人教版九年级物理下册：第20章 第4节第1课时 磁场对通电导体的作用（导学案）

第4节电动机第1课时磁场对通电导体的作用55课题磁场对通电导体的作用课型新授课教学目标知识与技能1.知道磁场对通电导体的作用.2.知道通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关.过程与方法1.通过演示，提高学生分析概括物理规律的能力.2.通过制作模拟电动机的过程，锻炼学生的动手能力.情感、态度与价值观1.使学生通过知识的探索过程形成研究探索的意识和敢于创新的精神.2.在与小组成员一起探索过程中，养成与人共处、协作学习的好习惯.教学重点磁场对电流的作用.教具准备U形磁铁、电源、导线、开关、金属支架、线圈等.教学难点1.分析概括通电导体在磁场中的受力方向跟哪两个因素有关.2.理解通电线圈在磁场里为什么会转动.教学课时1课时课前预习1.磁场对通电导线的作用：通电导线在磁场中要受到力的作用.2.通电导线在磁场中受力方向：跟电流方向和磁感线方向有关.3.通电线圈在磁场中受力转动：是电能转化为机械能.巩固复习教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的对应练习（教师可有针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.新课导入我们一起来回忆一下奥斯特电生磁的实验，哪位同学可以叙述一下奥斯特的实验过程及结果？生：丹麦物理学家奥斯特在做实验时偶然发现当导线中有电流通过时，它附近的磁针指向发生了偏转，这个意外的现象引起了奥斯特极大的兴趣，他又继续做了许多实验，终于证实了电流的周围存在着磁场.师：回答得很好.让我们一起回过头来看看奥斯特实验（用多媒体课件展示奥斯特实验的实验装置及结论）.奥斯特是用一根小磁针放在通电导线的旁边发现了小磁针会受到力的作用，而且电流方向改变后，小磁针的转动方向也改变.那么我们反过来想一下，假如通电导线放在磁场中会不会也受到磁场的作用力呢？（板书课题）备课笔记课外拓展：（1）磁场为什么会对电流产生力的作用.我们知道磁体周围有磁场，电流周围也存在着磁场，我们可以把通电导线看成一个磁体，当通电导体跟磁体接近时，它们之间的作用通过磁场而发生.因此，磁场对电流的作用，其实质也是磁体和磁体间通过磁场而发生的作用.（2）通电导线在磁场中的受力情况与磁感线的方向、电流的方向以及它们之间的相对位置有关.当电流与磁感线方向平行时，通电导线不受力；当通电导线与磁感线方向垂直时，受力最大.5 进行新课备课笔记特别提醒：为便于观察，选择实验装置时，可研究多根通电导线（线圈）在磁场中的受力情况，它比单根通电导线在同样的磁场中受到的力大，效果更明显，偏转角度大.小组问题探讨：通电导线在磁场中受力时的能量转化是怎样的？磁场对通电导线的作用学生思考、讨论教师提出的问题，并回答.生：我想会.因为奥斯特实验证明了通电导线可以产生磁场，而且我们也知道了通电螺线管产生的磁场就相当于一个条形磁铁的磁场.那么把通电导线放在磁场中也就相当于把两个磁铁放在一起，肯定会有力的作用.因为两个磁体之间是可以相吸或相斥的.师：这个同学的猜想听起来很有道理，但是正不正确呢？我们应该怎样去判断？生：用实验去验证.师：那么我们应该怎样去设计这个实验呢？请同学们再讨论一下，给出一个比较好的方案来.（巡回听取学生讨论的方案）师：请小组代表把你们讨论的结果告诉大家.生1：因为我们考虑到问题是要验证通电导线在磁场中有没有受到力的作用，所以我们想到实验必须有一条通电的导线，选择器材时就应该有导线、电源和开关；另外还要有提供磁场的条形磁铁.把通电导线放在磁场中看它能不能受到力的作用.生2：我们的方案和他们的大致相同.但是我们觉得用U形磁铁可能更好些，因为U形磁铁内的磁场集中些.还有我们觉得那根通电导线最好能用一个支架支起来，使它可以自由地摆动，这样才能更好地观察.师：你们是根据什么想到这一点的呢？生2：我们是根据奥斯特的实验想到的.其中的小磁针不也是可以自由转动的吗？师：同学们设计的方案都很好，特别是这组的同学考虑得非常全面，而且有根有据的.（鼓励学生深入、严谨地思考，激发学生积极主动地探究）师：那么同学们看看我的这套实验仪器能不能验证你们的猜想呢？（拿出演示实验仪器）师：（介绍实验仪器）像刚才那位同学说的，为了使通电导线能自由地摆动，我们给它做了个导轨.（安装好实验装置）导线ab放在磁场里，我们把开关合上，请同学们认真观察这根导线看它会怎么样.（闭合开关，演示实验）师：同学们看到了什么现象？生：导线运动了.师：怎么运动？生：向左运动.师：那么这个实验说明了什么问题？5 进行新课备课笔记规律总结：（1）当电流方向与磁场方向平行时，导线方向与磁场方向一致，磁场对导体没有力的作用.（2）磁场对通电导线的作用是“力”而不是“运动”，也就是说，通电导线在磁场中受到磁场力的作用，但是不一定运动.（3）通电线圈在磁场中的转动快慢与磁场强弱和电流大小有关.磁场越强，电流越大，转动得越快；反之，越慢.在探究受力方向与其中一个因素的方向关系时，必须控制其他因素是相同的，即在探究时必须采用控制变量法.生：说明了导线在磁场中可以运动.师：能不能说得更完善些？生1：应该是通电导线在磁场中可以运动.生2：说明了通电导线在磁场中会受到力的作用，没有力的作用导线就不会运动.师：这位同学总结得很好，得到的结论也比较全面.板书：通电导线在磁场中受到力的作用.师：刚才我们用实验验证了我们的猜想，我们的实验现象也很明显，导线是运动了，而且是向左运动的.那么同学们再思考一下，奥斯特改变电流方向，小磁针的转动方向也改变了.我们这里的导线是不是永远向左运动的呢？怎么样去验证你的想法？生：可以改变电流的方向来看看导线的运动方向有没有改变.生：可以保持电流方向不变，改变磁场方向来看看导线的运动方向有没有改变.师：那我们再用实验来验证这些同学的想法.（先改变电流方向，示意学生看现象；保持原来的电流方向，再改变磁场方向）师：同学们观察到了什么现象？由此又说明了什么？生：看到导线的运动方向改变了，说明了改变电流或者磁场的方向，通电导线的运动方向也会改变.师：换句话说就是通电导线受到磁场力的方向跟电流和磁感线的方向都有关系.板书：通电导线所受力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关.师：刚才我们是把一根通电导线放在磁场中发现它会受到力的作用.那么假如我们不是放一根导线，而是把整个线圈放到磁场中，又会怎么样呢？（演示把线圈放到磁场中的实验）师：可以观察到，线圈转动了起来，那么同学们可以讨论一下：为什么线圈是转动而不是直线运动呢？生：（讨论后总结）由于导线两边的电流方向是不一样的，那么它们受到的力也就不一样了，就像一个框被相反的力扭动一样，所以只能是转动的.师：总结得很好.其实电动机的原理就是这样的，是用电来使线圈转动，然后带动机器转动的.下面我们就来做这个“小小电动机”实验，看看电动机是怎样转起来的.并且思考一下电动机为什么能不停地转动，这和我们的实验器材的结构有没有关系.生：（动手做实验，探究电动机的转动，记录实验现象并思考问题）师：好了，刚才我们通过实验也验证了我们开始的猜想.那么同学们在做实验的时候有没有注意到我们的实验器材有什么特别的地方呢？生：线圈引线一端的漆皮全部刮掉了，另一端只刮上半周或下半周.师：对，这是实验的特别之处，同学们回去想一下，为什么要这样做，假如把两端漆皮全部都刮去的话，又会怎么样呢？（让学生先回去思考）师：同学们你们在学完这节课后，有什么收获呢？生1：我知道了通电导线在磁场中会受到力的作用.生2：我还知道了我们有了设想之后一定要用实验去验证.5 教学板书备课笔记课外拓展：左手定则：把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，手心面向N极（叉进点出），四指指向电流所指方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向.课堂小结这节课我们能获得那么多知识，和同学们善于思考是离不开的.同学们在讨论问题时都很认真，并且还能联系我们以前学过的东西去想问题，也越来越善于由看到的实验现象总结出实验的结论，语言表达更规范.请同学们在课外思考我们刚才提出的问题.教材习题解答动手动脑学物理(P137)1.通电导线在磁场中会受到力的作用，受力的方向跟哪些因素有关？解答：通电导线在磁场中受力的方向跟电流方向和磁场方向有关.难题解答【例】如图是实验室电流表内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转．线圈中的电流越大，指针偏转角度越大，关于该现象，下列说法中正确的是（）A.该装置没有利用安培定则原理B.线圈中有电流通过时，把电能全部转化为内能C.改变线圈中的电流方向，其转动方向不会改变D.线圈中的电流越大，其所受磁场力越大解析：利用图示的装置分析出其工作原理，即通电线圈在磁场中受力转动，线圈的转动可以带动指针的偏转.答案：D布置作业：教师引导学生课后完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一课时的内容。教学反思1.这节课在教学中想方设法让学生参与到科学探究活动中.在探究的具体事例中，发现问题，寻找解决办法.让学生带着问题去观察、思考，在获得大量信息的基础上进行交流，解释、归纳、总结形成一定的认识，主动获取了一些有价值的知识.2.本课中活动设计，问题的引出和讨论交流，都能从学生的实际出发，引导学生去做、去说、去思、去发现，激发了学生的探究兴趣和探究欲望，调动了学习积极性，课堂非常活跃.学生在学习过程中，很自然地提高了科学素养.5 教学过程中老师的疑问：教师点评和总结：5