教學(xué)目標(biāo)：
1.物理觀念：
（1）了解電流在磁場中要受到力的作用，且力的方向與磁場的方向和電流的方向有關(guān)。
（2）知道電動機(jī)的工作原理，知道電動機(jī)在工作時能量如何轉(zhuǎn)化。
（3）知道電動機(jī)的優(yōu)點，以及它在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中的廣泛應(yīng)用。
2.科學(xué)思維：
通過探究“磁場對電流的作用”，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和概括能力。
3.科學(xué)探究：
（1）通過探究“磁場對電流的作用”，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和概括能力。
（2）通過“動手做”培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力，鼓勵學(xué)生積極開展小發(fā)明、小制作活動。
4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：
通過介紹電動機(jī)發(fā)展歷程和應(yīng)用，使學(xué)生了解科技進(jìn)步是人類社會進(jìn)步的巨大推動力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)、熱愛科學(xué)、關(guān)注科技進(jìn)步的良好素養(yǎng)
教學(xué)重點：探究磁場對電流的作用規(guī)律。
教學(xué)難點：解決電動機(jī)在工作過程中的轉(zhuǎn)向問題和制作小電動機(jī)。
教學(xué)課時：1課時
教學(xué)用具：多媒體、U型磁體、漆包線、大別針、開關(guān)、干電池、直流電動機(jī)、導(dǎo)線、矩形線圈。
教學(xué)互動設(shè)計：
創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新課
航模飛機(jī)是靠電動機(jī)作為動力的。遙控汽車也是靠電動機(jī)作為動力的。
二、新課講授，師生互動
你玩過電動汽車嗎？拆開后你會發(fā)現(xiàn)，里面裝有一個小電動機(jī)。接通電源，電動機(jī)立刻轉(zhuǎn)動起來，并帶動車輪轉(zhuǎn)動。電動機(jī)是應(yīng)用最廣泛的機(jī)械之一，你家中許多電器就是由它來驅(qū)動的。
電動機(jī)為什么能轉(zhuǎn)動呢？
磁場對通電導(dǎo)線的作用
生甲：電動機(jī)通過電流時才會轉(zhuǎn)動。
生乙：電流能產(chǎn)生磁場，磁場對磁極有作用。那么磁場對電流會不會有作用呢？
實驗探究 讓通電導(dǎo)線在磁場中動起來
如圖所示，把一根導(dǎo)線ab放在磁體的磁場中，導(dǎo)線的兩端通過光滑金屬導(dǎo)軌與電源、開關(guān)相連接。接通電源，電流通過導(dǎo)線ab，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
材料
蹄形磁體
導(dǎo)線
電池
光滑小導(dǎo)軌
（1） 如圖所示，接通電源，電流通過導(dǎo)線ab，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象：導(dǎo)線ab向右滑動。
（2） 如圖所示，磁極方向不變，改變電流方向，電流通過導(dǎo)線ab，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象：導(dǎo)線ab向左滑動（改變）。
（3） 如圖所示，電流方向不變，改變磁極方向，電流通過導(dǎo)線ab，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象：導(dǎo)線ab向右滑動（改變）。
分析論證：磁場方向不變、改變電流方向，導(dǎo)體的受力方向改變。導(dǎo)體的受力方向與電流方向有關(guān)。
電流方向不變、改變磁極方向，導(dǎo)體的受力方向改變。導(dǎo)體的受力方向與磁場方向有關(guān)。
實驗表明，通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用。力的方向與磁場方向和電流方向有關(guān)。
從能量角度來看，磁場對電流的作用，表明電能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。據(jù)此，科學(xué)家提出了電動機(jī)的設(shè)想。經(jīng)過發(fā)明家們幾十年的努力，實用的電動機(jī)的制造技術(shù)才逐漸完善?，F(xiàn)在，電動機(jī)已成為電氣時代的標(biāo)志了
讓線圈在磁場中轉(zhuǎn)起來
1873年，維也納博覽會上，一位工作人員很偶然地把兩臺發(fā)電機(jī)連在一起，一臺發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流通過另一臺發(fā)電機(jī)線圈，后一臺發(fā)電機(jī)競轉(zhuǎn)動起來！
這個偶然的發(fā)現(xiàn)表明，電動機(jī)和發(fā)電機(jī)應(yīng)該有類似的結(jié)構(gòu)?？梢园淹娋€圈放在磁場中，使之轉(zhuǎn)動，從而將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
實驗探究 磁場對通電線圈的作用
如圖所示，拿出你做的小發(fā)電機(jī)，接通電源，讓電流通過線圈?？纯淳€圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動嗎？
材料
磁體
導(dǎo)線
電池
自制小發(fā)電機(jī)
如圖所示，接通電源，讓電流通過線圈。
現(xiàn)象：線圈轉(zhuǎn)到豎直位置停下來！
生甲：當(dāng)線圈處在這個位置時，ab邊和cd邊中的電流方向相反，所以受到的力的方向相反且不再同一條直線上，從我們這個角度看去，線圈將順時針轉(zhuǎn)動。
生乙：當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過這個平衡位置時，線圈受到的兩個力將阻礙它沿原方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動，所以線圈不能持續(xù)轉(zhuǎn)動。
如圖所示，通電線圈在磁場中兩邊受力，但方向相反，發(fā)生順時針轉(zhuǎn)動。
如圖所示，當(dāng)線圈的平面與磁場垂直時，通電線圈受平衡力作用，達(dá)到平衡位置。這時由于慣性，線圈還會繼續(xù)轉(zhuǎn)動。
如圖所示，線圈靠慣性越過平衡位置后，磁場力作用的結(jié)果使線圈逆時針旋轉(zhuǎn)。
如圖所示，通電線圈最后靜止在平衡位置。
怎樣才能使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動呢？上面的分析表明，如果在線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置，立即改變線圈中的電流方向，那么，由于受力方向改變，線圈就可以按原來的方向持續(xù)轉(zhuǎn)動。
如果在線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置，立即改變線圈中的電流方向，那么，由于受力方向改變，線圈就可以按原來的方向持續(xù)轉(zhuǎn)動。這樣，每當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置，就改變一次電流方向，線圈可以不停地轉(zhuǎn)動下去。
動手做 制作一個電動機(jī)
怎樣才能使圖中的線圈轉(zhuǎn)動起來呢？用刀片將作為轉(zhuǎn)軸的漆包線同側(cè)的半邊漆皮刮掉，然后把線圈放在支架上，一個小直流電動機(jī)就做好了。
材料
漆包線（直接為0.5mm，長約為1m）
電池
曲別針
磁體
接通電源，試一試，你做的小電動機(jī)能持續(xù)轉(zhuǎn)動嗎？和同學(xué)們分析，這個裝置是怎樣控制電流的方向的？
實際直流電動機(jī)比你制作的小電動機(jī)復(fù)雜得多。如圖所示，線圈兩端各連一個銅半環(huán)，它們彼此絕緣，并隨線圈一起轉(zhuǎn)動。
換向器：兩個銅半環(huán)
兩個銅制半環(huán)E、F，它們彼此絕緣，叫做換向器（cmmutatr），并隨線圈一起轉(zhuǎn)動；A和B是電刷，它們跟半環(huán)接觸，使電源和線圈組成閉合電路。
換向器的作用：當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時，及時改變線圈中的電流方向。
換向器是19世紀(jì)發(fā)明的，一直沿用至今。
觀察 電動機(jī)模型
觀察如圖所示的電動機(jī)模型的結(jié)構(gòu)，將電動機(jī)連接一個開關(guān)，再接到電源上。接通電源，看電動機(jī)能否持續(xù)轉(zhuǎn)動。
觀將電動機(jī)連接一個開關(guān)，再接到電源上。接通電源，看電動機(jī)能否持續(xù)轉(zhuǎn)動。
如圖所示，接通電源，電動機(jī)順時針持續(xù)轉(zhuǎn)動。
如圖所示，改變電流方向，電動機(jī)逆時針持續(xù)轉(zhuǎn)動。
進(jìn)行各種變化，如改變磁鐵的磁極方向，改變磁鐵與線圈的距離，或水平放置磁鐵，觀察電動機(jī)轉(zhuǎn)動情況的變化。
實驗表明，電動機(jī)的轉(zhuǎn)向與電流方向和磁場方向有關(guān)。電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與電流大小和磁性強(qiáng)弱有關(guān)。
直流電動機(jī)的工作原理
利用磁場對電流的作用使線圈轉(zhuǎn)動，同時利用換向器及時改變線圈中電流方向，從而保持線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動。這就是直流電動機(jī)的工作原理。
電動機(jī)與人類文明
電動機(jī)工作原理：通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動。
電動機(jī)能量轉(zhuǎn)化：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
電動機(jī)優(yōu)點：構(gòu)造簡單、控制方便、體積小、效率高，污染小。
電動機(jī)應(yīng)用：電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、空調(diào)器、水泵，起重機(jī)、機(jī)床、電力機(jī)車等。
一部現(xiàn)代化汽車便應(yīng)用幾十臺小型電動機(jī)。
隨著社會的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，電動機(jī)和人類的關(guān)系越來越密切。
三、總結(jié)反思，超越自我
1.磁場對通電導(dǎo)線的作用。
通電導(dǎo)線在磁場中受力的作用。力的方向與電流的方向、磁場的方向有關(guān)。
2.讓線圈在磁場中轉(zhuǎn)起來。
直流電動機(jī)的工作原理：利用磁場對電流的作用使線圈轉(zhuǎn)動，同時利用換向器及時改變線圈中電流方向，從而保持線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動。
3.電動機(jī)與人類文明。隨著社會的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，電動機(jī)和人類關(guān)系密切。電動機(jī)優(yōu)點：構(gòu)造簡單、控制方便、體積小、效率高，污染小。應(yīng)用：電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、空調(diào)器、水泵，起重機(jī)、機(jī)床、電力機(jī)車。
四、板書設(shè)計，整合提升
1. 磁場對通電導(dǎo)線的作用。
通電導(dǎo)線在磁場中受力的作用。力的方向與電流的方向、磁場的方向有關(guān)。
2.讓線圈在磁場中轉(zhuǎn)起來。
直流電動機(jī)的工作原理：利用磁場對電流的作用使線圈轉(zhuǎn)動，同時利用換向器及時改變線圈中電流方向，從而保持線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動。
3.電動機(jī)與人類文明。隨著社會的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，電動機(jī)和人類關(guān)系密切。電動機(jī)優(yōu)點：構(gòu)造簡單、控制方便、體積小、效率高，污染小。應(yīng)用：電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、空調(diào)器、水泵，起重機(jī)、機(jī)床、電力機(jī)車。
五、大海揚帆，嘗試遠(yuǎn)航
1. 下列說法不正確的是（ ）
A. 導(dǎo)線在磁場中受里的作用
B. 通電導(dǎo)體在磁場中受里的作用
C. 磁場對通電導(dǎo)體作用力的方向與電流方向和磁場方向有關(guān)
D. 磁場對電流的作用，表明電能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
2．下列說法正確的是（ ）
A.換向器是兩個銅環(huán)
B.換向器改變平衡位置時線圈中的電流方向
C.換向器改變剛過平衡位置時線圈中的電流方向
D.兩個換向器是固定不轉(zhuǎn)動的
3．下列說法正確的是（ ）
A.通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用，力的方向只與電流方向有關(guān)
B.通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動
C.換向器是改變磁場方向的
D.電動機(jī)轉(zhuǎn)向與電流大小有關(guān)
4．關(guān)于電動機(jī)，下列說法正確的是（ ）
A.電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，控制復(fù)雜
B.電動機(jī)體積小，效率高，對環(huán)境污染小
C.電動機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
D.電動機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象工作的
5．下圖所示實驗裝置的原理與電動機(jī)的工作原理相同的是（ ）
參考答案1.A；2.C；3.B；4.B；5.A。
六、作業(yè)：P134.T2
課外作業(yè)P134.T1、T3。
P134家庭實驗室 電磁現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化
教學(xué)反思：

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初中物理教科版（2024）九年級上冊電子課本 舊教材

2 磁場對電流的作用

版本： 教科版（2024）

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