人教版物理九年級(jí)第二十章20.4電與磁第四節(jié)電動(dòng)機(jī)教案

/第二十章電與磁第四節(jié)電動(dòng)機(jī)1教學(xué)目標(biāo)1.1知識(shí)與技能：①了解磁場對(duì)通電導(dǎo)體的作用；②初步認(rèn)識(shí)直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造、原理、應(yīng)用。1.2過程與方法：通過演示,提高學(xué)生分析概括物理規(guī)律的能力。通過制作模擬電動(dòng)機(jī)的過程,鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。1.3情感態(tài)度與價(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)生學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)知識(shí)的興趣。2教學(xué)重點(diǎn)/難點(diǎn)/易考點(diǎn)2.1教學(xué)重點(diǎn)磁場對(duì)電流的作用。2.2教學(xué)難點(diǎn)分析概括通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向跟哪兩個(gè)因素有關(guān)。理解通電線圈在磁場里為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。3專家建議初中階段電動(dòng)機(jī),要知道磁場對(duì)電流的作用,設(shè)計(jì)到一些題目的時(shí)候要會(huì)用左手判斷相關(guān)的受力情況及運(yùn)動(dòng)情況。判斷的時(shí)候,要注意幾點(diǎn),一個(gè)是要明確電流和磁場的方向,這樣在判斷的時(shí)候用正確的手勢,才能正確判斷出受力情況。還有就是要熟悉電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以及相關(guān)結(jié)構(gòu)所對(duì)應(yīng)的功能特點(diǎn)。熟悉電動(dòng)機(jī)的工作原理。4教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)探究——?dú)w納總結(jié)——補(bǔ)充講解——練習(xí)提高科學(xué)探究法,討論交流法,控制變量法、轉(zhuǎn)換法。5教學(xué)用具多媒體,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。6教學(xué)過程6.1引入新課【師】老師在你們這個(gè)年紀(jì)的時(shí)候,最愛玩的一種玩具是四驅(qū)賽車,也是以前的孩子們都很喜歡的,現(xiàn)在也有很多小孩喜歡,這個(gè)四驅(qū)賽車在跑道里面跑得非常非?？?為什么能這么快呢,主要是因?yàn)樾≠愜嚴(yán)锩嫜b有了能提供強(qiáng)動(dòng)力的馬達(dá),也就是我們這節(jié)課要來學(xué)習(xí)的——電動(dòng)機(jī)?！編煛亢芏嗤瑢W(xué)可能會(huì)有疑問,這個(gè)電動(dòng)機(jī)嘛,顧名思義,肯定是用電就能動(dòng)的一個(gè)機(jī)器,那這個(gè)和我們學(xué)的內(nèi)容——磁,有啥樣的關(guān)系呀。好,那么接下來我們來做一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn),大家一起來見證一下電和磁的進(jìn)一步關(guān)系。【師】在之前我們通過奧斯特實(shí)驗(yàn)已經(jīng)知道：通電導(dǎo)體旁邊的小磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),所以電流所引發(fā)的磁場,是可以和磁鐵的磁場一起做點(diǎn)事的。我們接下來的實(shí)驗(yàn)就是要進(jìn)一步探究其中的關(guān)系。【實(shí)驗(yàn)】1、把導(dǎo)線ab放在磁場里,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?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】接通電源,導(dǎo)線ab向外〔或向里〕運(yùn)動(dòng)?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用。2、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。【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】合上開關(guān),導(dǎo)線ab向里〔或向外〕運(yùn)動(dòng),與剛剛運(yùn)動(dòng)方向相反。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】這說明通電導(dǎo)體在磁場中受到的力的方向與電流通過導(dǎo)體的方向有關(guān)。3、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,使磁場方向與原來相反,觀察導(dǎo)線ab的運(yùn)動(dòng)方向。【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】磁極調(diào)換后觀察到導(dǎo)線ab的運(yùn)動(dòng)方向改變?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】這說明通電導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向有關(guān)。實(shí)驗(yàn)說明：通電導(dǎo)線在磁場中要受到力的作用,力的方向跟電流的方向、磁感線的方向都有關(guān)系,當(dāng)電流的方向或者磁感線的方向變得相反時(shí),通電導(dǎo)線受力的方向也變得相反。【師】那么剛剛這個(gè)小實(shí)驗(yàn),充分表現(xiàn)了通電導(dǎo)線在磁場中的運(yùn)動(dòng)情況,這個(gè)就是電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)的工作原理。6.2新知介紹1、磁場對(duì)電流的作用通電導(dǎo)體在磁場里受到力的作用,所受力的方向跟磁感線的方向和電流的方向有關(guān),它們之間的關(guān)系可用左手定那么來判定。左手定那么:伸開左手,使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直,并且都根手掌在一個(gè)平面內(nèi),讓磁感線垂直進(jìn)入手心,并使四指指向電流方向,這時(shí)手掌所在的平面跟磁感線垂直,拇指所指方向就是通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向。如上圖所示,電流從電池正極出,流過金屬棒,根據(jù)上述的左手定那么,張開左手,使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直,并且都根手掌在一個(gè)平面內(nèi),讓磁感線垂直進(jìn)入手心,并使四指指向電流方向,這時(shí)手掌所在的平面跟磁感線垂直,拇指所指方向就是通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向?！苍斠娨韵聢D〕。所以拇指指向右邊,也就是金屬棒的移動(dòng)方向?！纠}】如下圖的裝置中,當(dāng)閉合開關(guān)、導(dǎo)體ab中有電流通過時(shí),導(dǎo)體ab就會(huì)運(yùn)動(dòng)起來,關(guān)于這一現(xiàn)象的說法,正確的選項(xiàng)是〔〕A．此現(xiàn)象說明磁可以生電B．導(dǎo)體ab運(yùn)動(dòng)方向與電流方向和磁場方向有關(guān)C．發(fā)電機(jī)是利用這一現(xiàn)象來工作的D．在該現(xiàn)象中,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能【分析】A、當(dāng)閉合開關(guān)、導(dǎo)體ab中有電流通過時(shí),導(dǎo)體ab就會(huì)運(yùn)動(dòng)起來,此現(xiàn)象說明電能生磁,故A錯(cuò)誤；

B、當(dāng)電流方向和磁場方向有一個(gè)方向發(fā)生改變時(shí),導(dǎo)體ab的運(yùn)動(dòng)方向就發(fā)生改變,說明導(dǎo)體ab運(yùn)動(dòng)方向與兩者方向有關(guān),故B正確；

C、力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,物體運(yùn)動(dòng)說明它受到了力,而這力只能是磁場提供,因?yàn)閷?dǎo)體棒受到力的作用,我們可以讓線圈不停地轉(zhuǎn)下去,這就是電動(dòng)機(jī)原理,故C錯(cuò)誤；

D、在該現(xiàn)象中是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故D錯(cuò)誤．

故答案選B【例題】如下圖,當(dāng)開關(guān)S閉合,原本靜止的輕質(zhì)硬直導(dǎo)線AB會(huì)水平向右運(yùn)動(dòng)．要使AB水平向左運(yùn)動(dòng),以下措施中可行的是〔〕A．將導(dǎo)線A、B兩端對(duì)調(diào)B．將蹄形磁體的N、S極對(duì)調(diào)C．換用磁性更強(qiáng)的蹄形磁體D．將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)【分析】知識(shí)點(diǎn)：通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用,受力方向與兩個(gè)因素有關(guān)：一個(gè)是磁場方向,另一個(gè)是電流方向．如果只改變一個(gè)因素,那么導(dǎo)體受力方向改變,如果同時(shí)改變兩個(gè)因素,那么導(dǎo)體受力方向不變．此實(shí)驗(yàn)是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。A、將A、B兩端對(duì)調(diào),受力運(yùn)動(dòng)方向不變,故A錯(cuò)．

B、將蹄形磁體的N、S極對(duì)調(diào),只改變一個(gè)影響因素〔磁場方向〕,受力運(yùn)動(dòng)方向改變,故B正確；

C、換用磁性更強(qiáng)的蹄形磁體,將增大導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)速度,不會(huì)改變運(yùn)動(dòng)方向,故C錯(cuò)；

D、將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng),增大電路中的電流,增大導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)速度,不會(huì)改變運(yùn)動(dòng)方向,故D錯(cuò)；

應(yīng)選B。2、電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的原理:通電導(dǎo)體在磁場中受力而運(yùn)動(dòng)(磁場對(duì)電流的作用)；導(dǎo)體受力方向隨磁感線方向和電流方向的變化而變化；【電動(dòng)機(jī)組成】電動(dòng)機(jī)由兩局部組成：轉(zhuǎn)子和定子。電動(dòng)機(jī)里,能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的局部叫轉(zhuǎn)子,固定不動(dòng)的局部叫定子；【電動(dòng)機(jī)能量轉(zhuǎn)化】電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能?,通電導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)消耗了電能,得到了機(jī)械能?！倦妱?dòng)機(jī)的工作原理】上圖,根據(jù)所學(xué)內(nèi)容,左上圖,線圈開始順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。上2圖,線圈到達(dá)如下圖位置,受力通過左手判斷,上端鐵棒受力向上,下端鐵棒受力向下,所以處于平衡位置,線圈由于受到慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),通過平衡位置后,兩電刷恰好接觸半環(huán)間絕緣局部,在換向器作用下,電流改變方向。下左圖,電流方向改變后,通過判斷,線圈仍順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。下右圖,線圈又到平衡位置,換向器自動(dòng)改變電流方向。上述就是電動(dòng)機(jī)的整個(gè)工作過程及原理。電流是因,運(yùn)動(dòng)是果(因?yàn)橛须娏鞫\(yùn)動(dòng))?；通電導(dǎo)體在磁場里受力的方向,跟電流方向和磁感線方向有關(guān)?！纠}】線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)過程中經(jīng)過圖甲、乙位置時(shí),導(dǎo)線ab所受磁場力的方向〔〕

A．相同,是由于磁場方向、流過ab的電流方向都沒改變B．相同,是由于磁場方向、流過ab的電流方向都改變了C．相反,是由于流過ab的電流方向相反了D．相反,是由于磁場方向相反了【分析】

電動(dòng)機(jī)的原理是：通電導(dǎo)線在磁場中受力的作用,其受力的方向與電流的方向和磁場的方向有關(guān),即只要改變一個(gè)量,其受力的方向就會(huì)改變一次。由于電流從電源的正極出發(fā),故此時(shí)圖甲中ab的電流方向是由b到a；在圖乙中,由于磁場的方向沒有改變,電流的方向是由a到b,故此時(shí)線圈受力的方向改變。

應(yīng)選C?！纠}】小明用漆包線繞成線圈,將線圈兩端的漆全部刮去后放入磁場,如下圖,閉合開關(guān)S后,發(fā)現(xiàn)線圈只能偏轉(zhuǎn)至水平位置、不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)．為使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),以下措施中可行的是〔〕A．換用電壓更大的電源B．換用磁性更強(qiáng)的磁體C．重新制作匝數(shù)更多的線圈,將線圈兩端的漆全部刮去D．在線圈的一端重抹油漆,干后在適當(dāng)位置刮去半圈【分析】

知識(shí)點(diǎn)：直流電動(dòng)機(jī)中的換向器可以在線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí),自動(dòng)改變線圈中的電流方向,改變線圈的受力方向,使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。將線圈兩端的漆全部刮去后,沒有了換向器,不能改變線圈中的電流方向,就不能改變線的受力方向,所以閉合開關(guān)S后,發(fā)現(xiàn)線圈只能偏轉(zhuǎn)至水平位置、不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),要想讓線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),需增加換向器,即在線圈的一端重抹油漆,干后在適當(dāng)位置刮去半圈,相當(dāng)于添加一個(gè)換向器,使線圈能夠持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),故D符合要求；換用電壓更大的電源、換用磁性更強(qiáng)的磁體、重新制作匝數(shù)更多的線圈不能改變線圈的受力方向,仍然不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),故ABC不符合要求．

應(yīng)選D。6.3復(fù)習(xí)總結(jié)和作業(yè)布置知識(shí)點(diǎn)總結(jié)：1．通電導(dǎo)體在磁場里會(huì)受到力的作用。

2．通電導(dǎo)體在磁場里受力的方向,跟電流方向和磁感線方向有關(guān)。3．通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動(dòng),在平衡位置時(shí)靜止。4．通電導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)消耗了電能,得到了機(jī)械能。課堂練習(xí)1、電動(dòng)機(jī)是一種高效率、低污染的設(shè)備,廣泛應(yīng)用于日常生活和生產(chǎn)實(shí)踐中,以下家用電器中應(yīng)用了電動(dòng)機(jī)的是(B)A.電飯鍋 B.洗衣機(jī) C.電熱水壺 D.電熱毯2、小紅安裝好直流電動(dòng)機(jī)模型,通電后電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn),她還想使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速加快,可采用的方法是(A)?A.增大電流 B.減小電流C.對(duì)調(diào)電源正負(fù)兩極 D.對(duì)調(diào)磁體南北兩極3、關(guān)于通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向,以下說法中正確的選項(xiàng)是(D)A.受力方向與電流方向一致B.受力方向與磁感線方向一致C.受力方向與電流方向和磁感線方向平行D.受力方向與電流方向和磁感線方向互相垂直4、關(guān)于通電導(dǎo)體在磁場里受力方向與電流方向和磁感線方向之間的關(guān)系,以下說法中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是〔C〕A．電流方向改變時(shí),導(dǎo)體受力方向改變B．磁場方向改變時(shí),導(dǎo)體受力方向改變C．電流方向和磁場方向同時(shí)改變,導(dǎo)體的受力方向改變D．電流方向和磁場方向同時(shí)改變,導(dǎo)體的受力方向不變作業(yè)布置1、完成配套課后練習(xí)題7板書設(shè)計(jì)第二十章電與磁第四節(jié)電動(dòng)機(jī)通電導(dǎo)體在磁場里受到力的作用,所受力的方向跟磁感線的方向和電流的方向有關(guān),它們