九年級物理全冊 第20章 電與磁教案 （新版）新人教版 (2)

《九年級物理全冊 第20章 電與磁教案 （新版）新人教版 (2)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《九年級物理全冊 第20章 電與磁教案 （新版）新人教版 (2)（36頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第二十章　電與磁 第1節(jié)　磁現(xiàn)象　磁場 導(dǎo)入一:問題導(dǎo)入 教師把一盒大頭針撒在桌面上. 師:如何迅速拾起桌面上撒落的大頭針? 生:用磁鐵吸. 　　[過渡語]　你對磁鐵了解多少,你見過或者用過哪些用磁鐵做的物品?從這節(jié)課開始,我們就進(jìn)入磁的世界,學(xué)習(xí)有關(guān)電與磁的知識. 導(dǎo)入二:情境導(dǎo)入 播放視頻:死亡之島——世百爾島 師:在加拿大東海岸,有一個神奇而令人生畏的世百爾島,島上,草不生長,鳥不歇腳,沒有任何動物和植物,光禿禿,只有堅硬無比的青石頭.奇怪的是,每當(dāng)海輪駛近小島附近,船上的指南針便會突然失靈,整只船就像著了魔似的被小島吸引過去,使船只觸礁沉沒,好像有死神在操縱!這是為什么呢? 　　[過渡語]　其實這種現(xiàn)象與磁場有關(guān),那么什么是磁場,磁場有什么性質(zhì),學(xué)完本節(jié),你的疑惑就會迎刃而解. 一、磁現(xiàn)象 思路一 在2000多年前的春秋時期,我們的祖先就發(fā)現(xiàn)天然磁鐵礦石吸鐵的性質(zhì),現(xiàn)在人們利用這些磁性材料做成各種形狀的磁體. 展示各種形狀的磁體. 師:磁體只能吸鐵嗎? 學(xué)生利用磁鐵靠近鐵及含鐵的合金、回形針等,發(fā)現(xiàn)都能吸引.實驗證明,磁體能吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì). 師:你們已經(jīng)觀察到磁體吸引回形針,吸引數(shù)量的多少在位置上有什么特點?這說明了什么問題? 學(xué)生觀察,發(fā)現(xiàn)回形針主要集中在磁體的兩端.說明磁體的兩端磁性最強. 師:磁體中磁性最強的兩個部分叫磁極.一個磁體有幾個磁極呢?這些磁極相同嗎? 生:一個磁體有兩個磁極.這兩個磁極不同. 【實驗】　轉(zhuǎn)動小磁針,記錄當(dāng)小磁針靜止時的位置,有什么特點? 【分析】　小磁針靜止時,總是指向南北方向. 師:我們規(guī)定小磁針靜止時指南的一端叫南極(S極);指北的一端叫北極(N極). 【實驗】　用一個磁體的兩個磁極分別靠近小磁針的同一極.看到什么現(xiàn)象?得到什么結(jié)論? 【分析總結(jié)】　磁極間的相互作用規(guī)律:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引. 問題:磁極間有相互作用,那么被磁體吸引的硬幣為什么也能吸引硬幣呢? 分析:一些物體在磁體或電流的作用下會獲得磁性,這種現(xiàn)象叫磁化.被吸引的硬幣成了一個小磁體,具有磁性,所以能吸引其他硬幣. 問題:你知道生活中還有哪些磁化現(xiàn)象嗎?磁現(xiàn)象在生活中有哪些應(yīng)用及危害? 舉例分析:結(jié)合生活實例解釋磁化的應(yīng)用及危害.比如磁帶的錄音、利用鋼針磁化做小磁針、銀行卡不能靠近磁體、機械手表靠近磁體后走時不準(zhǔn)等. [知識拓展]　磁化方法:1.將物體燒到紅熾狀態(tài),放在南北方向上自然冷卻;2.用磁體的南極或北極,沿物體向一個方向摩擦幾次;3.在物體上繞上絕緣導(dǎo)線,通入直流電,經(jīng)過一段時間后取下即可;4.使物體與磁體吸引,一段時間后物體將具有磁性.　 思路二 1.體驗磁現(xiàn)象的存在 演示:將磁鐵分別靠近1角、5角、1元硬幣,觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生.再與塑料、陶瓷片、鐵片、紙片、小鐵釘、鋼鋸條等靠近,有什么現(xiàn)象發(fā)生?再取上面的其他任意兩個東西靠近時,是否還有磁鐵與鐵釘靠近時的感覺? 小結(jié):能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)叫做磁性,具有磁性的物體叫磁體. 2.磁體間的相互作用規(guī)律 演示:把兩塊條形磁體用線吊起來,其中一塊條形磁體的N極靠近另一塊條形磁體的S極,觀察現(xiàn)象;再用這塊條形磁體的N極靠近另一塊條形磁體的N極,觀察現(xiàn)象. 思考:條形磁鐵的南極與南極靠近和與北極靠近時,作用效果一樣嗎? 討論:磁體的N極靠近另一塊條形磁體的S極相互吸引,磁體的N極靠近另一塊條形磁體的N極相互排斥.用磁體的S極分別靠近另一塊條形磁體的S極和N極,會出現(xiàn)什么現(xiàn)象? 總結(jié):磁極間的相互作用規(guī)律是:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引. 3.磁體的指向性 演示:用細(xì)線將一條形磁體水平懸掛起來,觀察它靜止時的指向.取一小磁針,讓它靜止時,觀察它的指向.再取一指南針,將其指針撥動,觀察它靜止時的指向. 思考:它們靜止時的指向有什么規(guī)律? 分析總結(jié):條形磁體和小磁針靜止時與指南針靜止時的指向一樣,都是一端指南,一端指北.我們把它們的這種性質(zhì)叫做磁體的指向性. 4.磁化 師:條形磁體是鋼做的,原來沒有磁性,怎樣使它具有磁性呢? 生:使鋼棒具有磁性的方法很多.鋼棒原來沒有磁性,現(xiàn)在獲得磁性,我們把它獲得磁性的過程叫做磁化. 演示:鋼針原來沒有磁性,在磁鐵上按一定的方向摩擦幾下,它就具有了磁性,能單獨吸引一些小的曲別針.軟鐵原來也沒有磁性,在軟鐵上方旋轉(zhuǎn)磁鐵,此時軟鐵具有了吸引小曲別針的性質(zhì),軟鐵具有了磁性,將磁鐵取下后,軟鐵就不能吸引曲別針了,證明此時它失去磁性. 結(jié)論:能夠被磁化的材料叫做磁性材料.如鋼、鐵等. 5.磁體的分類 (1)按磁體的來源可分為天然磁體和人造磁體.天然磁體:就是從自然界直接獲得的磁體.人造磁體:經(jīng)過人們加工而成的磁體. (2)按形狀來分可分為條形磁體、蹄形磁體、小磁針.條形磁體:長條形狀的磁體.蹄形磁體:馬蹄形的磁體.小磁針:針狀的磁體. (3)按磁化后保持時間的長短可分為永久性磁體和暫時性磁體,也叫硬磁體和軟磁體.能長時間保持磁性的,稱之為硬磁體;不能長時間保持磁性的,稱之為軟磁體. [知識拓展]　1.利用磁體的吸鐵性、指向性、磁極間相互作用規(guī)律和磁極的性質(zhì)是判斷某一物體是否是磁體的常用方法.2.在利用磁極間相互作用規(guī)律時,應(yīng)注意僅依靠吸引是不能作出結(jié)論的,還應(yīng)將被檢物的兩端分別去靠近同一磁極看是否有排斥的現(xiàn)象.3.條形磁體可近似認(rèn)為兩極有磁性,中間無磁性. 　　[過渡語]　如果把磁針拿到一個磁體附近,它會發(fā)生偏轉(zhuǎn).磁針和磁體間并沒有接觸,怎么會有力的作用呢? 二、磁場 1.磁場 師:磁體間的相互作用是通過磁場發(fā)生的,磁場是看不見、摸不著的,可以通過它對其他物體的作用來認(rèn)識.磁場能對放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用.磁體間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的,我們就通過這種作用來研究磁場.在前面的學(xué)習(xí)中還有哪些知識利用了類似的方法? 生:電流使電燈發(fā)光,空氣流動形成的風(fēng)等. 【實驗】　研究磁體周圍的磁場方向. 在桌面上放一些小磁針,觀察小磁針的N極指向,在中間放入一條形磁體,觀察小磁針N極的指向,并記錄下來. 學(xué)生進(jìn)行實驗,發(fā)現(xiàn)小磁針靜止時均指南北,在中間放一條形磁體,發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn). 　　[過渡語]　物理學(xué)中把小磁針靜止時北極所指的方向規(guī)定為該點的磁場方向.那么磁體周圍的磁場是如何分布的呢? 　　2.磁感線 小磁針方向發(fā)生改變是由于受到磁體磁場的作用,在磁體周圍放置的小磁針越多、越小,就能越清晰地看出磁場的分布. 【演示實驗】　在玻璃板上均勻地撒上一些鐵屑,把玻璃板放在條形磁體上,然后輕敲玻璃板.將一些小磁針放在鐵屑排列的一條曲線上. 現(xiàn)象:鐵屑有規(guī)則地排成一條條曲線,小磁針的N極指向一致地沿著曲線的切線方向. 師:小磁針?biāo)诘奈恢镁褪谴艌龇较?就是N極所指方向.有沒有辦法來形象、直觀地描述磁體周圍的磁場? 生:可以在磁場中沿著鐵屑的痕跡畫出曲線,曲線上某點的切線方向就是磁場方向.在磁場中任何一點的曲線切線方向都跟該點的磁場方向一致,這樣的曲線就叫磁感線. 學(xué)生畫出條形磁體的磁感線. 利用類似的方法讓學(xué)生畫出蹄形磁體周圍的磁感線. [知識拓展]　1.磁場是實際存在的,磁體周圍不存在磁感線.2.磁感線只是用來表示磁體周圍磁場的假想曲線,利用磁感線的疏密程度表示磁場的強弱,磁感線上某點的切線方向表示該點的磁場方向.3.磁體周圍某一位置磁場只有一個方向,如果磁感線在此處相交,則該點可以表示出兩個不同方向的磁場,所以磁感線不能相交. 　　[過渡語]　你知道我國的四大發(fā)明嗎?其中就有指南針.那么指南針為什么指南北呢? 三、地磁場 閱讀課本,思考: 問題1:我國古代四大發(fā)明之一的指南針能夠指南北,它肯定受到了力的作用,誰對它施加了力呢? 回答1:地球周圍存在磁場,使指南針指南北. 問題2:指南針在地球的大部分地區(qū)都能指南北,地球相當(dāng)于一個大的條形磁體,你能根據(jù)指南針的方向畫出地磁場的磁感線嗎? 回答2:學(xué)生確定地磁場的磁極,畫出地磁場的磁感線. 問題3:地理的兩極和地磁場的兩極重合嗎?這一發(fā)現(xiàn)最早是由誰記述的? 回答3:地球南北極與地理的南北極不重合,它們略有偏離,世界上最早記述這一現(xiàn)象的人是我國宋代學(xué)者沈括. [知識拓展]　地磁場的強度和方向已經(jīng)過多次的循環(huán)變化,其強度由強變?nèi)?以至消失變?yōu)榱?然后地磁方向倒轉(zhuǎn),強度再由弱變強至反方向的最大值.已知在過去4000000年內(nèi),地球磁場的方向倒轉(zhuǎn)已經(jīng)有9次,而在近3000000年內(nèi),地球磁極也曾3次南北移位.地磁場局限在地球周圍的有限區(qū)域之內(nèi),這個區(qū)域稱為地磁層,它隨地球一起運動,就是這個地磁層擋住了由宇宙空間射來的、足以使生物致命的高能粒子流,使所有生物得以安全地棲息在地球上.地球上的生命是伴隨著地磁場的形成并增強到足以對生命起保護作用時才出現(xiàn)的,即生命與地磁兩者是緊緊地聯(lián)系在一起的. 1.磁現(xiàn)象及磁場,磁體周圍存在磁場. 2.同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引. 3.磁體周圍存在磁場,利用磁感線可以表示磁場的強弱和方向. 4.地球是一個巨大的磁體,使指南針受到磁力作用而指南北. 1.如圖是條形磁體的磁感線分布,圖中的E,F,P,Q四點,磁場最強的是 (　　) A.E點　　B.F點　　C.P點　　D.Q點 解析:條形磁鐵的兩端是磁極,磁性最強,中間磁性最弱,因此E點磁性最強.故選A. 2.關(guān)于磁體、磁場和磁感線,以下說法中正確的是 (　　) A.鐵和鋁都能夠被磁體所吸引 B.磁感線是磁場中真實存在的曲線 C.磁體之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的 D.小磁針的北極在任何情況下都指向地理的南極 解析:磁體只能吸引磁性材料,所以磁體能吸引鐵,不能吸引鋁,A錯誤;磁感線是為了方便研究磁場,在磁體周圍畫的帶箭頭的曲線,這些曲線在磁場中不存在,B錯誤;磁體之間的排斥和吸引是通過磁體周圍的磁場相互作用完成的,C正確;小磁針的北極在任何情況下都指向地磁南極,也就是地理北極附近,D錯誤.故選C. 3.小明發(fā)現(xiàn)賓館里的“插卡取電器”有兩種類型,第一種無論插入哪種卡片都能使房間通電,第二種用專門的磁卡插入或靠近都能使房間通電,小明設(shè)計了如下三種方法用 于判斷取電器類型:①將硬紙片插入,看能否通電;②將專用磁卡貼在面板上不插入,看能否通電;③將專用磁卡插入,看能否通電.其中可行的方法是(填序號)　　　　. 解析:①紙片沒有磁性,將紙片插入,如果通電說明取電器屬于第一種類型,可行;②磁卡貼在面板上,如果通電說明取電器屬于第二種類型,可行;③專業(yè)磁卡插入,第一種取電器會通電,第二種也會通電,所以無法判斷是哪種類型,不可行. 【答案】?、佗? 4.如圖所示,將載有條形磁鐵的兩輛小車同時由靜止釋放后,兩小車將迅速分離.此現(xiàn)象說明:(只要寫出兩條) (1)　; (2)　. 解析:兩輛小車上裝有磁鐵,兩磁鐵相對的磁極是N極.由于同名磁極相互排斥,兩個小車受到排斥力的作用,力可以改變物體的運動狀態(tài),小車會由靜止變?yōu)檫\動. 【答案】　(1)同名磁極互相排斥　(2)力可以改變物體的運動狀態(tài) 1.磁現(xiàn)象 2.磁場 (1)磁體周圍存在磁場,磁場是客觀存在的物質(zhì). (2)磁場的基本性質(zhì)是對放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用. (3)磁體間通過磁場產(chǎn)生相互作用. (4)用磁感線描述磁場. 3.地磁場 一、教材作業(yè) 【必做題】　 教材第123頁動手動腦學(xué)物理的1,2,4題. 【選做題】　 教材第123頁動手動腦學(xué)物理的3題. 第2節(jié)　電生磁 導(dǎo)入一:實驗導(dǎo)入 問題:小磁針靜止時能指南北,把一個磁鐵靠近小磁針,觀察小磁針有什么變化?為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象? 回答:小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn).因為磁鐵周圍存在磁場,對小磁針有力的作用. 引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)磁極間相互作用的規(guī)律. 回答:磁極間相互作用規(guī)律是:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引. 　　[過渡語]　小磁針只有放在磁體周圍才會受到磁力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)嗎?只有磁體周圍存在著磁場嗎?其他物質(zhì)能不能產(chǎn)生磁場呢?如何判斷磁場的存在?學(xué)習(xí)完本節(jié)課,你的疑問就會迎刃而解. 導(dǎo)入二:情景導(dǎo)入 師:上課之前,老師先給大家表演一個魔術(shù)——紙盒吸鐵. 問題:此盒中可能是什么?你猜想的依據(jù)是什么? 教師斷開開關(guān),再去接觸鐵屑,紙盒不再吸引鐵屑.此時教師將紙盒打開,讓學(xué)生明白,剛才產(chǎn)生的磁跟電有關(guān). 問題:電和磁從現(xiàn)象上看有非常相似的地方,它們之間有沒有一定的聯(lián)系呢? 　　[過渡語]　從哲學(xué)角度看,電和磁應(yīng)該是有聯(lián)系的,但是很多年都沒發(fā)現(xiàn).直到從丹麥物理學(xué)家奧斯特的一個實驗開始,揭開了電與磁聯(lián)系的發(fā)展史.那么奧斯特做了什么實驗?對發(fā)現(xiàn)電與磁之間的聯(lián)系起到怎樣的作用?學(xué)習(xí)完本節(jié)課,你的疑問會迎刃而解. 一、電流的磁效應(yīng) 思路一 在桌面上放一個小磁針,小磁針能指南北,在靠近小磁針且與其平行的方向放置一直導(dǎo)線,如圖所示. 連接電路,檢查完畢,觀察小磁針在開關(guān)閉合前后的變化.這說明了什么? 回答:閉合開關(guān),有電流通過直導(dǎo)線,小磁針會轉(zhuǎn)動,說明通電導(dǎo)線周圍存在磁場. 改變導(dǎo)線中的電流方向,觀察小磁針的變化,說明了什么? 回答:改變導(dǎo)線中電流方向,小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也改變,說明通電導(dǎo)線周圍磁場方向與電流方向有關(guān). 總結(jié):這個實驗最早是由丹麥物理學(xué)家奧斯特做的,也叫奧斯特實驗,它說明了通電導(dǎo)線周圍存在與電流方向有關(guān)的磁場,這種現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng). 通過奧斯特實驗可以總結(jié)出哪些結(jié)論? 學(xué)生總結(jié):1.通電導(dǎo)線周圍存在磁場.2.電流的磁場方向與電流方向有關(guān). [知識拓展]　在奧斯特研究的最初,他受到力總是沿著物體連線方向這個觀念的影響,總是沿電流的方向放置磁針,使磁針在導(dǎo)線的延長線上,結(jié)果實驗均以失敗告終.1820年4月,在一次講課中,他偶然把導(dǎo)線沿南北放置在一個帶玻璃罩的指南針上方,通電時磁針竟然轉(zhuǎn)動了,從而獲得成功. 　　[過渡語]　既然電能生磁,為什么電線連一根大頭針都吸不動? 　　思路二 1.探究奧斯特實驗——通電導(dǎo)體周圍有磁場 師:我們怎樣判斷一個物體是否具有磁性呢? 生:看它能否吸引鐵屑.利用磁體間的相互作用來檢驗. 師:一個電池能吸引鐵屑嗎?我們怎樣做才有可能產(chǎn)生磁呢? 生:要有電流,要形成一個電路,電路閉合才有電流. 師:我們可以設(shè)計一個什么樣的實驗來檢驗?zāi)愕牟孪? 小組討論后交流. 師:根據(jù)學(xué)生所述對該實驗進(jìn)行演示. 學(xué)生實驗,并將觀察到的現(xiàn)象與全班同學(xué)交流. 　　[過渡語]　其實我們今天研究的問題,早在1820年丹麥偉大的物理學(xué)家奧斯特在一次偶然的實驗中就發(fā)現(xiàn)了,從而揭示電和磁之間是有聯(lián)系的.他是怎樣做這個實驗的呢?我們一起來看看視頻吧! 2.播放奧斯特實驗的操作方法. 現(xiàn)象: (1)通電時小磁針N極向內(nèi)(或向外)偏轉(zhuǎn). (2)斷電后小磁針回到原來的位置,分別指向地理的南北方向. (3)改變電流方向重新通電,小磁針又偏轉(zhuǎn),但與上次偏轉(zhuǎn)情況不同. 結(jié)論:通電導(dǎo)線周圍存在著磁場;磁場方向與電流方向有關(guān). 師:看了這個實驗后,大家覺得與我們剛才做的實驗相比,有哪些不同? 生:視頻中的小磁針偏轉(zhuǎn)的角度大,而我們實驗的時候卻很小. 師:這是什么原因呢? 學(xué)生思考后回答. 師:在實驗中利用短路能獲得較強的電流來增加磁性,但是在一般情況下是不允許的.那么在實際生活中我們用什么辦法來增強通電導(dǎo)體的磁場呢? [知識拓展]　在制造精密電阻時,常常采用雙線繞法.即把電阻絲從螺線管一端繞到另一端,再從另一端繞回來,如圖所示.單線繞法線圈中通電后,線圈周圍產(chǎn)生磁場.雙線繞法線圈中通電后,為什么線圈周圍就沒有磁場呢?因為繞線是從中間對折后并繞的,相當(dāng)于兩個匝數(shù)相等,繞向相反的螺線管套在一起,給它們通電后,由于兩螺線管中電流方向相反,根據(jù)安培定則可知,兩個螺線管產(chǎn)生了方向相反的磁場,又因為兩個螺線管的匝數(shù)相等,通過的電流大小也一樣,所以產(chǎn)生的磁場相互抵消了,因此對外不再顯示磁性. 　　[過渡語]　人們在生產(chǎn)實踐中把導(dǎo)線彎成各種形狀,其中發(fā)現(xiàn)把導(dǎo)線繞成一圈一圈的螺線管狀,磁場會強很多,在生產(chǎn)生活中的用途很大,下面讓我們也來制作一個螺線管,該怎樣做呢? 二、通電螺線管的磁場 1.通電螺線管的磁場 把導(dǎo)線繞在圓筒上,做成螺線管,各圈導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場疊加在一起,磁場就會強很多. 展示一個螺線管,給螺線管通電,能使小磁針轉(zhuǎn)動. 拿一個小磁針在通電螺線管周圍移動,觀察小磁針的變化. 問題:我們?nèi)绾窝芯客娐菥€管周圍的磁場呢? 回答:通電螺線管周圍存在磁場,不同位置磁場的方向不同,在螺線管的兩端磁極不同. 我們已經(jīng)知道借助鐵粉可以研究磁體周圍磁場的分布情況,也可以利用類似的方法來研究通電螺線管周圍的磁場. 在螺線管的兩端各放一個小磁針,并在硬紙板上均勻地撒滿鐵屑.通電后觀察小磁針的指向,輕敲紙板,觀察鐵屑的排列情況.改變電流方向,再觀察一次.用線畫出鐵粉的形狀. 學(xué)生觀察實驗,畫出通電螺線管的磁感線. 問題:對比通電螺線管的磁場以及前面學(xué)過的磁體周圍的磁場,它的形狀與哪種磁體相似? 回答:通電螺線管的磁場分布與條形磁體相似,它也有兩個磁極. 2.探究通電螺線管外部的磁場分布 提出問題:通電螺線管的磁場與條形磁體的磁場相似,它的兩端就相當(dāng)于條形磁鐵的兩個磁極.那么通電螺線管的磁極與哪些因素有關(guān)呢? 學(xué)生進(jìn)行猜想:磁極可能與電流方向有關(guān),可能還與螺線管的繞向有關(guān)等. 設(shè)計實驗:在通電螺線管的外部放一些小磁針,利用漆包線在瓷筒上繞成螺線管,改變電流方向,確定通電螺線管的磁極. 進(jìn)行實驗:按照課本中的圖進(jìn)行繞線,給螺線管通電,在圖中標(biāo)出通電螺線管的N,S極. 螺線管有兩種繞法,每種繞法電流有兩個方向,如下圖所示.嘗試確定通電螺線管的磁極. 歸納分析:當(dāng)通電螺線管的電流方向改變時,小磁針N極指向也發(fā)生改變. 結(jié)論:說明通電螺線管的極性與電流方向有關(guān). [知識拓展]　通電螺線管外部的磁感線是從螺線管的北極發(fā)出回到南極.但是,在通電螺線管內(nèi)部,磁場方向是從螺線管的南極指向北極.如圖所示. 　　[過渡語]　我們已經(jīng)知道,通電螺線管的極性與電流方向有關(guān),那么有什么樣的具體法則呢? 三、安培定則 師:通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān).當(dāng)電流方向變化時,通電螺線管的磁性也發(fā)生改變.用什么辦法可以很簡便地判定通電螺線管的磁性與電流方向的關(guān)系呢? 生:閱讀課本關(guān)于安培定則的描述,結(jié)合剛才的實驗用右手來判定通電螺線管的磁極. 下面請同學(xué)說出判斷通電螺線管磁極的方法. 生:用右手握螺線管,讓四指指向螺線管中電流的方向,則大拇指所指的那端就是螺線管的N極.如圖所示. [知識拓展]　以通電螺線管正面電流為例,電流方向與螺線管N,S極關(guān)系記憶口訣:電流向上,N極在左;電流向下,N極在右.可簡化為“上左,下右”. 1.電流的磁場,通電導(dǎo)線周圍存在磁場,通電螺線管就是它的應(yīng)用. 2.奧斯特實驗說明了通電導(dǎo)線周圍有磁場,并且磁場方向與電流方向有關(guān). 3.通電螺線管的磁場與條形磁體相似,都有磁極. 4.利用安培定則來判定通電螺線管的磁極. 1.研究“通電導(dǎo)體周圍存在磁場”的實驗如圖所示,以下觀點正確的是 (　　) A.斷電時,靜止的小磁針N極指向地理南極附近 B.通電時,導(dǎo)線周圍真實存在著磁感線 C.法拉第通過此實驗首先發(fā)現(xiàn)電與磁之間存在聯(lián)系 D.要使小磁針偏轉(zhuǎn)方向相反,將電池正負(fù)極對調(diào)即可 解析:斷電時,靜止的小磁針N極指向地理北極附近,A錯誤;磁感線不是真實存在的,是理想模型,B錯誤;奧斯特通過此實驗首先發(fā)現(xiàn)電與磁之間存在聯(lián)系,C錯誤;要使小磁針偏轉(zhuǎn)方向相反,可將電池正負(fù)極對調(diào),D正確.故選D. 2.某同學(xué)為了增強通電螺線管的磁性,下列做法錯誤的是 (　　) A.增加通電螺線管的匝數(shù) B.在通電螺線管中插入鐵芯 C.增大通電螺線管中的電流 D.改變通電螺線管中的電流方向 解析:在相同條件下,增加螺線管的匝數(shù),磁性增強,A正確;在相同條件下插入鐵芯,磁性增強,B正確;在相同條件下,增大電流磁性增強,C正確;改變電流的方向,只能改變通電螺線管的磁極,D錯誤.故選D. 3.如圖所示,將一條形磁體放在小車上,并靠近螺線管.開關(guān)閉合,當(dāng)變阻器滑片向右滑動時,發(fā)現(xiàn)小車也向右運動,則條形磁體的左端為　　　　極,圖中電阻R2的作用是　　　　. 解析:由安培定則可知,螺線管右端為N極,左端為S極.當(dāng)變阻器滑片向右滑動時,小車也向右運動,由同名磁極相互排斥可確定條形磁體的左端為N極.滑動變阻器連入電路中,當(dāng)滑片滑到最小阻值處,電源電壓不變,電流最大,此時R2起到保護電路的作用. 【答案】　N　保護電路 4.如圖,閉合開關(guān)后,標(biāo)出螺線管的N極和S極. 解析:電流由左側(cè)流入,右手握住導(dǎo)線,四指指向電流方向,大拇指指向右方,即電磁鐵的右側(cè)為N極,左側(cè)為S極,答案如圖所示. 【答案】　如圖所示. 1.電流的磁效應(yīng) (1)通電導(dǎo)體周圍存在磁場. (2)磁場的方向跟電流的方向有關(guān). 2.通電螺線管的磁場 (1)通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似. (2)通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān).當(dāng)電流的方向變化時,通電螺線管的極性也發(fā)生改變. (3)安培定則——右手握住螺線管,四指順著電流轉(zhuǎn),拇指指向N極端. 一、教材作業(yè) 【必做題】　 教材第127~128頁動手動腦學(xué)物理的1,2,3,4題. 【選做題】　 教材第128頁動手動腦學(xué)物理的5題. 第3節(jié)　電磁鐵　電磁繼電器 導(dǎo)入一:實驗導(dǎo)入 電與磁之間是有聯(lián)系的,它是由誰發(fā)現(xiàn)的? 回答:奧斯特. 通電螺線管的磁場與條形磁體相似,它的磁極如何來判斷? 回答:利用安培定則. 演示:利用磁鐵吸引大頭針. 師:磁鐵能夠吸引大頭針,那么還有沒有別的物體也能吸引大頭針? 生:通電導(dǎo)線周圍也有磁場,對大頭針也會有力的作用. 　　[過渡語]　螺線管的磁性足以吸引大頭針,但是如果有幾十、數(shù)百斤重的鐵塊,螺線管無能為力,有什么辦法能大大增強螺線管的磁場呢?學(xué)完本節(jié)課,就能解決這個問題. 導(dǎo)入二:情境導(dǎo)入 實驗演示:“小貓釣魚” 師:誰能說出其中的道理? 在實物展示臺上拆開看:魚嘴里有一個鐵釘;魚竿里有一個裝置:“鐵塊+線圈”.通電后能吸引魚,斷電后不能吸引魚. 師:“鐵塊+線圈”是磁鐵嗎?怎樣驗證呢? 　　[過渡語]　其實“鐵塊+線圈”是一個電磁鐵,這節(jié)課我們就來研究一下電磁鐵的性質(zhì),以及電磁鐵磁力的大小與哪些因素有關(guān). 一、電磁鐵 演示實驗:取一根鐵釘,讓它接觸曲別針,發(fā)現(xiàn)不能吸引,將漆包線繞在上面制成線圈,通電后發(fā)現(xiàn)它能夠吸引大頭針了.斷開開關(guān),可以看到大頭針又掉下來了. 問題:這種現(xiàn)象說明了什么? 回答:插入鐵釘?shù)耐娐菥€管具有磁性,并且有電流通過時有磁性,沒有電流時就失去磁性. 把一根導(dǎo)線繞成螺線管,在螺線管內(nèi)插入鐵芯,當(dāng)有電流通過時有磁性.這種磁鐵就叫電磁鐵. 問題:你能總結(jié)出電磁鐵磁性的特點嗎? 回答:電磁鐵有電流通過時有磁性,沒有電流時就失去磁性. 展示電磁鐵在實際應(yīng)用中的圖片及視頻. [知識拓展]　電磁鐵的鐵芯用軟鐵制造,不能用鋼制作.因為軟鐵是軟磁性材料,容易獲得磁性,沒有外部磁場時磁性就會很快消失,磁性保存時間較短.而鋼是硬磁性材料,難獲得磁性,一旦獲得磁性,磁性能夠保存很長時間不退磁,其磁性的強弱就不能用電流的大小來控制,失去電磁鐵應(yīng)有的優(yōu)點. 　　[過渡語]　電磁鐵的磁性強弱受什么因素影響?怎樣才能增強電磁鐵的磁性呢? 二、電磁鐵的磁性 1.電磁鐵的磁性: 思路一 【演示實驗】　按如圖所示組裝實驗器材,記錄鐵塊的位置;閉合開關(guān),記錄鐵塊的位置;從螺線管B端插入鐵芯,記錄此時鐵塊位置.觀察現(xiàn)象,思考說明了什么問題? 【分析總結(jié)】　接通電源,彈簧會伸長,說明通電螺線管周圍有磁場,對鐵塊有引力.插入鐵芯,彈簧會伸得更長,引力增強,說明在通電螺線管中插入鐵芯,可以使磁性增強. 【提出問題】　在實際使用中,我們需要電磁鐵的磁性強弱不同,那么電磁鐵的磁性強弱與哪些因素有關(guān)呢? 【學(xué)生猜想】　電流的大小、線圈匝數(shù)、鐵芯的大小等. 小組討論猜想的合理性. 【設(shè)計實驗】 師:要研究電磁鐵磁性強弱,首先要確定如何判斷其磁性的強弱,那么如何判斷電磁鐵磁性強弱呢? 生:磁性的強弱不同,對磁性物質(zhì)的吸引力大小不同,可以把比較磁性強弱轉(zhuǎn)化成比較吸引大頭針的數(shù)量. 師:如何改變磁性的強弱? 生:利用漆包線繞成一個電磁鐵,利用滑動變阻器改變流過它的電流,從而改變其磁性的強弱. 師:如果要研究電磁鐵磁性強弱與電流大小的關(guān)系,如何進(jìn)行實驗?如何利用實驗研究電磁鐵磁性強弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系? 實驗電路圖: 分析:把兩個線圈匝數(shù)不同的電磁鐵串聯(lián),控制電流相等,可以研究電磁鐵磁性強弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系.調(diào)節(jié)滑動變阻器,改變電路中的電流,可以研究電磁鐵磁性強弱與電流大小的關(guān)系. 學(xué)生分組進(jìn)行實驗,教師巡視指導(dǎo). 【實驗結(jié)論】　在匝數(shù)相同時,通入的電流越大,電磁鐵的磁性越強;電流一定時,外形相同的螺線管,匝數(shù)越多,電磁鐵的磁性越強. 思路二 提出問題:電磁鐵的磁性強弱與哪些因素有關(guān)? 引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的知識和經(jīng)驗提出猜想并說明理由. 對學(xué)生的猜想進(jìn)行歸納:1.線圈的匝數(shù);2.電流的大小;3.有無鐵芯. 師:有這么多變量都可能影響電磁鐵磁性的強弱,那么我們采用什么方法進(jìn)行探究?在探究過程中要注意什么?由于受器材的限制,我們先來探究電流和匝數(shù)這兩個變量對電磁鐵磁性的影響. 將學(xué)生按座位分為A,B兩個大組,分別分配任務(wù),進(jìn)行探究實驗. 請各個小組在制訂計劃時著重思考并討論如下問題: A組: 1.如何改變電磁鐵線圈中電流的大小? 2.如何測量電磁鐵線圈中電流的大小? B組: 1.如何改變電磁鐵線圈的匝數(shù)? 2.當(dāng)線圈匝數(shù)改變時,電磁鐵線圈中的電流也會發(fā)生變化,如何控制線圈中的電流不變呢? 鼓勵學(xué)生大膽說出自己的設(shè)計方案,并對學(xué)生實驗方案進(jìn)行優(yōu)化. 實驗過程: A組過程:保持線圈匝數(shù)不變,移動滑動變阻器的滑片,改變通過線圈中的電流,觀察大鐵釘吸起大頭針的多少. B組過程:保持通過線圈中的電流不變,改變線圈的匝數(shù),觀察大鐵釘吸起大頭針的多少. 實驗記錄表格: 探究影響電磁鐵磁性強弱的因素 小組 次數(shù) 電流 /A 吸引大頭針 的個數(shù)/個 小組 次數(shù) 匝數(shù) /匝 吸引大頭針的個數(shù)/個 A B 　　實驗結(jié)論:電磁鐵的磁性強弱與線圈的匝數(shù)和電流大小有關(guān).匝數(shù)相同,通過電磁鐵的電流越大,它的磁性越強.在電流一定時,外形相同的螺線管,線圈匝數(shù)越多,磁性越強. 2.電磁鐵的應(yīng)用: 視頻展示電磁起重機的工作過程,以及其余使用電磁鐵的地方. 討論:電磁鐵在使用上有什么優(yōu)點? 分析總結(jié): 電磁鐵的優(yōu)點:可以通過通斷電路來控制磁性;可以通過改變電流的強弱控制磁性的強弱;可以通過改變電流的方向來改變磁極的極性. 問題:你能說出一些使用電磁鐵和永磁體的應(yīng)用實例嗎? 回答:電磁鐵的應(yīng)用:電鈴、電話、電磁選礦機、電磁起重機等.永磁體的應(yīng)用:電視機、揚聲器、音響喇叭、收音機、皮包扣等. [知識拓展]　在通電螺線管內(nèi)部插入鐵芯后,鐵芯被通電螺線管的磁場磁化.磁化后的鐵芯變成了一個磁體,這樣由于電磁鐵兩個磁場互相疊加,從而使螺線管的磁性大大增強.為了使電磁鐵的磁性更強,通常將鐵芯制成蹄形.但要注意蹄形鐵芯上線圈的繞向相反,一邊順時針,另一邊必須逆時針.如果繞向相同,兩線圈對鐵芯的磁化作用將相互抵消,使鐵芯不顯磁性. 　　[過渡語]　有些情況下工作環(huán)境十分惡劣,如粉塵多、高壓等環(huán)境,不適合施工人員工作,這就可以發(fā)揮電磁鐵的優(yōu)勢,制成繼電器,你知道電磁繼電器的工作原理嗎? 三、電磁繼電器 播放視頻:巨型機器工作. 在生活中我們經(jīng)?？吹揭恍┐笮蜋C器在工作,如大型吊車,它們的工作電流非常大,直接來控制或操作是很危險的,怎么才能控制這些強大的電流? 電磁繼電器就是利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關(guān).展示電磁繼電器實物,同時利用投影儀介紹電磁繼電器的構(gòu)造. 展示一個利用電磁繼電器的控制電路. 分析總結(jié)電磁繼電器的工作原理: 電磁鐵通電時,把銜鐵吸下來,使D,E接觸,工作電路閉合.電磁鐵斷電時失去磁性,彈簧把銜鐵拉起來,切斷工作電路. 總結(jié)一下,使用電磁繼電器的優(yōu)點: 學(xué)生討論回答:可以利用低電壓、弱電流的通斷,來間接地控制高電壓、強電流的通斷; 可以實行遠(yuǎn)距離控制;低壓控制電路可以使用溫控、光控等傳感器,實行自動控制. [知識拓展]　1.在自制電磁鐵時,應(yīng)選擇鐵釘,不宜選擇鋼釘.在鐵釘?shù)耐饷嫦裙粚蛹?再在紙外側(cè)繞漆包線,鐵釘可以從線圈中抽動,這樣操作方便.2.電磁鐵工作時,線圈電阻較小,電路中電流較大,利用電池進(jìn)行實驗時,連續(xù)工作時間不宜太長. 1.電磁鐵及其磁性強弱的影響因素,使用電磁繼電器控制電路等. 2.電磁鐵磁性強弱與通過電流的大小、線圈的匝數(shù)有關(guān). 3.電磁鐵和普通磁鐵相比磁性的強弱、磁極的改變更容易控制. 4.電磁繼電器可用于低電壓、弱電流控制高電壓、強電流;可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制等. 1.下列裝置中,沒有用到電磁鐵的是 (　　) A.電磁起重機　　　　B.電磁繼電器 C.電鈴 D.電熱毯 解析:電磁鐵利用了電流的磁效應(yīng),電磁起重機、電磁繼電器及電鈴都利用了電磁鐵.電熱毯利用了電流的熱效應(yīng).故選D. 2.下列方法中,不能增強螺線管磁性的是 (　　) A.增加螺線管的匝數(shù) B.在通電螺線管內(nèi)插入鐵棒 C.增大螺線管線圈中的電流 D.增大螺線管本身的直徑 解析:通電螺線管的磁性強弱與電流大小、線圈匝數(shù)等因素有關(guān).在螺線管中間插入鐵芯后就變成了電磁鐵,它的磁性比螺線管的磁性強,增大螺線管本身的直徑不能增強磁性.故選D. 3.小聰同學(xué)在做“探究電磁鐵”實驗中,使用兩個相同的大鐵釘繞制成電磁鐵進(jìn)行實驗,如圖所示,下列說法中正確的是 (　　) A.要使電磁鐵磁性增強,應(yīng)將變阻器的滑動片向右滑動 B.電磁鐵能吸引的大頭針越多,表明它的磁性越強 C.電磁鐵B磁性較強,所以通過它的電流較大 D.若將兩電磁鐵上部靠近,會相互吸引 解析:電磁鐵的磁性強弱與電流大小和線圈匝數(shù)的多少有關(guān).電流越大,線圈匝數(shù)越多,其磁性越強,要使電磁鐵磁性增強,應(yīng)將變阻器滑片向左滑動.磁性的強弱無法用肉眼直接看出來,可以通過它對外表現(xiàn)的性質(zhì)來判斷.在D中,利用安培定則判斷出兩電磁鐵上部的磁極,A,B上端為N極,所以它們相互排斥.電磁鐵B的磁性較強是因為B的線圈匝數(shù)多.A和B兩個電磁鐵是串聯(lián)的,電流大小相同,如果比較A和B磁性強弱,只能比較線圈匝數(shù).故選B. 4.如圖所示,在電磁鐵的正上方用彈簧掛一塊條形磁鐵.當(dāng)開關(guān)閉合后,條形磁鐵與電磁鐵的相互作用為　　　　(填“吸引”或“排斥”).在滑片P從b端滑到a端的過程中,彈簧的長度會變　　　　(填“長”或“短”). 解析:根據(jù)安培定則可以判斷出電磁鐵的磁極,電磁鐵上端為S極,與條形磁鐵下端屬于同名磁極,相互排斥.電磁鐵的磁性強弱與電流有關(guān),電流越大,磁性越強.當(dāng)滑動變阻器的滑片P從b向a移動時,接入電路中的電阻變大,電路中電流減小,磁性變?nèi)?條形磁鐵受到向上的排斥力變小,所以彈簧伸長的長度會變長. 【答案】　排斥　長 1.電磁鐵:通電螺線管中插入鐵芯. 2.電磁鐵的磁性:與電流大小和線圈匝數(shù)有關(guān). 3.電磁繼電器:實現(xiàn)低電壓、弱電流控制高電壓、強電流. 一、教材作業(yè) 【必做題】　 教材第132頁動手動腦學(xué)物理的1,2,3題. 【選做題】　 教材第132頁動手動腦學(xué)物理的4題. 第4節(jié)　電動機 導(dǎo)入一:問題導(dǎo)入 師:我們上課前先來欣賞一些圖片.用多媒體展示電梯、電扇、電動玩具、冰箱等使用電動機的電器,并播放它們由停止到運轉(zhuǎn)的狀態(tài),這些圖片里的東西有什么共同特點. 生甲:它們都是電器. 生乙:它們的運轉(zhuǎn)都需要用到電. 生丙:它們都是靠電動機來轉(zhuǎn)動的. 師:這些同學(xué)說得都很好.(用課件形式顯示幾種機器如電扇、電梯、電冰箱的結(jié)構(gòu)圖,并圈出電動機的位置.)這些機器都有一個很重要的設(shè)備——電動機. 　　[過渡語]　為什么給電動機通電,它就能轉(zhuǎn)動呢?電動機工作的原理是怎樣的呢?這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)有關(guān)電動機的知識. 導(dǎo)入二:情境導(dǎo)入 多媒體視頻 展示各種電動機,了解電動機在實際中的應(yīng)用.比如機床、電力機車、洗衣機、風(fēng)扇等. 學(xué)生觀察各種圖片,知道電動機在生活中應(yīng)用非常廣泛! 展示一個小電動機,給電動機通電,可以看到電動機能轉(zhuǎn)動. 思考:電動機工作時輸入了什么能?獲得了什么能? 回答:電動機工作時需要消耗電能,輸出機械能,工作時把電能轉(zhuǎn)化為機械能. 　　[過渡語]　電動機為什么能轉(zhuǎn)動?學(xué)了這節(jié)內(nèi)容,你的疑問就迎刃而解了. 一、磁場對通電導(dǎo)線的作用 思路一 提出問題:磁體在磁場中會受力的作用,磁體間通過磁場相互作用,那么通電導(dǎo)線周圍存在磁場,它是否會受到力的作用呢? 猜想:通電導(dǎo)線在磁場中會受到力的作用. 設(shè)計實驗:在磁場中放一通電直導(dǎo)線,觀察直導(dǎo)線是否受力運動. 進(jìn)行實驗:連接電路,快速閉合開關(guān)再斷開,觀察現(xiàn)象. 現(xiàn)象:閉合開關(guān),直導(dǎo)線會運動.說明通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用. 問題:通電導(dǎo)體在磁場中運動方向是固定的嗎?可能與什么因素有關(guān)? 回答:運動方向不固定.通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用,作用方向可能與電流方向有關(guān),也可能與磁場方向有關(guān). 演示實驗:在前面實驗基礎(chǔ)上,只改變電流方向,再改變磁場方向.觀察導(dǎo)體的運動方向. 分析總結(jié):當(dāng)通電導(dǎo)線中的電流方向改變或磁場方向改變,通電導(dǎo)線的受力方向會發(fā)生改變,若同時改變電流方向和磁場方向,受力方向不變. 如果把一個通電的線框放到磁場中,它會怎樣運動呢? 演示:如圖所示,利用此裝置進(jìn)行演示實驗,發(fā)現(xiàn)線圈轉(zhuǎn)動了起來. 討論:為什么線圈是轉(zhuǎn)動而不是直線運動呢? 討論總結(jié):由于線圈兩邊的導(dǎo)線中的電流方向不一樣,所以它們受到力的方向也就不一樣,受到方向相反的力,所以轉(zhuǎn)動起來. 學(xué)生分組實驗:“讓線圈轉(zhuǎn)起來”,提醒學(xué)生刮漆包線的方法及位置. 注意:線圈兩端的漆包線,一端的絕緣漆全部刮掉,另一端只刮半周.可以看到線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動起來. [知識拓展]　小圓圈“○”表示導(dǎo)體的橫截面,“☉”表示感應(yīng)電流方向垂直紙面向外,“”表示感應(yīng)電流方向垂直紙面向里.同理,磁場、電場也可以用、?表示垂直紙面向外向內(nèi)的方向. 思路二 教師:先讓我們一起來回憶一下奧斯特電生磁的實驗.哪位同學(xué)可以敘述一下奧斯特的實驗過程及結(jié)果? 學(xué)生:丹麥物理學(xué)家奧斯特在做實驗時偶然發(fā)現(xiàn)當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時,它附近的磁針指向發(fā)生偏轉(zhuǎn),這個意外的現(xiàn)象引起了奧斯特極大的興趣,他又繼續(xù)做了許多實驗,終于證實了電流的周圍存在著磁場. 教師:回答得很好.讓我們一起回過頭來看看奧斯特的實驗(用多媒體課件展示奧斯特實驗).奧斯特是用一根小磁針放在通電導(dǎo)線的旁邊發(fā)現(xiàn)了小磁針會受到力的作用,而且電流方向改變,小磁針的轉(zhuǎn)動方向也改變.那么我們反過來想一下,假如通電導(dǎo)線放在磁場中會不會也受到磁場的作用力呢? 學(xué)生:我想會.因為奧斯特的實驗證明了通電導(dǎo)線可以產(chǎn)生磁場,而且我們也知道通電螺線管產(chǎn)生的磁場相當(dāng)于一個條形磁鐵的磁場.那么把通電導(dǎo)線放在磁場中就相當(dāng)于把兩個磁鐵放在一起,肯定會有力的作用.因為兩個磁體之間是可以相吸或相斥的. 教師:這個同學(xué)的猜想聽起來很有道理,但是是否正確呢?我們應(yīng)該怎樣去判斷? 學(xué)生:用實驗去驗證. 教師:我們應(yīng)該怎樣去設(shè)計這個實驗?zāi)?請同學(xué)們討論一下,給出一個比較好的方案來. 生甲:因為考慮到是要驗證通電導(dǎo)線在磁場中有沒有受到力的作用.所以我們想到實驗必須有一條通電的導(dǎo)線,選擇器材時就應(yīng)該有導(dǎo)線,電源和開關(guān);另外還要有提供磁場的條形磁鐵.把通電導(dǎo)線放在磁場中看它能不能受到力的作用. 生乙:我們的方案和他們的大致相同.但是我們覺得用U形磁鐵可能更好些,因為U形磁鐵內(nèi)的磁場集中些.還有我們覺得那根通電導(dǎo)線最好能用一個支架把它支起來,使它可以自由地轉(zhuǎn)動,這樣才能更好地觀察. 教師:同學(xué)們設(shè)計的方案都很好,特別是這組的同學(xué)考慮得非常全面,而且有根有據(jù).那么同學(xué)們看看我的這套實驗儀器能不能驗證你們的猜想呢?像剛才那位同學(xué)說的,為了使通電導(dǎo)線能自由地擺動,我們給它做了個導(dǎo)軌.導(dǎo)線ab放在磁場里,我們把開關(guān)合上,請同學(xué)們認(rèn)真觀察這根導(dǎo)線看它會怎么樣? 學(xué)生:導(dǎo)線運動了. 教師:這個實驗說明了什么問題? 學(xué)生:說明了導(dǎo)線在磁場中可以運動. 教師:能不能說得更完善一些. 生甲:應(yīng)該是通電導(dǎo)線在磁場中可以運動. 生乙:說明了通電導(dǎo)線在磁場中會受到力的作用,沒有力的作用導(dǎo)線就不會運動. 教師:這位同學(xué)總結(jié)得很好,得到的結(jié)論也比較全面.剛才我們用實驗驗證了猜想,實驗現(xiàn)象也很明顯,導(dǎo)線運動了,而且是向右運動的.那么同學(xué)們再思考一下,奧斯特改變電流方向,小磁針的轉(zhuǎn)動方向也改變了,我們這里的導(dǎo)線是不是永遠(yuǎn)向右運動的呢?怎么樣去驗證你的想法. 生甲:可以改變電流的方向來看看導(dǎo)線的運動方向有沒有改變. 生乙:可以保持電流方向不變,改變磁場方向來看看導(dǎo)線的運動方向有沒有改變. 教師:那我們再用實驗來驗證這些同學(xué)的想法.先改變電流方向,示意學(xué)生看現(xiàn)象;然后保持原來的電流方向不變,再改變磁場方向.同學(xué)們觀察到了什么現(xiàn)象?說明了什么? 生甲:看到導(dǎo)線的運動方向改變了,說明改變電流或者磁場的方向,通電導(dǎo)線的運動方向也會改變. 生乙:換句話說就是通電導(dǎo)線受到磁場力的方向跟電流和磁場的方向都有關(guān)系. 師:剛才我們是把一根通電導(dǎo)線放在磁場中發(fā)現(xiàn)它會受到力的作用.那么如果我們把整個線圈放到磁場中,又會怎么樣呢? 學(xué)生:觀察到線圈轉(zhuǎn)動了起來. 教師:同學(xué)們可以討論一下:為什么線圈是轉(zhuǎn)動而不是直線運動呢? 學(xué)生:由于導(dǎo)線兩邊的電流方向不一樣,它們受到的力的方向也就不一樣,就像一個框被相反的力扭動一樣,所以只能是轉(zhuǎn)動的. 教師:總結(jié)得很好.我們開頭講的電動機的原理就是這樣的,是用電來使線圈轉(zhuǎn)動,然后帶動機器轉(zhuǎn)動的.下面我們就來做個“小小電動機”實驗,看看電動機是怎樣轉(zhuǎn)起來的.同學(xué)們思考一下電動機為什么能不停地轉(zhuǎn)動?我們的實驗器材有什么特別的地方? 學(xué)生:我們的線圈引線的兩端都只是把一半的漆皮刮去. [知識拓展]　左手定則:如圖所示,伸開左手,使拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌在同一平面內(nèi).讓磁感線從掌心進(jìn)入,并使四指指向電流的方向,這時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向. 　　[過渡語]　同學(xué)們想一下,為什么只是把一半的漆皮刮去,假如把兩端漆皮全部都刮去的話,又會怎么樣呢? 二、電動機的基本構(gòu)造 如果把線圈兩端的絕緣漆全部刮去,會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢? 演示:接通電源,小線圈在磁場中發(fā)生轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)到某位置擺動幾下就不動了. 討論:為什么線圈不能持續(xù)轉(zhuǎn)下去? 學(xué)生對照圖片,從力的角度對線圈進(jìn)行分析:當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場垂直時,線圈受到磁場的作用力方向相反,大小相等,并且在同一直線上,所以這兩個力是一對平衡力.線圈保持平衡狀態(tài). 教師:本實驗中線圈靜止時所處的位置叫平衡位置.如何讓線圈轉(zhuǎn)過平衡位置后,受力方向發(fā)生改變而持續(xù)轉(zhuǎn)動呢? 學(xué)生思考回答:線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時改變線圈中電流方向或磁場方向. 在“讓線圈轉(zhuǎn)起來”的實驗中,線圈只有半圈有電流,如果在平衡位置時改變電流方向即可實現(xiàn)轉(zhuǎn)動.那么如何能及時改變電流方向呢? 展示直流電動機模型.請大家閱讀課本上有關(guān)換向器工作原理的內(nèi)容,思考換向器是如何改變線圈中的電流的.換向器在電動機中起什么作用. 學(xué)生閱讀課本,了解換向器的工作原理:換向器是當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時,改變線圈中電流的方向,使線圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動. 展示一個實際電動機,觀察其結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)實際的電動機有多匝線圈,每個線圈都接在一對換向片上,以保證每個線圈在轉(zhuǎn)動的過程中受力的方向都能使它朝同一方向轉(zhuǎn)動. 實際電動機的結(jié)構(gòu)主要是由能夠轉(zhuǎn)動的線圈和固定不動的磁體.在電動機里,能夠轉(zhuǎn)動的部分叫轉(zhuǎn)子,固定不動的部分叫定子. 展示一個微型吊扇,拆開風(fēng)扇罩子,可以看到內(nèi)部結(jié)構(gòu),它也是由線圈及磁體組成的,磁體位置固定不變,線圈在繞磁體轉(zhuǎn)動. 　　 [知識拓展]　換向器的構(gòu)造:兩個銅半環(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.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)動時,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)動下去了. 換向器的作用:當(dāng)線圈剛剛轉(zhuǎn)過平衡位置時,換向器能自動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. 1.磁場對通電導(dǎo)線有力的作用,作用的方向與電流方向、磁場方向有關(guān),當(dāng)電流方向或磁場方向改變,作用的方向改變;若同時改變,作用方向不變. 2.電動機是利用磁場對通電導(dǎo)線的作用來工作的,它把電能轉(zhuǎn)化為機械能. 3.電動機的線圈在磁場中能持續(xù)轉(zhuǎn)動是靠換向器,當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時,換向器能自動改變線圈中電流的方向. 1.(2015廣州中考)如圖所示,線圈abcd位于磁場中,K與1接通時,ab段導(dǎo)線受磁場力F的方向向上;當(dāng)K改為與2接通時,ab段導(dǎo)線受磁場力(　　) A.方向向下 B.方向向上 C.為零,因為電源反接 D.為零,因為電路一定是斷路 解析:改變開關(guān)K的位置,改變了電流方向.只調(diào)換磁極或只改變電流方向可以改變通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向,所以按照題意,ab段導(dǎo)線受力方向與原來相反.故選A. 2.某實驗小組組裝了一個直流電動機模型,接通電源后電動機不轉(zhuǎn),用手撥動一下線圈(轉(zhuǎn)子)后,線圈轉(zhuǎn)子就正常轉(zhuǎn)動起來,則該電動機模型開始時不轉(zhuǎn)的原因可能是 (　　) A.線圈內(nèi)部斷路 B.電刷與換向器接觸不良 C.磁體的磁性不強,或線圈中電流不夠大 D.線圈正好處于平衡位置 解析:電動機開始不轉(zhuǎn),撥動一下后又轉(zhuǎn)了,說明線圈本身沒有問題,所以線圈內(nèi)部沒有斷路,A錯誤;電刷與換向器接觸不良,磁體的磁性不強,或線圈中電流不夠大都不能使線圈正常轉(zhuǎn)動,B,C錯誤;當(dāng)線圈位于平衡位置時,它受力平衡,當(dāng)用力使線圈偏離平衡位置后,線圈開始轉(zhuǎn)動,D正確.規(guī)律:電動機線圈不轉(zhuǎn)主要有以下幾個原因:導(dǎo)線接觸不良;線圈剛好位于平衡位置;磁體的磁性不強;線圈中電流不夠大等.故選D. 3.線圈abcd轉(zhuǎn)動過程中經(jīng)過圖甲、乙位置時,導(dǎo)線ab所受磁場力的方向 (　　) A.相反,是由于磁場方向相反 B.相反,是由于流過ab的電流方向相反 C.相同,是由于磁場方向、流過ab的電流方向都改變了 D.相同,是由于磁場方向、流過ab的電流方向都沒改變 解析:對比甲、乙兩圖可以看出,甲圖中ab位置與乙圖中cd位置相同,電流方向也相同,在甲圖中ab段電流從b向a,在乙圖中cd段電流從c向d,在線圈中電流流向是沿著abcd的方向,即乙圖中的ab段導(dǎo)線電流方向從a流向b.甲、乙兩圖中流過ab的電流方向反了,磁場方向不變,所以受力方向相反.所以A,C,D錯誤.故選B. 4.將一根直導(dǎo)線放在靜止的小磁針上方,通電后小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),這表明通電直導(dǎo)線周圍存在　　　　.如圖所示裝置,通電瞬間直導(dǎo)線向左擺動,這表明　　　　對通電導(dǎo)線有力的作用;若要使直導(dǎo)線向右擺動,應(yīng)如何操作?　　　　　　　　.根據(jù)此現(xiàn)象的原理可以制成　. 解析:通電導(dǎo)線周圍存在磁場,這是奧斯特實驗得到的結(jié)論,并且通電導(dǎo)線周圍的磁場方向與電流方向有關(guān).磁場對通電導(dǎo)線有力的作用,使直導(dǎo)線運動,直導(dǎo)線所受力的方向與電流方向和磁場方向有關(guān).要使直導(dǎo)線的運動方向相反,可以改變磁場方向或改變直導(dǎo)線中的電流方向,只要改變其中一項即可,不能同時改變.根據(jù)通電導(dǎo)線在磁場中受力的作用可以制成電動機. 【答案】　磁場　磁場　改變流過直導(dǎo)線的電流方向或?qū)Q磁鐵的兩個磁極　電動機 1.磁場對通電導(dǎo)線有力的作用 2.通電導(dǎo)線在磁場中受力的方向跟電流方向和磁感線方向有關(guān) 3.電動機的基本構(gòu)造:轉(zhuǎn)子和定子 4.換向器的作用:每當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時,自動改變線圈中電流的方向 5.電動機分類:直流電動機和交流電動機 6.電動機優(yōu)點:構(gòu)造簡單、控制方便、體積小、效率高、污染小 一、教材作業(yè) 【必做題】　 教材第137頁動手動腦學(xué)物理的1,2,3題 【選做題】　 教材第137頁動手動腦學(xué)物理的4題 第5節(jié)　磁生電 導(dǎo)入一:情景導(dǎo)入 重做奧斯特實驗,請同學(xué)們觀察后回答: 問題1:此實驗叫什么實驗? 回答1:奧斯特實驗. 問題2:奧斯特實驗揭示了一個什么現(xiàn)象? 回答2;電流周圍存在磁場,電流的磁場方向跟電流方向有關(guān). 教師:電流周圍存在磁場,即電能生磁.那么逆向思維將會怎么樣?指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本第一段話,然后說一說自己想了解什么問題. 　　[過渡語]　這節(jié)課我們就用實驗來探究磁能否生電.我們先設(shè)計實驗,從實驗需要的器材、實驗條件、實驗操作入手來展開學(xué)習(xí). 導(dǎo)入二:問題導(dǎo)入 問題1:由奧斯特實驗可知,當(dāng)導(dǎo)線中有電流時,小磁針會轉(zhuǎn)動,那么反過來,如果我們讓小磁針轉(zhuǎn)動,導(dǎo)線中會不會有電流產(chǎn)生呢? 問題2:通電導(dǎo)線在磁場中會受到力的作用,從而使導(dǎo)線發(fā)生運動,那么反過來,如果讓導(dǎo)線在磁場中先運動,導(dǎo)線中會不會產(chǎn)生電流呢? 　　[過渡語]　學(xué)了這節(jié)內(nèi)容,你的疑問就迎刃而解了. 一、什么情況下磁能生電 思路一 【實驗】　按照課本所示裝置,探究在什么情況下才能產(chǎn)生電流. 1.讓直導(dǎo)線在蹄形磁體的磁場中靜止,換用不同強度的磁體,觀察到電流表指針不偏轉(zhuǎn); 2.讓直導(dǎo)線在蹄形磁體中上、下運動,觀察到電流表指針不偏轉(zhuǎn),說明沒有產(chǎn)生電流; 3.將直導(dǎo)線在磁場中左右運動,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明導(dǎo)線中產(chǎn)生了電流. 4.將直導(dǎo)線在磁場中斜著運動,電流表指針也發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明導(dǎo)線中產(chǎn)生了電流. 【結(jié)論】　如果導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動,導(dǎo)體中就會產(chǎn)生電流,我們把這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流. [知識拓展]　電磁感應(yīng)現(xiàn)象是一種“暫態(tài)”現(xiàn)象,只有當(dāng)線圈中的磁場發(fā)生變化時,才會產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,靈敏電流計的指針才會發(fā)生偏轉(zhuǎn).如果線圈中的磁場穩(wěn)定不變,就沒有電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生,靈敏電流計的指針也就不會發(fā)生偏轉(zhuǎn).也就是說,靈敏電流計的偏轉(zhuǎn)只發(fā)生在磁鐵插入或抽出線圈的這一瞬間,一旦磁鐵插入線圈靜止不動,靈敏電流計的指針就會回到零刻度處. 　　[過渡語]　電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的電流是短暫的,怎樣讓電流持續(xù),能被我們利用呢? 　　思路二 1.實驗?zāi)康?探索磁能否生電,怎樣使磁生電? 2.實驗器材:蹄形磁體、電流表、導(dǎo)線、粗直導(dǎo)線、鐵架臺、細(xì)線等. 分析:根據(jù)研究的對象,需要有磁體和導(dǎo)線;檢驗電路中是否有電流需要有電流表;控制電路必須有開關(guān). 3.實驗步驟 分析:電能生磁,反過來,我們可以把導(dǎo)體放在磁場里觀察是否產(chǎn)生電流.那么,導(dǎo)體應(yīng)怎樣放在磁場中呢?是平放?豎放?斜放?導(dǎo)體在磁場中是靜止?還是運動?怎樣運動?另外磁場的強弱對實驗有沒有影響? 下面我們依次對這幾種情況逐一進(jìn)行實驗,探索在什么條件下導(dǎo)體在磁場中產(chǎn)生電流. (1)把閉合電路的部分導(dǎo)體置于磁場中,保持導(dǎo)體與磁場相對靜止; (2)更換強磁體,增強磁場,仍保持導(dǎo)體與磁場相對靜止; (3)使閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中