磁场对电流的作用教学设计示例二
课时:1课时。
教学要求:
1.知道磁场对电流存在力的作用,知道通电导体在磁场中受力方向与电流方向,以及磁感线方向有关系。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。能说明通电线圈在磁场中转动的道理。
2.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。
3.培养、训练学生观察能力和从实验事实中,归纳、概括物理概念与规律的能力。
教学过程
一、引人新课
首先做直流电动机通电转动的演示实验,接着提出问题:
电动机为什么会转动?
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——电流周围存在着磁场,并通过磁场对磁体发生作用,即电流对磁体有力的作用,再让我们逆向思索,磁体对电流有无力的作用呢?即磁体通过其磁场对电流有无力的作用呢?
现在就让我们共同沿着这一逆向思索所形成的猜想,设计实验,进行探索性的研究。
板书:
四、研究磁场对电流的作用
二、演示实验
板书:1.实验研究:
1.介绍实验装置的同时说明为什么选择这些实验器材,渗透实验的设计思想。
2.用小黑板或幻灯出示观察演示实验的记录表格,如下:
3.按照实验过程,把课本1、2两个实验,用边演示,边指导观察,边提出问题的方式,连续完成。要求学生完成观察演示实验的记录和思考回答表中的问题:
“通电铜棒在磁场中,运动的原因是什么?”
这样做,一是引导学生发现磁场对电流也存在力的作用,二是进一步巩固、深化力的概念。
4.对学生通过观察,归纳概括出的结果,要做小结:(板书小结如下)
通电导体在磁场中受到力的作用,力的方向与电流方向、磁感线方向是相互垂直的.不论是改变电流方向,还是改变磁场方向,都会改变力的方向
三、应用
板书:2.实验结论的应用:
1.出示线圈在磁场中的演示实验装置,并提出问题让学生思考:
应用上面实验研究的结论,分析判断通电的线圈在磁场中会发生什么现象?
2.出示方框线圈在磁场中的直观模型,并用小黑板或幻灯片把模型的平面图展示出来,以助学生思考。
3.在学生作出判断的基础上,演示通电线圈在磁场中所发生的现象,来证验学生的分析,判断是否正确。(关于这个实验装置见前面的“实验”)
4。在实验验证的基础上过渡到教材中的“想想议议”上来,无论学生解释得完整,或者不完整都没有关系,可以留下来课后讨论,为下一节课继续分析埋下伏笔.
四、讨论
板书:问题讨论
怎样旧能的转比与守恒的观点,来说明通电导体和通电线圈在磁场中发生运动的现象?启发讨论的子问题:l.通电导体和通电线圈发生运动时,消耗了什么能?得到了什么能?2.你所说的消耗的能和你所说的得到的能守恒吗?为什么?
五、小结
板书:课堂小结
学生小结,或师生共同小结,本节课学到了什么?
板书设计
四、研究磁场对电流的作用
1.实验研究 2.实验结论的应用 3.问题讨论
结论:____________问题:_____________①____________
______________ __________________②______________
____________想想议议________4.课堂小结
_____________ _______________ __________________
教学目标
知识与能力
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应线方向有关,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。过程与方法
培养学生理论联系实际的意识 感态度与价值观
通过了解物理知识如何转化成实际技术应用,进一步提高学习科学技术知识的兴趣。教学重点、难点
重点
1磁场对通电的导体有力的作用
2通电的导体的受力方向跟磁场方向和电流方向有关 难点
左手定则的运用
(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(也可用幻灯片代替)。(三)教学过程 1复习相关知识并提问:
1.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生()作用,磁体间的相互作用就是通过()发生的。
2.将一根导线平行地放在静止的小磁针上方,当导线通电时,发现小磁针(),说明电流周围存在()。2.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一电动机。
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。
3.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)后通电,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______得到了______能。
板书:〈4.通电导体在磁场中运动是消耗了电能,得到了机械能。〉
4小结:1)通电导体在磁场里受到力的作用
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
3)通电线圈在磁场中受力转动,到平衡位置时静止
5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。
高淳县东坝中学 王道玉
案例
1、提出问题、作出猜想
教师演示实验:把一段通电导线绕在铁钉上,让它吸引大头针。师 同学们看见什么? 生 吸引大头针。
师 同学们讨论一下,为什么会吸引大头针?你能提出一个什么问题?
(学生小组讨论,分析现象产生的原因,)生 电流周围和磁铁周围一样,都有磁场吗? 生 电能生磁吗?
师 很好!同学们猜一猜电流周围有磁场吗?
生 有,上面实验中通电导线能吸引大头针就像磁铁吸引大头针一样。
2、实验方案设计
师 怎样设计实验?同学们以组为单位讨论一下。
(学生观察桌上的实验器材,同时以组为单位进行方案设计,最后各小组选出代表发言。)
师 已有磁铁,如何得到电流? 生 给一根导线通电就行。师 要注意什么问题吗?
生 短路,在电路中接入一个小灯泡或接入一滑动变阻器就可以了。师 怎样用实验来研究电流周围有磁场呢?
生 给导线通电后,将小磁针放在导线的附近,看小磁针的指向有什么变化,如果有,就可以证明电流可以产生磁场。
师 怎么放置小磁针呢?讨论一下。
学生讨论后回答平行,垂直,斜放,放在导线的上方,放在导线的下方。
(在这一环节里,教师注意了对学生的培养,鼓励学生大胆进行设想,并尽可能多的想出各种放法。)
3、进行实验
在这一环节中,由于学生对实验设计方案讨论比较充分,大部分学生都能很快进行实验,但有的组实验进行的不算顺利,出现了各种各样的问题。比如,有的实验器材不好用,有的组实验操作时出现了失误,如滑动 变阻器的滑片放在了阻值最大的位置上,使电路中的电流太小;而有的组电池电量明显不足,使实验现象不明显。还有两组实验中,导线连接处接触不良,造成无电流现象。教师对过别的组进行实验指导,同时让不同小组的同学互相帮助,特别是让实验成功小组的同学帮助没有获得成功的组。
教师引导学生在实验操作过程中出现问题的同学对自己的实验进行总结,找出原因。由于学生亲自做实验,而且出现了问题后有进行了调整,因此很轻松的找到了实验过程中出现问题的原因。
师 通过实验,同学们对电流能产生磁场有了一定的了解,在实验中发现了什么新的问题?有什么疑问需要解决的?请大家提出来一起讨论吧。
生 其他同学的实验有问题,我认为实验应该多做几次后才能得出正确的结论。
(提出这个问题,立即引起同学们的争论,教师表扬了该同学,指出了实验多做几次的重要性。)
4、设计螺线管
师 电流能够产生磁场,同学们再我们研究电流的磁场时你比较关心的问题是什么?
生 它的磁场是什么样的?如何增大电流的磁场?
师 可以小组讨论并进行设想:如何增大电流的磁场?
学生讨论后发言 可以使电流大些,也可以再给另外一根导线通电后将两根导线放在一起。
师 那样操作起来是很不方便的,你有什么办法使它更方便吗? 生 用一根导线绕上几圈,通电后磁性会更强些。
师 同学们现在就可以利用你手边的材料亲自制作一个通电螺线管。(学生制作过程中注意了合作)
师 完成的同学请展示你的作品,并通电试试,看能否使小磁针发生偏转。
5、研究通电螺线管的磁场
师 我们已经找到了电和磁之间的联系之一:电能生磁,也制成了这种很方便的产生磁的装置——通电螺线管,讨论一下,为什么通电螺线管在磁场中会比单个的一根通电导线的磁场要强?
生 电流大才使磁性加强。
生 由于多根导线的磁场加在一起,所以磁性会更强。(教师对回答正确的同学给予肯定表扬)
师 刚才有同学提出想知道电流的磁场是什么样的,那么我们就用自己制成的通电螺线管去研究这个问题。请你们思考一下,说说如何去研究?怎么做才最方便? 生 用许多小磁针,放在不同的地方,看北极指向有什么变化。生 用一个小磁针放在不同的地方,看北极指向有什么变化。(教师要求按照两个同学的方法进行实验,并对个别同学的实验操作进行简单的提示,最终由同学们做出分析,共同得出了结论:通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场是一样的。)
6、判断通电螺线管的南北极
师 条形磁铁有南北极,那么通电螺线管也会有南北极。用什么方法知道你的通电螺线管的南北极?
生 仍然利用小磁针进行判断。
生 把通电螺线管用细线吊起来,根据它静止时两端的指向进行判断。
教师引导学生用实验的方法进行研究,学生都能判断南北极。两个通电螺线管,让学生判断南北极,大部分学生都无法进行判断,教师指导学生看书后对其进行判断,并让学生说出判断的方法,学生在叙述上出现了说不清的现象,无疑书中P40页的两幅图使学生运用出现了障碍,于是播放FLASH动画——安培定则,请同学们运用这种方法再进行了判断,结果很准确。
7、小结(略)
反思及认识
1、课题引入是通过实验现象,教师根据学生的思维能力和已有的知识,直接引导学生提出问题“电流周围有磁场吗?”,并对现象产生的原因进行分析,教师在教学中起到了很好的引领作用。
2、在探究电流周围是否有磁场时,主要研究电流产生的磁场和磁场方向。在方案设计上教师鼓励学生大胆进行设计,提出解决问题的方法,在实验探究过程中根据教师所给的器材,通过实验研究了电流产生的磁场与那些因素有关,教师关注的是学生学习过程的体验。教师给学生创设了充分发表自己见解的机会,有效地培养了学生分析问题、解决问题的能力。
3、在教学过程中适时进行表扬,鼓励交流,鼓励质疑,课堂气氛和谐、民主、融洽,创造了一个良好的探究环境。
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