第十二章 电和磁(二)

1、第十二章 电和磁(二)湖北宜昌市教研室 熊春玲作者 ： 宜昌市第十三中学 齐克军宜昌市第九中学 石学钟第一节 电磁感应(一)教学目的1.知道电磁感应现象及其产生的条件。 2.知道感应电流的方向与哪些因素有关。 3.培养学生观察实验的能力和从实验事实中归纳、概括物理概念与规律的能力。(二)教具蹄形磁铁46块，漆包线，演示用电流计，导线若干，开关一只。(三)教学过程 1.由实验引入新课 重做奥斯特实验，请同学们观察后回答： 此实验称为什么实验？它揭示了一个什么现象？ (奥斯特实验。说明电流周围能产生磁场) 进一步启发引入新课： 奥斯特实验揭示了电和磁之间的联系，说明电可以生磁，那么，我们可不可以反

2、过来进行逆向思索：磁能否生电呢？怎样才能使磁生电呢？下面我们就没着这个猜想来设计实验，进行探索研究。 2.进行新课 (1)通过实验研究电磁感应现象 板书：一、实验目的：探索磁能否生电，怎样使磁生电。 提问：根据实验目的，本实验应选择哪些实验器材？为什么？ 师生讨论认同：根据研究的对象，需要有磁体和导线；检验电路中是否有电流需要有电流表；控制电路必须有开关。 教师展示以上实验器材，注意让学生弄清蹄形磁铁的N、S极和磁感线的方向，然后按课本图12-1的装置安装好(直导线先不要放在磁场内)。 进一步提问：如何做实验？其步骤又怎样呢？ 我们先做如下设想：电能生磁，反过来，我们可以把导体放在磁场里观察是

3、否产生电流。那么导体应怎样放在磁场中呢？是平放？竖放？斜放？导体在磁场中是静止？还是运动？怎样运动？磁场的强弱对实验有没有影响？下面我们依次对这几种情况逐一进行实验，探索在什么条件下导体在磁场中产生电流。 用小黑板或幻灯出示观察演示实验的记录表格。 次序实验条件电流表指针反应1置闭合电路的部分导体于磁场中，且保持导体与磁场相对静止2更换强磁体，增强磁场，仍保持导体与磁场相对静止3使闭合电路的一部分导体在磁场中上下运动4使闭合电路的一部分导体在磁场中左右运动5使闭合电路的一部分导体在磁场中斜着运动 教师按实验步骤进行演示，学生仔细观察，每完成一个实验步骤后，请学生将观察结果填写在上面表格里。 实

4、验完毕，提出下列问题让学生思考： 上述实验说明磁能生电吗？(能) 在什么条件下才能产生磁生电现象？(当闭合电路的一部分导体在磁场中左右或斜着运动时) 为什么导体在磁场中左右、斜着运动时能产生感应电流呢？ (师生讨论分析：左右、斜着运动时切割磁感线。上下运动或静止时不切割磁感线，所以不产生感应电流。) 通过此实验可得出什么结论？ 学生归纳、概括后，教师板书： 实验表明：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。 教师指出：这就是我们本节课要研究的主要内容-电磁感应现象。 板书课题：第一节 电磁感应 讲述：电磁感应现象是英国的物

5、理学家法拉第发现的。他经过十年坚持不懈的努力，才发现了这一现象。这种热爱科学、坚持探索真理的可贵精神，值得我们学习。这一现象的发现进一步揭示了电和磁之间的联系，导致了发电机的发明，开辟了电的时代，所以电磁感应现象的发现具有划时代的意义。 (2)研究感应电流的方向 提问：我们知道，电流是有方向的，那么感应电流的方向是怎样的呢？它的方向与哪些因素有关呢？请同学们观察下面的实验。 演示实验：保持上述实验装置不变，反复改变磁场方向或改变导体在磁场中的运动方向，请同学们观察到了什么现象？ (磁场方向、导体运动方向变化时，指针偏转的方向也发生变化，即电流的方向也随着变化)。 通过这一现象我们可以得出什么样

6、的结论呢？ 学生归纳、概括后，老师板书： 二、导体中感应电流的方向跟导体运动方向和磁感线方向有关。 (3)研究电磁感应现象中能的转化 教师提出下列问题，引导学生讨论回答： 在电磁感应现象中，导体作切割磁感线运动，是什么力做了功呢？(外力) 它消耗了什么能(机械能) 得到了什么能(电能) 在电磁感应现象名实现了什么能与什么能之间的转化？(机械能与电能的转化) 板书：三、在电磁感应现象中，机械能转化为电能 3.小结 在这节课中，我们采用了什么方法，探索研究了哪几个问题？ 4.布置作业 课本上的练习1、2题。(四)说明 1.这节课的关键是设计并做好演示实验，实验的可见度要大。有条件的学校可改做学生实

7、验或用幻灯演示。 2.要在学生观察实验的基础上，提出明确的问题，让学生积极思考、讨论，并对实验现象加以归纳、概括，培养学生从实验事实中归纳、概括出物理概念和规律的能力。第四节 磁场对电流的作用(一)教学目的 1.知道磁场对通电导体有作用力。 2.知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感线方向有关，改变电流方向或改变磁感线方向，导体的受力方向随着改变。 3.知道通电线圈在磁场中转动的道理。 4.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动，是消耗了电能，得到了机械能。 5.培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。(二)教具 小型直流电动机一台，学生用电源一台，大蹄形磁铁一块，干电池一

8、节，用铝箔自制的圆筒一根(粗细、长短与铅笔差不多)，两根铝箔条(用透明胶与铝箔筒的两端相连接)，支架(吊铝箔筒用)，如课本图12-10的挂图，线圈(参见图12-2)，抄有题目的小黑板一块(也可用投影片代替)。(三)教学过程 1.引入新课 本章主要研究电能；第一节和第二节我们研究了获得电能的原理和方法，第三节我们研究了电能的输送。电能输送到用电单位，要使用电能，这就涉及到用电器，以前我们研究了电灯、电炉、电话等用电器，今天我们要研究另一种用电器-电动机。 出示电动机，给它通电，学生看到电动机转动，提高了学习兴趣。 提问：电动机是根据什么原理工作的呢？ 讲述：要回答这个问题，还得请同学们回忆一下奥

9、斯特实验的发现-电流周围存在磁场，电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力(如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动)。根据物体间力的作用是相互的，电流对磁体施加力时，磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。 2.进行新课 (1)通电导体在磁场里受到力的作用 板书课题：第四节 磁场对电流的作用 介绍实验装置，将铝箔筒两端的铝箔条吊挂在支架上，使铝箔筒静止在磁铁的磁场中(参见课本中的图12-9)。用铝箔筒作通电导体是因为铝箔筒轻，受力后容易运动，以便我们观察。 演示实验1：用一节干电池给铝箔筒通电(瞬时短路)，让学生观察铝箔筒的运动情况，并回答小黑板上的题1：给静止在磁场中的铝箔

10、筒通电时，铝箔筒会_，这说明_。 板书：1.通电导体在磁场中受到力的作用。 (2)通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关 教师说明：下面我们进一步研究通电导体在磁场里的受力方向与哪些因素有关。 演示实验2：先使电流方向相反，再使磁感线方向相反，让学生观察铝箔筒运动后回答小黑板上的题2：保持磁感线方向不变，交换电池两极以改变铝箔筒中电流方向，铝箔筒运动方向会_，这说明_。保持铝箔筒中电流方向不变，交换磁极以改变磁感线方向，铝箔筒运动方向会_，这说明_。 归纳实验2的结论并板书：2.通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。 (3)磁场对通电线圈的作用 提问：应用上面

11、的实验结论，我们来分析一个问题：如果把直导线弯成线圈，放入磁场中并通电，它的受力情况是怎样的呢？ 出示方框线圈在磁场中的直观模型(磁极用两堆书代替)，并出示如课本上图12-10的挂图(此时，图中还没有标出受力方向)。 引导学生分析：通电时，图甲中ab边和cd边都在磁场中，都要受力，因为电流方向相反，所以受力方向也肯定相反。提问：你们想想看，线圈会怎样运动呢？ 演示实验3：将电动机上的电刷、换向器拆下(实质是线圈)后通过，让学生观察线圈的运动情况。 教师指明：线圈转动正是因为两条边受力方向相反，边说边在挂图上标明ab和cd边的受力方向。 提问：线圈为什么会停下来呢？ 利用模型和挂图分析：在甲图位

12、置时，两边受力方向相反，但不在一条直线上，所以线圈会转动。当转动到乙图位置时，两边受力方向相反，且在同一直线上，线圈在平衡力作用下保持平衡而静止。 板书结论：3.通电线圈在磁场中受力转动，到平衡位置时静止。 (4)讨论 教材中的"想想议议"。 小黑板上的题3：通电导体在磁场中受力而运动是消耗了_能，得到了_能。 3.小结：板书的四条结论。 4.作业(思考题)：电动机就是根据通电线圈在磁场中受力而转动的道理工作的。但实际制成电动机时，还有些问题需要我们解决，比如：通电线圈不能连续转动，而实际电动机要能连续转动，这个问题同学们先思考，下节我们研究。(四)说明 1.受力方向与电流

13、方向和磁感线方向垂直，这一点不能从实验直接得到(因为运动方向并不一定是受力方向)，且与后面学习联系不大，本教案没讲这一点。 2.教案最后的思考题是为下节学习作准备。第五节 直流电动机(一)教学目的1.知道直流电动机的原理和主要构造。 2.知道换向器在直流电动机中的作用。 3.了解直流电动机的优点及其应用。 4.培养学生把物理理论应用于实际的能力。(二)教具 如课本图12-10的挂图和模型，两个箭头标志(可用饮料盒铝片制作)，自制直流电动机模型(参见图12-2)，直流电动机原理挂图一幅，小型直流电动机一台，学生电源一台。(三)教学过程 1.复习 提问：上节课我们做实验给磁场中的导体通电，发现了什

14、么？(学生回答：通电导体在磁场中受力)。 提问：这个力的方向与哪两个因素有关？(学生回答之后，教师强调：改变电流方向，或改变磁感线方向，导体受力方向就随着改变) 提问：出示如课本12-10甲的挂图和模型，根据上面的结论，通电线圈在磁场中是怎样受力的？(学生回答：ab边受力向上，cd边受力向下) 提问：这个现象中能量是怎样转化的？(学生回答：电能转化为机械能) 2.引入新课 教师陈述：电动机就是利用通电线圈在磁场中受力而转动的现象制成的，它将电能转化成机械能。下面我们来研究电动机是如何利用上述现象制成的，当然，我们先讨论最简单的一种电动机-直流电动机。给出直流电动机定义，并板书： 第五节 直流电

15、动机 3.进行新课 (1)使磁场中的通电线圈能连续转动的办法 很多同学可能马上想到通电线圈在磁场中不能连续转动(转到平衡位置要停下来)，而实际的电动机要连续转动。怎样解释这个问题呢？(此处可告诉学生把理论用于实际需要再付出很多劳动，还可简介各国对理论应用于实际的重视，以培养学生对应用科学的兴趣)要解决这个问题，我们还得进行深入研究。 提问：在上节课的演示实验中，线圈转到平衡位置时是立即停止吗？为什么它不立即停止？(学生答：由于惯性线圈会稍转过平衡位置) 提问：转过平衡位置后，为什么它又转回来呢？(利用模型分析：转过平衡位置后，ab边受力仍朝上，cd边受力仍朝下，正是这一对力使线圈转回来的) 提

16、问：要使线圈不转回来，应该在线圈刚转过平衡位置时就改变线圈的受力方向，即使线圈刚转过平衡位置就使ab边受力变为向下，cd边受力变为向上。怎样才能使线圈受力方向发生这样的改变呢？ 引导学生回忆影响受力方向的两个因素，从而得出：应该在此时改变电流方向，或者改变磁感线方向。进一步引导学生分析：改变磁感线方向就是要及时交换磁极，显然这不容易做到；实际的直流电动机是靠及时改变电流方向来改变受力方向的。 板书：1.使磁场中的通电线圈连续转动，就要每当线圈刚转过平衡位置，就改变一次电流方向。 (2)换向器 提问：怎样才能使线圈刚转过平衡位置时就及时改变电流方向呢？ 让学生想办法并开展讨论，教师下去了解学生的

17、情况并鼓励和指导。 教师出示：两个半圆铝环和电刷，指出：靠这两样东西就可以解决问题。等学生思考片刻，教师出示已准备的与课本图12-12相似的模型，说明铝环与线圈的连接情况和铝环与电刷的配合过程。 引出换向器的概念并板书： 2.换向器的作用：当线圈刚转过平衡位置时，换向器能自动改变线圈中电流的方向，从而改变线圈受力方向，使线圈连续转动。 让学生仔细观察课本图12-12，进一步弄清楚线圈转动过程，重点是甲图和丙图，回答教师填空式的提问： 甲图：电流方向是abcd，受力方向是ab边受力向上，cd边受力向下，转动方向是顺时针。 丙图：电流方向是dcba，受力方向是ab边受力向下，cd边受力向上，转动方向是顺时针。 (3)直流电动机的构造 出示：直流电动机，介绍主要构造：磁极、线圈、换向器、电刷。 板书：3.直流电动机的构造 演示：给直流电动机通电转动，提高学生兴趣(若时间不允许，可省些演示)。告诉学生：下节课同学们将自己装一台小直流电动机，进一步弄清它的有关知识。 让学生阅读课文最后两个