12电和磁二.docx

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12电和磁二

第十二章电和磁

（二）

（2002-11-2715:

03:

23）

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4～6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

①教材中的"想想议议"。

②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。

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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