jié)和第二節(jié)我們研究了獲得電能的原理和方法，第三節(jié)我們研究了電能的輸送。電能輸送到用電單位，要使用電能，這就涉及到用電器，以前我們研究了電燈、電爐、電話等用電器，今天我們要研究另一種用電器--電動(dòng)機(jī)。
出示電動(dòng)機(jī)，給它通電，學(xué)生看到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，提高了學(xué)習(xí)興趣。
提問(wèn)：電動(dòng)機(jī)是根據(jù)什么原理工作的呢？
講述：要回答這個(gè)問(wèn)題，還得請(qǐng)同學(xué)們回憶一下奧斯特實(shí)驗(yàn)的發(fā)現(xiàn)--電流周圍存在磁場(chǎng)，電流通過(guò)它產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)磁體施加作用力(如電流通過(guò)它的磁場(chǎng)使周圍小磁針受力而轉(zhuǎn)動(dòng))。根據(jù)物體間力的作用是相互的，電流對(duì)磁體施加力時(shí)，磁體也應(yīng)該對(duì)電流有力的作用。下面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究這個(gè)推斷。
2.進(jìn)行新課
(1)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里受到力的作用
板書(shū)課題：〈第四節(jié) 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用〉
介紹實(shí)驗(yàn)裝置，將鋁箔筒兩端的鋁箔條吊掛在支架上，使鋁箔筒靜止在磁鐵的磁場(chǎng)中(參見(jiàn)課本中的圖12-9)。用鋁箔筒作通電導(dǎo)體是因?yàn)殇X箔筒輕，受力后容易運(yùn)動(dòng)，以便我們觀察。
演示實(shí)驗(yàn)1：用一節(jié)干電池給鋁箔筒通電(瞬時(shí)短路)，讓學(xué)生觀察鋁箔筒的運(yùn)動(dòng)情況，并回答小黑板上的題1：給靜止在磁場(chǎng)中的鋁箔筒通電時(shí)，鋁箔筒會(huì)_____，這說(shuō)明_____。
板書(shū)：〈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)里受力的方向，跟電流方向和磁感線方向有關(guān)
教師說(shuō)明：下面我們進(jìn)一步研究通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里的受力方向與哪些因素有關(guān)。
演示實(shí)驗(yàn)2：先使電流方向相反，再使磁感線方向相反，讓學(xué)生觀察鋁箔筒運(yùn)動(dòng)后回答小黑板上的題2：保持磁感線方向不變，交換電池兩極以改變鋁箔筒中電流方向，鋁箔筒運(yùn)動(dòng)方向會(huì)______，這說(shuō)明______。保持鋁箔筒中電流方向不變，交換磁極以改變磁感線方向，鋁箔筒運(yùn)動(dòng)方向會(huì)______，這說(shuō)明______。
歸納實(shí)驗(yàn)2的結(jié)論并板書(shū)：〈2.通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里受力的方向，跟電流方向和磁感線方向有關(guān)。〉
(3)磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用
提問(wèn)：應(yīng)用上面的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，我們來(lái)分析一個(gè)問(wèn)題：如果把直導(dǎo)線彎成線圈，放入磁場(chǎng)中并通電，它的受力情況是怎樣的呢？
出示方框線圈在磁場(chǎng)中的直觀模型(磁極用兩堆書(shū)代替)，并出示如課本上圖12-10的掛圖(此時(shí)，圖中還沒(méi)有標(biāo)出受力方向)。
引導(dǎo)學(xué)生分析：通電時(shí)，圖甲中ab邊和cd邊都在磁場(chǎng)中，都要受力，因?yàn)殡娏鞣较蛳喾矗允芰Ψ较蛞部隙ㄏ喾础Ｌ釂?wèn)：你們想想看，線圈會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢？
演示實(shí)驗(yàn)3：將電動(dòng)機(jī)上的電刷、換向器拆下(實(shí)質(zhì)是線圈)后通過(guò)，讓學(xué)生觀察線圈的運(yùn)動(dòng)情況。
教師指明：線圈轉(zhuǎn)動(dòng)正是因?yàn)閮蓷l邊受力方向相反，邊說(shuō)邊在掛圖上標(biāo)明ab和cd邊的受力方向。
提問(wèn)：線圈為什么會(huì)停下來(lái)呢？
利用模型和掛圖分析：在甲圖位置時(shí)，兩邊受力方向相反，但不在一條直線上，所以線圈會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到乙圖位置時(shí)，兩邊受力方向相反，且在同一直線上，線圈在平衡力作用下保持平衡而靜止。
板書(shū)結(jié)論：〈3.通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)，到平衡位置時(shí)靜止。〉
(4)討論
①教材中的"想想議議"。
②小黑板上的題3：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力而運(yùn)動(dòng)是消耗了______能，得到了______能。
3.小結(jié)：板書(shū)的四條結(jié)論。
4.作業(yè)(思考題)：電動(dòng)機(jī)就是根據(jù)通電線圈在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)的道理工作的。但實(shí)際制成電動(dòng)機(jī)時(shí)，還有些問(wèn)題需要我們解決，比如：通電線圈不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，而實(shí)際電動(dòng)機(jī)要能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，這個(gè)問(wèn)題同學(xué)們先思考，下節(jié)我們研究。
(四)說(shuō)明
1.受力方向與電流方向和磁感線方向垂直，這一點(diǎn)不能從實(shí)驗(yàn)直接得到(因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)方向并不一定是受力方向)，且與后面學(xué)習(xí)聯(lián)系不大，本教案沒(méi)講這一點(diǎn)。
2.教案最后的思考題是為下節(jié)學(xué)習(xí)作準(zhǔn)備。
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