第三节 磁场对电流的作用
一、提出问题,引入磁场对通电导线的作用.
演示电动机的转动工作过程,提出问题:电流通过电动机,电动机就转动起来.电动机转动的原理是什么?
还可以再次演示奥斯特实验,或者是让学生表述奥斯特实验结果,启发学生逆向思考,电流对磁体有力的作用,反过来,磁体对电流有无力的作用呢?
二、演示通电直导线在磁场中受到力的作用.
介绍实验装置,要让学生明确实验研究的对象是通电后可滚动的直导体.因此,集中注意力观察直导体的运动状态的改变.根据力是改变物体运动状态的原因,说明通电导体在磁场受到力的作用.
演示通电直导线在磁场中受到力的方向跟磁场、电流的方向有关.
在演示教材172页实验1的基础上,磁场方向不变,改变电流方向,看金属直导体向哪个方向滚动;电流方向不变,改变磁场方向,看金属直导体向哪个方向运动;同时改变电流方向、磁场方向,看金属直导体向哪个方向运动.通过上述三次实验,归纳出磁场对通电导线作用力的方向跟电流方向和磁场方向有关.
三、归纳、概括
在教学环节的处理上,应在本课本1、2两个实验事实的归纳、概括,并得出结论的基础上,提出问题,启发学生思考.即把一个通电的线圈放在磁场里,线圈会怎样运动?这一问题的提出有三个目的.一是检查学生对刚刚学过的知识用于解决实际问题的能力;二是检查学生能否把二力平衡、惯性,以及刚学到的知识综合起来分析问题;三是用实验来验证学生的判断,从而让学生明白,一个正确的判断,不仅要有理论依据,而且还要有实验事实来证明.这样处理,能收到寓思想、观点、方法于引导学生探索物理知识的教学之中.
四、演示
演示教材173页实验3看到通电线圈在磁场转动.接通电源的线圈在磁场里发生转动,但转动不能持续下去,摆几下便停在图12-7乙所使位置.
提出问题:
怎样解释线圈在磁场里发生转动,怎样解释线圈停止在与磁场方向垂直的位置不动?
组织学生阅读教材173页课文,分析、讨论得出结论.组织学生讨论“通电导体和通电线圈在磁场里受到的力的作用而发生转动时”能量转化的关系.
五、组织学生讨论
讨论“通电线圈转到图12-7所示的平衡位置时,不是立即停下来,而是在平衡位置摆动几下才停下来”的原因.达到复习惯性知识的目的.
六、板书设计
第三节 磁场对电流的作用
1. 通电导体在磁场中受到力的作用,磁场力的方向跟电流方向和磁场方向有关系.
2. 通电线圈在磁场中受到力的作用,在磁场力的作用下,绕着转轴转动.
3. 通电导体和通电线圈在磁场力作用下运动时,电能转化为机械能.
复习相关知识并提问:
1.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生()作用,磁体间的相互作用就是通过()发生的.
2.将一根导线平行地放在静止的小磁针上方,当导线通电时,发现小磁针(),说明电流周围存在().
演示实验:
演示直流电动机通电转动
提出问题:
1、电动机为什么会转动呢?
2、奥斯特实验证明了什么?
通电导体周围存在磁场,并通过磁场使小磁针偏转,即电流对磁体有力的作用.
启发学生:
磁场对电流有没有力的作用呢?
实验:
实验1
(1)介绍实验装置,并连接好.渗透设计思想,明确实验研究对象是铜棒.
(2)让学生明确实验目的,即磁场能否让通电后的铜棒运动.
(3)实验条件逐步演示并观察实验现象,完成记录表格.
1 |
静止的铜棒通电后发生什么现象?原因是什么? |
运动受力 |
2 |
铜棒的运动方向、电流的方向和磁感线方向的角度关系? |
互相垂直 |
3 |
不改变磁场方向而改变电流的方向,铜棒运动方向如何? |
改变方向 |
4 |
不改变电流的方向,而改变磁场方向,铜棒运动方向怎样? |
改变方向 |
(4)学生根据实验现象,分析得出结论.
通电导体在磁场中受到力的作用.力的方向,电流的方向和磁场线的方向互相垂直.通电导体在磁场里受力的方向跟电流的方向和磁感线的方向有关.
2.实验
(1)提出问题,如果将铜棒换成线圈放在磁场中,将会发生什么现象?
学生能够回答线圈在磁场中转动.
(2)演示通电线圈在磁场中的直观模型.
线圈能够在磁场中转动,但不能持续转动.
(3)①线圈为什么在图甲位置转动起来?②在图乙位置能够保持平衡?
(4)讲解线圈在磁场中转动情况及原因.
①线圈在图甲位置的ab和cd边受力方向相反且不在一条直线上,所以会转动.
②线圈在图乙位置时,ab和cd边受力大小相等,方向相反,在一条直线上,受平衡力作用,所以能保持平衡.
总结:
(1)电磁感应现象的实质是什么?
机械能转化为电能.
(2)“磁场对电流的作用”现象和“电磁感应”现象相比较
通电导体和通电线圈在磁场里受力而运动,其能量转化关系怎样?