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磁場對電流的作用演示器篇一
第四節(jié)
(一)教學目的
1.知道磁場對通電導體有作用力。
2.知道通電導體在磁場中受力的方向與電流方向和磁感線方向有關,改變電流方向或改變磁感線方向,導體的受力方向隨著改變。
3.知道通電線圈在磁場中轉動的道理。
4.知道通電導體和通電線圈在磁場中受力而運動,是消耗了電能,得到了機械能。
5.培養(yǎng)學生觀察能力和推理、歸納、概括物理知識的能力。
(二)教具
小型直流電動機一臺,學生用電源一臺,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、長短與鉛筆差不多),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(參見圖12-2),抄有題目的小黑板一塊(也可用投影片代替)。
(三)教學過程
1.引入新課
--電動機。
--電流周圍存在磁場,電流通過它產(chǎn)生的磁場對磁體施加作用力(如電流通過它的磁場使周圍小磁針受力而轉動)。根據(jù)物體間力的作用是相互的,電流對磁體施加力時,磁體也應該對電流有力的作用。下面我們通過實驗來研究這個推斷。
2.進行新課
(1)通電導體在磁場里受到力的作用
(參見課本中的圖12-9)。用鋁箔筒作通電導體是因為鋁箔筒輕,受力后容易運動,以便我們觀察。
1:用一節(jié)干電池給鋁箔筒通電(瞬時短路),讓學生觀察鋁箔筒的運動情況,并回答小黑板上的題1:給靜止在磁場中的鋁箔筒通電時,鋁箔筒會_____,這說明_____。
1.通電導體在磁場中受到力的作用?!?p>(2)通電導體在磁場里受力的方向,跟電流方向和磁感線方向有關
2:先使電流方向相反,再使磁感線方向相反,讓學生觀察鋁箔筒運動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,鋁箔筒運動方向會______,這說明______。保持鋁箔筒中電流方向不變,交換磁極以改變磁感線方向,鋁箔筒運動方向會______,這說明______。
2的結論并板書:〈2.通電導體在磁場里受力的方向,跟電流方向和磁感線方向有關?!?p>(3)磁場對通電線圈的作用
(磁極用兩堆書代替),并出示如課本上圖12-10的掛圖(此時,圖中還沒有標出受力方向)。
ab邊和cd邊都在磁場中,都要受力,因為電流方向相反,所以受力方向也肯定相反。提問:你們想想看,線圈會怎樣運動呢?
3:將電動機上的電刷、換向器拆下(實質是線圈)后通過,讓學生觀察線圈的運動情況。
ab和cd邊的受力方向。
3.通電線圈在磁場中受力轉動,到平衡位置時靜止?!?p>(4)討論
①教材中的“想想議議”。
②小黑板上的題3:通電導體在磁場中受力而運動是消耗了______能,得到了______能。
3.小結:板書的四條結論。
4.作業(yè)?(思考題):電動機就是根據(jù)通電線圈在磁場中受力而轉動的道理工作的。但實際制成電動機時,還有些問題需要我們解決,比如:通電線圈不能連續(xù)轉動,而實際電動機要能連續(xù)轉動,這個問題同學們先思考,下節(jié)我們研究。
(四)說明
1.受力方向與電流方向和磁感線方向垂直,這一點不能從實驗直接得到(因為運動方向并不一定是受力方向),且與后面學習聯(lián)系不大,本教案沒講這一點。
2.教案最后的思考題是為下節(jié)學習作準備。
磁場對電流的作用演示器篇二
(一)教學目的
1.知道磁場對通電導體有作用力。
2.知道通電導體在磁場中受力的方向與電流方向和磁感線方向有關,改變電流方向或改變磁感線方向,導體的受力方向隨著改變。
3.知道通電線圈在磁場中轉動的道理。
4.知道通電導體和通電線圈在磁場中受力而運動,是消耗了電能,得到了機械能。
5.培養(yǎng)學生觀察能力和推理、歸納、概括物理知識的能力。
(二)教具
小型直流電動機一臺,學生用電源一臺,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、長短與鉛筆差不多),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(參見圖12-2),抄有題目的小黑板一塊(也可用投影片代替)。
(三)教學過程
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--電動機。
出示電動機,給它通電,學生看到電動機轉動,提高了學習興趣。
提問:電動機是根據(jù)什么原理工作的呢?
講述:要回答這個問題,還得請同學們回憶一下奧斯特實驗的發(fā)現(xiàn)--電流周圍存在磁場,電流通過它產(chǎn)生的磁場對磁體施加作用力(如電流通過它的磁場使周圍小磁針受力而轉動)。根據(jù)物體間力的作用是相互的,電流對磁體施加力時,磁體也應該對電流有力的作用。下面我們通過實驗來研究這個推斷。
2.進行新課
(1)通電導體在磁場里受到力的作用
磁場對電流的作用演示器篇三
介紹實驗裝置,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中(參見課本中的圖12-9)。用鋁箔筒作通電導體是因為鋁箔筒輕,受力后容易運動,以便我們觀察。
演示實驗1:用一節(jié)干電池給鋁箔筒通電(瞬時短路),讓學生觀察鋁箔筒的運動情況,并回答小黑板上的題1:給靜止在磁場中的鋁箔筒通電時,鋁箔筒會_____,這說明_____。
板書:〈1.通電導體在磁場中受到力的作用?!?/p>
(2)通電導體在磁場里受力的方向,跟電流方向和磁感線方向有關
教師說明:下面我們進一步研究通電導體在磁場里的受力方向與哪些因素有關。
演示實驗2:先使電流方向相反,再使磁感線方向相反,讓學生觀察鋁箔筒運動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,鋁箔筒運動方向會______,這說明______。保持鋁箔筒中電流方向不變,交換磁極以改變磁感線方向,鋁箔筒運動方向會______,這說明______。
歸納實驗2的結論并板書:〈2.通電導體在磁場里受力的方向,跟電流方向和磁感線方向有關?!?/p>
(3)磁場對通電線圈的作用
提問:應用上面的實驗結論,我們來分析一個問題:如果把直導線彎成線圈,放入磁場中并通電,它的受力情況是怎樣的.呢?
出示方框線圈在磁場中的直觀模型(磁極用兩堆書代替),并出示如課本上圖12-10的掛圖(此時,圖中還沒有標出受力方向)。
引導學生分析:通電時,圖甲中ab邊和cd邊都在磁場中,都要受力,因為電流方向相反,所以受力方向也肯定相反。提問:你們想想看,線圈會怎樣運動呢?
演示實驗3:將電動機上的電刷、換向器拆下(實質是線圈)后通過,讓學生觀察線圈的運動情況。
教師指明:線圈轉動正是因為兩條邊受力方向相反,邊說邊在掛圖上標明ab和cd邊的受力方向。
提問:線圈為什么會停下來呢?
利用模型和掛圖分析:在甲圖位置時,兩邊受力方向相反,但不在一條直線上,所以線圈會轉動。當轉動到乙圖位置時,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。
板書結論:〈3.通電線圈在磁場中受力轉動,到平衡位置時靜止?!?/p>
(4)討論
①教材中的“想想議議”。
②小黑板上的題3:通電導體在磁場中受力而運動是消耗了______能,得到了______能。
3.小結:板書的四條結論。
4.作業(yè)(思考題):電動機就是根據(jù)通電線圈在磁場中受力而轉動的道理工作的。但實際制成電動機時,還有些問題需要我們解決,比如:通電線圈不能連續(xù)轉動,而實際電動機要能連續(xù)轉動,這個問題同學們先思考,下節(jié)我們研究。
(四)說明
1.受力方向與電流方向和磁感線方向垂直,這一點不能從實驗直接得到(因為運動方向并不一定是受力方向),且與后面學習聯(lián)系不大,本教案沒講這一點。
2.教案最后的思考題是為下節(jié)學習作準備。
磁場對電流的作用演示器篇四
【例1】磁體之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的.對磁場認識正確的是( )
a.磁感線有可能出現(xiàn)相交的情況 b.磁感線總是由n極出發(fā)指向s極
c.某點磁場的方向與放在該點小磁針靜止時n極所指方向一致
d.若在某區(qū)域內通電導線不受磁場力的作用,則該區(qū)域的磁感應強度一定為零
[針對訓練1].地球是一個大磁體:①在地面上放置一個小磁鐵,小磁鐵的南極指向地磁場的南極;②地磁場的北極在地理南極附近;③赤道附近地磁場的方向和地面平行;④北半球地磁場方向相對地面是斜向上的;⑤地球上任何地方的地磁場方向都是和地面平行的.以上關于地磁場的描述正確的是( )
a.①②④ b.②③④ c.①⑤ d.②③
二、對磁感應強度b的理解及磁感應強度b的疊加
1.磁感應強度由磁場本身決定,就像電場強度由電場本身決定一樣,跟該位置放不放通電導線無關,因此f
不能根據(jù)公式b=b與f成正比,與il成反比.
il
2.磁感應強度b的定義式也是其度量式,但用來測量的小段通電導線必須垂直放入磁場,如果小段通電導線平行放入磁場,則所受安培力為零,但不能說該點的磁感應強度為零.
3.磁感應強度是矢量,其方向為放入其中的小磁針靜止時n極的指向. 4.磁感應強度b與電場強度e的比較
電場強度e是描述電場強弱的物理量,磁感應強度b是描述磁場強弱的物理量.這兩個物理量比較如下表
【例2】 下列關于磁感應強度大小的說法,正確的是( )
a.通電導線受磁場力大的地方磁感應強度一定大 b.通電導線在磁感應強度大的地方受力一定大 c.放在勻強磁場中各處的通電導線,受力大小和方向處處相同
d.磁感應強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導線受力的大小和方向無關 【例3】如圖3所示,兩根相互平行的長直導線分別通有方向相反的電流i1和i2,且i1>i2;a、b、c、d為導線某一橫截面所在平面內的四點且a、b、c與兩導線共面;b點在兩導線之間,b、d的連線與導線所在平面垂直.磁感應強度可能為零的點是( )
a.a(chǎn)點 b.b點 c.c點 d.d點
[針對訓練2] 如圖所示,一根通電直導線垂直放在磁感應強度為1 t的勻強磁場中,在以導線截面的中心為圓心,r為半徑的圓周上有a、b、c、d四個點.已知a點的`實際磁感應強度為0,則下列敘述正確的是( )
a.直導線中的電流方向垂直紙面向里
b.b2 t,方向斜向上,與b的夾角為45° c.c點的實際磁感應強度也為0
d.d點的實際磁感應強度與b點相同
三、安培定則的應用及磁場方向的確定
【例4】.如圖5所示,直導線ab、螺線管c、電磁鐵d三者相距較遠,它們的磁場互不影響,當開關s閉合后,則小磁針的北極n(黑色一端)指示出磁場方向正確的是( )
a.a(chǎn)、c
b.b、c
c.c、d
d.a(chǎn)、d
四、安培力大小的計算及其方向的判斷 1.安培力大小
(1)當i⊥b時,f=bil (2)當i∥b時,f=0
注意:(1)當導線彎曲時,l是導線兩端的有效直線長度(如圖所示)
(2)對于任意形狀的閉合線圈,其有效長度均為零,所以通電后在勻強磁場中受到的安培力的矢量和為零.
2.安培力方向:用左手定則判斷,注意安培力既垂直于b,也垂直于i,即垂直于b與i決定的平面.
【例5】 如圖所示,一段導線abcd位于磁感應強度大小為b的勻強磁場中,且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直.線段ab、bc和cd的長度均為l,且∠abc=∠bcd=135°.流經(jīng)導線的電流為i,方向如圖中箭頭所示.導線段abcd所受到的磁場的作用力的合力( )
a.方向沿紙面向上,大小為b.方向沿紙面向上,大小為(c.方向沿紙面向下,大小為(d.方向沿紙面向下,大小為
2+1)ilb 2-1)ilb +1)ilb 2-1)ilb
[針對訓練3] 如圖所示,條形磁鐵放在光滑斜面上,用平行于斜面的輕彈簧拉住而平衡,a為水平放置的直導線的截面,導線中無電流時磁鐵對斜面的壓力為fn1;當導線中有垂直紙面向外的電流時,磁鐵對斜面的壓力為fn2,則下列關于磁鐵對斜面壓力和彈簧的伸長量的說法中正確的是( )
a.fn1fn2,彈簧的伸長量增大 d.fn1>fn2,彈簧的伸長量減小
五、安培力作用下導體運動方向的判定
于線圈平面,當線圈中通入如圖方向的電流后,判斷線圈如何運動?
[針對訓練4]. 圖中的d是置于電磁鐵兩極極間的一段通電直導線,電流方向垂直與直面向里。在電鍵k接通后,導線d所受磁場力的方向是:( ) a、豎直向上 b、豎直向下 c、水平向左 d、水平向右
[針對訓練5]. 兩條長直導體桿ab和cd異面垂直相隔一小段距離,ab固定,cd可以自由活動。當兩根導體桿通有如下圖所示方向電流時,導體桿cd將( )
a. 順時針轉動,同時靠近ab b. 順時針轉動,同時離開ab
c. 逆時針轉動,同時離開ab d. 逆時針轉動,同時靠近ab
六、安培力作用下通電導體的平衡問題
1.解決有關通電導體在磁場中的平衡問題,關鍵是受力分析,只不過比純力學中的平衡問題要多考慮一個安培力.
2.畫好輔助圖(如斜面),標明輔助方向(如b的方向、i的方向等)是畫好受力分析圖的關鍵.
3.由于安培力、電流i、磁感應強度b的方向之間涉及到三維空間,所以在受力分析時要善于把立體圖轉化成平面圖.
【例7】如圖所示,兩平行金屬導軌間的距離l=0.40 m,金屬導軌所在平面與水平面夾角θ=37°,在導軌所在的平面內,分布著磁感應強度b=0.50 t、方向垂直于導軌所在平面的勻強磁場.金屬導軌的一端接有電動勢e=4.5 v、內阻r=0.50 ω的直流電源.現(xiàn)把一個質量m=0.040 kg的導體棒ab放在金屬導軌上,導體棒恰好靜止.導體棒與金屬導軌垂直且接觸良好,導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻r0
=
2.5
ω
,金屬導軌電阻不計,g取10 m/s2.已知sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,求:
(1)通過導體棒的電流;
(2)導體棒受到的安培力大??; (3)導體棒受到的摩擦力.
[針對訓練6].如圖所示,水平導軌間距為l=0.5 m,導軌電阻忽略不計;導體棒ab的質量m=1 kg,電阻r0=0.9 ω,與導軌接觸良好;電源電動勢e=10 v,內阻r=0.1 ω,電阻r=4 ω;外加勻強磁場的磁感應強度b=5 t,方向垂直于ab,與導軌平面成α=53°角;ab與導軌間動摩擦因數(shù)為μ=0.5(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力),定滑輪摩擦不計,線對ab的拉力為水平方向,取重力加速度g=10 m/s2,ab處于靜止狀態(tài).已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6.求:
(1)通過ab的電流大小和方向; (2)ab受到的安培力大小; (3)重物重力g的取值范圍.
[針對訓練7].如圖所示為一電流表的原理示意圖.質量為m的均質細金屬棒mn的中點處通過一掛鉤與一豎直懸掛的彈簧相連,絕緣彈簧勁度系數(shù)為k.在矩形區(qū)域abcd內有勻強磁場,磁感應強度大小為b,方向垂直紙面向外.與mn的右端n連接的一絕緣輕指針可指示標尺上的讀數(shù),mn的長度大于ab.當mn中沒有電流通過且處于平衡狀態(tài)時,mn與矩形區(qū)域的cd邊重合,當mn中有電流通過時,指針示數(shù)可表示電流強度.
(1)當電流表示數(shù)為零時,彈簧伸長多少?(重力加速度為g) (2)若要電流表正常工作,mn的哪一端應與電源正極相接?
(3)若k=2.0 n/m,ab=0.20 m,cb=0.050 m,b=0.20 t,此電流表的量程是多少?(不計通電時電流產(chǎn)生的磁場的作用)
(4)若將量程擴大2倍,磁感應強度應變?yōu)槎啻螅?/p>
磁場對電流的作用演示器篇五
目標:
1.通過演示實驗,確認磁場對電流有力的作用。
2.了解通電導體在磁場中受到力的方向跟哪些因素有關。
3.通過演示實驗,知道矩形線圈在磁場中的轉動情況。
4.知道直流電動機的構造及工作原理,了解換向器的作用。
5.通過觀察演示實驗,培養(yǎng)學生的觀察能力和分析問題能力。激發(fā)學生探究自然規(guī)律的興趣。
教學重點:磁場對電流的作用;通電導體在磁場中的受力方向與什么有關
教學難點:磁場對通電線圈的作用分析;直流電動機換向器的作用分析
教學過程:
一、預習交流:
1.磁場對電流有 的作用。力的方向與 和 有關。
2.直流電動機的構造:磁極、線圈、換向器、電刷。
3.直流電動機通電轉動時,
工作原理:________________________________。
能量轉化:________________________________。
平衡位置是指_____________________________________________________。
轉向跟________________和________________有關。
轉速跟________________和________________有關。
二、互動突破:
活動一:觀察磁場對通電直導線的作用
(1)如圖所示組裝實驗器材。
(2)給直導線通電,會發(fā)現(xiàn)直導線 。
(3)磁場方向不變,改變直導線中的電流方向,會發(fā)現(xiàn)直導線 。
(4)電流方向不變,改變磁場方向,會發(fā)現(xiàn)直導線 。
實驗表明:磁場對電流 ,力的方向與 和 有關。
活動二:觀察磁場對通電線圈的作用
觀察與思考:用漆包線繞成線圈,將線圈兩端的漆全部刮去后放入磁場,如圖所示。閉合開關,觀察到的現(xiàn)象是:
通電線圈 (能/不能)在磁場中轉動;
通電線圈 (能/不能)在磁場中持續(xù)轉動下去。
活動三:怎樣才能使通電線圈在磁場中持續(xù)轉動?
(1)信息快遞:
通電線圈的平面與磁感線垂直時,線圈受到磁場的作用力是一對 ,這個位置稱為 。
(2)分析:當線圈剛轉過平衡位置時,如果立即改變______________________,那么通電線圈就能在磁場力的作用下繼續(xù)轉動下去。完成這一任務的裝置就是____________。它的作用是________________________________________________________________。
(3)直流電動機的工作原理是 ,它工作時將 能轉化為 能。
三、當堂評價:
完成“www”
四、總結提高:
五、當堂訓練:
1.通電導體在磁場中受到力的作用,受力的方向跟 和 有關.如果這兩者其中之一的方向改變,則力的方向 ;如果這兩者的方向同時改變,則力的方向______。
2.電動機是利用______________________的原理制成的.電動機工作時主要是把______能轉化為_________能.直流電動機是用 定期改變線圈中的電流方向,從而使電動機能夠連續(xù)不停地轉動.
3.下列設備中沒有使用電動機的是( )
a.電風扇、收錄機 b.空調器、計算機
c.電冰箱、微波爐 d.電話機、電視機
4.通電導體在磁場里所受力的方向( )
a.跟電流方向和磁感線方向有關 b.只跟電流方向有關,跟磁感線方向無關
c.只跟磁感線方向有關,跟電流方向無關 d.跟電流方向和磁感線方向都無關
5.電動機的作用是:
磁場對電流的作用演示器篇六
(一)教學目的
1.知道磁場對通電導體有作用力。
2.知道通電導體在磁場中受力的方向與電流方向和磁感應線方向有關,改變電流方向或改變磁感線方向,導體的受力方向隨著改變。
3.知道通電線圈在磁場中轉動的道理。
4.知道通電導體和通電線圈在磁場中受力而運動,是消耗了電能,得到了機械能。
5.培養(yǎng)學生觀察能力和推理、歸納、概括物理知識的能力。
(二)教具
小型直流電動機一臺,學生用電源一臺,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、長短與鉛筆差不多),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(參見圖12―2),抄有題目的小黑板一塊(也可用幻燈片代替)。
(三)教學過程
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一電動機。
出示電動機,給它通電,學生看到電動機轉動,提高了學習興趣。
提問:電動機是根據(jù)什么原理工作的呢?
講述:要回答這個問題,還得請同學們回憶一下奧斯特實驗的發(fā)現(xiàn)―電流周圍存在磁場,電流通過它產(chǎn)生的磁場對磁體施加作用力(如電流通過它的磁場使周圍小磁針受力而轉動)。根據(jù)物體間力的作用是相互的,電流對磁體施加力時,磁體也應該對電流有力的作用。下面我們通過實驗來研究這個推斷。
2.進行新課
(1)通電導體在磁場里受到力的作用
板書課題:〈第四節(jié)磁場對電流的作用〉
介紹實驗裝置,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中(參見課本中的圖12―9)。用鋁箔筒作通電導體是因為鋁箔筒輕,受力后容易運動,以便我們觀察。
演示實驗1:用一節(jié)干電池給鋁箔筒通電(瞬時短路),讓學生觀察鋁箔筒的運動情況,并回答小黑板上的題1:給靜止在磁場中的鋁箔筒通電時,鋁箔筒會______,這說明______。
板書:<1.通電導體在磁場中受到力的作用?!?/p>
(2)通電導體在磁場里受力的方向,跟電流方向和磁感線方向有關
教師說明:下面我們進一步研究通電導體在磁場里的受力方向與哪些因素有關。
演示實驗2:先使電流方向相反,再使磁感線方向相反,讓學生觀察鋁箔筒運動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,鋁箔筒運動方向會_________,這說明_________。保持鋁箔筒中電流方向不變,交換磁極以改變磁感線方向,鋁箔筒運動方向會______,這說明______。
歸納實驗2的結論并板書:〈2.通電導體在磁場里受力的方向,跟電流方向和磁感線方向有關。〉
(3)磁場對通電線圈的作用
提問:應用上面的實驗結論,我們來分析一個問題:如果把直導線彎成線圈,放入磁場中并通電,它的受力情況是怎樣的呢?
出示方框線圈在磁場中的直觀模型(磁極用兩堆書代替),并出示如課本上圖12―10的掛圖(此時,圖中還沒有標出受力方向)。
引導學生分析:通電時,圖甲中ab邊和cd邊都在磁場中,都要受力,因為電流方向相反,所以受力方向也肯定相反。提問:你們想想看,線圈會怎樣運動呢?
演示實驗3:將電動機上的電刷、換向器拆下(實質是線圈)后通電,讓學生觀察線圈的運動情況。”
教師指明:線圈轉動正是因為兩條邊受力方向相反,邊說邊在掛圖上標明ab和cd邊的受力方向。
提問:線圈為什么會停下來呢?
利用模型和掛圖分析:在甲圖位置時,兩邊受力方向相反,但不在一條直線上,所以線圈會轉動。當轉動到乙圖位置時,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。
板書結論:〈3.通電線圈在磁場中受力轉動,到平衡位置時靜止?!?/p>
(4)討論
①教材中的“想想議議”。
②小黑板上的題3:通電導體在磁場中受力而運動是消耗了______得到了______能。
板書:〈4.通電導體在磁場中運動是消耗了電能,得到了機械能?!?/p>
3.小結:板書的四條結論。
4.作業(yè)?(思考題):電動機就是根據(jù)通電線圈在磁場中受力而轉動的道理工作的。但實際制成電動機時,還有些問題需要我們解決,比如:通電線圈不能連續(xù)轉動,而實際電動機要能連續(xù)轉動,這個問題同學們先思考,下節(jié)我們研究。
(四)說明:
1.受力方向與電流方向和磁感線方向垂直,這一點不能從實驗直接得到(因為運動方向并不一定是受力方向),且與后面學習聯(lián)系不大,本教案沒講這一點。
2.教案最后的思考題是為下節(jié)學習作準備。
磁場對電流的作用演示器篇七
(一)教學目的
1.知道磁場對通電導體有作用力。
2.知道通電導體在磁場中受力的方向與電流方向和磁感線方向有關,改變電流方向或改變磁感線方向,導體的受力方向隨著改變。
3.知道通電線圈在磁場中轉動的道理。
4.知道通電導體和通電線圈在磁場中受力而運動,是消耗了電能,得到了機械能。
5.培養(yǎng)學生觀察能力和推理、歸納、概括物理知識的能力。
(二)教具
小型直流電動機一臺,學生用電源一臺,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、長短與鉛筆差不多),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(參見圖12-2),抄有題目的小黑板一塊(也可用投影片代替)。
(三)教學過程
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--電動機。
出示電動機,給它通電,學生看到電動機轉動,提高了學習興趣。
提問:電動機是根據(jù)什么原理工作的呢?
講述:要回答這個問題,還得請同學們回憶一下奧斯特實驗的發(fā)現(xiàn)--電流周圍存在磁場,電流通過它產(chǎn)生的磁場對磁體施加作用力(如電流通過它的磁場使周圍小磁針受力而轉動)。根據(jù)物體間力的作用是相互的,電流對磁體施加力時,磁體也應該對電流有力的作用。下面我們通過實驗來研究這個推斷。
2.進行新課
(1)通電導體在磁場里受到力的作用
板書課題:〈第四節(jié)磁場對電流的作用〉
介紹實驗裝置,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中(參見課本中的圖12-9)。用鋁箔筒作通電導體是因為鋁箔筒輕,受力后容易運動,以便我們觀察。
演示實驗1:用一節(jié)干電池給鋁箔筒通電(瞬時短路),讓學生觀察鋁箔筒的運動情況,并回答小黑板上的題1:給靜止在磁場中的鋁箔筒通電時,鋁箔筒會_____,這說明_____。
板書:〈1.通電導體在磁場中受到力的作用?!?/p>
(2)通電導體在磁場里受力的方向,跟電流方向和磁感線方向有關
教師說明:下面我們進一步研究通電導體在磁場里的受力方向與哪些因素有關。
演示實驗2:先使電流方向相反,再使磁感線方向相反,讓學生觀察鋁箔筒運動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,鋁箔筒運動方向會______,這說明______。保持鋁箔筒中電流方向不變,交換磁極以改變磁感線方向,鋁箔筒運動方向會______,這說明______。
歸納實驗2的結論并板書:〈2.通電導體在磁場里受力的方向,跟電流方向和磁感線方向有關。〉
(3)磁場對通電線圈的作用
提問:應用上面的實驗結論,我們來分析一個問題:如果把直導線彎成線圈,放入磁場中并通電,它的受力情況是怎樣的呢?
出示方框線圈在磁場中的直觀模型(磁極用兩堆書代替),并出示如課本上圖12-10的掛圖(此時,圖中還沒有標出受力方向)。
引導學生分析:通電時,圖甲中ab邊和cd邊都在磁場中,都要受力,因為電流方向相反,所以受力方向也肯定相反。提問:你們想想看,線圈會怎樣運動呢?
演示實驗3:將電動機上的電刷、換向器拆下(實質是線圈)后通過,讓學生觀察線圈的運動情況。
教師指明:線圈轉動正是因為兩條邊受力方向相反,邊說邊在掛圖上標明ab和cd邊的受力方向。
磁場對電流的作用演示器篇八
二、演示實驗
板書:1.實驗研究:
1.介紹實驗裝置的同時說明為什么選擇這些實驗器材,滲透實驗的設計思想。
2.用小黑板或幻燈出示觀察演示實驗的記錄表格,如下:
3.按照實驗過程,把課本1、2兩個實驗,用邊演示,邊指導觀察,邊提出問題的方式,連續(xù)完成。要求學生完成觀察演示實驗的記錄和思考回答表中的問題:
“通電銅棒在磁場中,運動的原因是什么?”
這樣做,一是引導學生發(fā)現(xiàn)磁場對電流也存在力的作用,二是進一步鞏固、深化力的概念。
4.對學生通過觀察,歸納概括出的結果,要做小結:(板書小結如下)
通電導體在磁場中受到力的作用,力的方向與電流方向、磁感線方向是相互垂直的.不論是改變電流方向,還是改變磁場方向,都會改變力的方向
三、應用
板書:2.實驗結論的應用:
1.出示線圈在磁場中的演示實驗裝置,并提出問題讓學生思考:
應用上面實驗研究的結論,分析判斷通電的線圈在磁場中會發(fā)生什么現(xiàn)象?
2.出示方框線圈在磁場中的直觀模型,并用小黑板或幻燈片把模型的平面圖展示出來,以助學生思考。
3.在學生作出判斷的基礎上,演示通電線圈在磁場中所發(fā)生的現(xiàn)象,來證驗學生的分析,判斷是否正確。(關于這個實驗裝置見前面的“實驗”)
4。在實驗驗證的基礎上過渡到教材中的.“想想議議”上來,無論學生解釋得完整,或者不完整都沒有關系,可以留下來課后討論,為下一節(jié)課繼續(xù)分析埋下伏筆.
四、討論
板書:問題討論
怎樣舊能的轉比與守恒的觀點,來說明通電導體和通電線圈在磁場中發(fā)生運動的現(xiàn)象?啟發(fā)討論的子問題:l.通電導體和通電線圈發(fā)生運動時,消耗了什么能?得到了什么能?2.你所說的消耗的能和你所說的得到的能守恒嗎?為什么?
五、小結
板書:課堂小結
學生小結,或師生共同小結,本節(jié)課學到了什么?
板書設計
四、研究磁場對電流的作用
1.實驗研究 2.實驗結論的應用 3.問題討論
結論:____________問題:_____________①____________
______________ __________________②______________
____________想想議議________4.課堂小結
_____________ _______________ __________________
_____________ _______________ __________________
磁場對電流的作用演示器篇九
課時:1課時。
教學要求:
1.知道磁場對電流存在力的作用,知道通電導體在磁場中受力方向與電流方向,以及磁感線方向有關系。改變電流方向,或改變磁感線方向,導體的受力方向隨著改變。能說明通電線圈在磁場中轉動的道理。
2.知道通電導體和通電線圈在磁場中受力而運動,是消耗了電能,得到了機械能。
3.培養(yǎng)、訓練學生觀察能力和從實驗事實中,歸納、概括物理概念與規(guī)律的能力。
教學過程
一、引人新課
首先做直流電動機通電轉動的演示實驗,接著提出問題:
電動機為什么會轉動?
要回答這個問題,還得請同學們回憶一下奧斯特實驗的發(fā)現(xiàn)――電流周圍存在著磁場,并通過磁場對磁體發(fā)生作用,即電流對磁體有力的作用,再讓我們逆向思索,磁體對電流有無力的作用呢?即磁體通過其磁場對電流有無力的作用呢?
現(xiàn)在就讓我們共同沿著這一逆向思索所形成的猜想,設計實驗,進行探索性的研究。
磁場對電流的作用演示器篇十
《磁場對電流的作用》教案設計
基礎知識梳理:
一、磁場對通電直導線的作用安培力
1、大?。涸趧驈姶艌鲋?,當導線方向與磁場方向一致時f安= ;當導線方向與磁場垂直時,f安= 。
2、方向:用 定則判定。
3、注意:f安=bil的適用條件:①一般只適用于勻強磁場;②l③如果是彎曲的通電導線,則l是指有效長度,它等于導線兩端點所連直線的長度(如圖所示),相應的電流方向沿l由始端流向末端.
二、安培力的應用
(一)、安培力作用下物體的運動方向的判斷
1、電流元法:即把整段電流等效為多段直線電流元,先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向,從而判斷出整段電流所受合力方向,最后確定運動方向。
2、特殊位置法:把電流或磁鐵轉到一個便于分析的特殊位置后再判斷安培力方向,從而確定運動方向。
3、等效法:環(huán)形電流和通電螺線管都可以等效成條形磁鐵,條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流或通電螺線管,通電螺線管也可以等效成很多匝的環(huán)形電流來分析。
4、利用結論法:①兩電流相互平行時無轉動趨勢,同向電流相互 ;,反向電流相互 ;②兩電流不平行時,有轉動到相互平行且電流方向相同的趨勢。利用這些結論分析,可以事半功倍.
(二).處理相關安培力問題時要注意圖形的變換
安培力的方向總是垂直于電流方向和磁場方向決定的平面,即一定垂直于b和i,但b和i不一定垂直.有關安培力的力、電綜合題往往涉及到三維立體空間問題,如果我們變三維為二維便可變難為易,迅速解題。
典型例題:
1、通電導線或線圈在安培力作用小的平動和轉動問
[例1](1) 如圖,把輕質線圈用細線掛在磁鐵n極附近,磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直于線圈的平面,當線圈內通過圖示方向的電流時,線圈將怎樣運動?_________________
(2)如圖所示,有一根豎直長直通電導線和一個通電三角形金屬框處在同一平面,直導線和ab平行,當長直導線內通以向上的電流時,若不計重力,則三角形金屬框架將會( )
a、水平向左運動 b、水平向上運動 c、處于靜止狀態(tài) d、會發(fā)生轉動
[例2] 、一矩形通電線框abcd,可繞其中心軸oo轉動,它處在與oo垂直的勻強磁場中(如圖).在磁場作用下線框開始轉動,最后靜止在平衡位置.則平衡后:( )
a.線框四邊都不受磁場的作用力.
b.線框四邊受到指向線框外部的磁場作用力,但合力為零.
c.線框四邊受到指向線框內部的磁場作用力,但合力為零.
d.線框的`一對邊受到指向線框外部的磁場作用力,另一對邊受到指向線框內部的磁場作用力,但合力為零.
2、安培力參與的動力學的問題
[例3] 、如圖所示,通電導體棒ac靜止于水平軌道上,棒的質量為m,長為l,通過的電流為i,勻強磁場的磁感強度為b,方向和軌道平面成角。求軌道受到ac棒的壓力和摩擦力各多大。
[例4]如圖所示,電源電動勢e=2v,內阻r=0.5 ,豎直導軌電阻可以忽略不計,金屬棒的質量m=0.1kg,r=0.5,它與導軌間的動摩擦因數(shù)=0.4,有效長度為l=0.2m,靠在導軌的外面,為使金屬棒不滑動,應加一與紙面成30與棒垂直且向里的磁場,問:
(1)此磁場是斜向上還是斜向下?
(2)b的范圍是多少?
[例5]如圖所示,一個密度=9g/cm3、橫截面積s=10mm2的金屬環(huán),處于徑向對稱方向發(fā)散的磁場中,環(huán)上各處的磁感應強度為b=0. 35 t,若在環(huán)中通以順時針方向(俯視)電流i=10 a,并保持△t=0. 2 s,試分析:環(huán)將做什么運動?運動的距離是多少?(不計空氣阻力,g= 10 m/s2)
磁場對電流的作用演示器篇十一
一、教學目標:
1、通過實驗觀察搞清通電導線在磁場中將受到磁場力的作用,知道通電導體在磁場中受力方向與電流方向,以及磁感線方向有關系。
2、知道電動機就是利用上述現(xiàn)象制成的`。
3、搞清電磁感應和磁場對電流作用中的能量轉化。
4.培養(yǎng)、訓練學生觀察能力和從實驗事實中,歸納、概括物理概念與規(guī)律的能力。
二、重點難點分析:
通電導線在磁場中受力方向與磁場方向、電流方向之間的關系是本節(jié)的難點,也是分析電動機轉動的依據(jù)。初中不要求左手定則,弄清楚電動機的轉動有一定難度。
三、教具:
演示用通電直導線在磁場中受力實驗器材(電源、滑動變阻器、開關、導線、蹄型磁鐵、鐵棒架)
通電線圈在磁場中轉動的演示裝置。
四、主要教學過程
㈠、引入新課:
首先做直流電動機通電轉動的演示實驗,接著提出問題:電動機為什么會轉動?
請同學們回憶一下奧斯特實驗――電流周圍存在著磁場。
復習:磁體的周圍存在著磁場,電流的周圍也存在著磁場;
磁場最基本的性質是對磁場中的磁體產(chǎn)生磁力作用,那么磁場對磁場中的電流是否會產(chǎn)生磁力作用呢?
即電流對磁體有力的作用,磁體對電流有無力的作用呢?
㈡、新課教學
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