初中物理教科版（2024）九年级上册2 磁场对电流的作用教案设计

这是一份初中物理教科版（2024）九年级上册2 磁场对电流的作用教案设计，共13页。教案主要包含了课标分析，内容和地位分析，电话和传感器等内容，欢迎下载使用。
教材分析
一、课标分析
1.探究并了解通电导线在磁场中会受到力的作用。
2.了解直流电动机的构造和工作原理及其能量转化。
二、内容和地位分析
本节课是第八章的第二课,前边已经学过了电磁感应现象的相关内容,对学习此节课有较好的铺垫作用,另外电动机和电话及传感器与实际生活联系紧密,在分析电动机及相关设备或器件的原理和能量转化过程时,可选取的素材较多,便于老师渗透从生活走向物理,从物理走向社会的教育理念。
学情分析
学生已经学习了电路的基础知识、磁场的基本性质和电流的磁效应。在认知层面上,因为生活中的电动机基本上都是封闭的,学生很难对其内部结构获得直观的感性认识,而初中生思维虽然处在形象思维向抽象思维的过渡阶段,但是仍以形象思维为主;通过前面一年的物理学习,学生也具备了一定的实验探究能力和分析、解决问题的能力。
教学目标
1.了解通电导线在磁场中会受到力的作用。
2.认识通电导线在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关。
3.了解直流电动机的构造和工作原理及其能量转化。
4.知道换向器在直流电动机中的作用。
核心素养
1.通过了解物理知识如何转化成实际技术应用,进一步提高学生学习科学技术知识和应用物理知识的兴趣。
2.通过认识电与磁之间的相互联系,使学生乐于探索自然界的奥妙。
重点难点
重点:通电导线在磁场中受到力的作用。
难点:直流电动机的构造和工作原理,换向器的作用。
教学过程

续表

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教学反思



教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节一:导入新课
回忆奥斯特电生磁的实验。
提问:奥斯特实验说明电流对小磁针有力的作用,那么磁体对电流有没有力的作用呢?
我们知道生产和生活中的许多电器都需要电动机来带动,电动机已经深入到现代社会生产、生活的各个角落,那么电动机的工作原理是什么?电动机具有怎样的结构?电动机工作过程中的能量转化是怎样的呢?
学生思考并讨论老师提出的问题。
通过提问的方式,引起学生思考和学习的兴趣。
环节二:磁场对通电导线的作用
1.探究磁场对通电导线的作用。
演示实验:通电导线在磁场中受到力的作用。
【演示1】把导线ab放在磁场里,接通电源。
老师请学生说出观察到的现象,引导学生讨论并得出结论。
现象:接通电源后导线ab向右运动了。
老师提出问题:通电导线在磁场中是不是永远向一个方向运动呢?如果不是永远向一个方向运动,那么有哪些方法可以改变它的运动方向呢?
老师请学生进行猜想,然后利用演示实验验证学生的猜想是否正确。
【演示2】只改变刚才实验中电流的方向,再做一次实验,观察导线ab的运动方向。
现象:导线ab向左运动。
【演示3】保持刚才实验中电流的方向不变,把蹄形磁体两极调换一下,使磁场方向与原来相反,观察导线ab的运动方向。

学生观察实验,闭合开关,导线ab会运动,说明通电导线在磁场中受到力的作用。
学生讨论:通电导体在磁场中受力的作用,作用方向可能与电流方向有关,也可能与磁场方向有关。
学生观察现象,总结实验结论。实验结论:
(1)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的方向跟电流方向、磁场方向都有关系。

老师通过演示实验,让学生观察现象,归纳总结的方式,锻炼学生科学思维能力和分析归纳能力,体会科学探究的步骤和精神,培养学生利用科学方法解决实际问题的意识。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节二:磁场对通电导线的作用
现象:导线ab向右运动。
老师提出问题:如果电流和磁场的方向都变得与原来相反,通电导线受力方向会怎样?
学生给出猜想后老师进行演示。
2.探究磁场对通电线圈的作用
老师提出问题:如果把一个通电的线框放到磁场中,线框会怎样运动?
(1)演示实验:把线框放入磁场中,接通电源,让电流通过,观察线框的运动,并对线框进行受力分析。
当电流的方向或磁场的方向变得相反时,通电导线受力的方向也变得相反。当电流的方向和磁场的方向同时改变时,通电导线受力的方向不变。
学生观察演示实验并得出结论:通电线框在磁场中可以转过一个角度,但不能持续转动,而是来回扭转。
通过现象分析,使学生深入理解磁场对通电导线的作用,培养学生的观察能力和分析问题的能力。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节二:磁场对通电导线的作用
(2)如何让线圈转动起来:
老师提出要求:请同小组的同学们合作,利用你身边的器材,制作一个线圈并让该线圈转动起来。比比看哪个小组做得又快又好。
老师提醒学生注意:
①由于线圈是铜(或铝)线绕制成的,电阻很小,线圈不转动时通过线圈的电流较大,应尽量减少线圈在通电情况下静止的时间。
②线圈应靠近磁极,这样线圈处于强磁场中,受到的力大,转动快。
自制电动机:
一端漆皮全部刮掉,另一端只刮上半周或下半周。
这样,线圈转动越过平衡位置后,停止对线圈供电,由于惯性,线圈继续转动。转动半周后再继续供电,线圈就可以持续转下去了。
例1 如图所示,闭合开关,铜棒向左运动,为使铜棒向右运动,下列操作不可行的是( )
A.只对调电源的正、负极
B.只对调磁体的N、S极
C.导线①接A、C接线柱,导线②接B、D接线柱
D.同时对调电源正、负极和磁体N、S极

学生分组进行实验,线圈两端的漆包线,一端的绝缘漆全部刮掉,另一端只刮半周。可以看到线圈能连续转动起来。
学生思考讨论并回答问题。

制作电动机模型,通过电动机模型了解电动机转动的原理。为接下来学习电动机的原理做铺垫。
通过练习加深磁场对通电导体的作用规律的理解。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节三:电动机
1.学生阅读课本相关内容后思考:
(1)电动机的基本结构和工作原理是什么?
(2)什么是平衡位置?线圈为什么不能持续转动下去?
(3)如何使线圈持续转动下去?
2.电动机的工作过程:
(1)介绍换向器是如何改变电流方向的,即直流电动机的工作过程。
(2)线圈中的电流方向是a→b→c→d,线圈在磁场中受力顺时针转动。
(3)当线圈转动到平衡位置时,电刷与两个半环间绝缘部分接触,线圈中无电流,线圈不受力的作用,线圈由于惯性越过平衡位置。
(4)线圈越过平衡位置后,电刷与铜半环接触,线圈中的电流方向是d→c→b→a,电流方向改变,导线ab、cd的受力方向改变,仍使线圈顺时针转动(无论线圈的哪个边,只要它处于靠近S极的一侧,电流都是从读者这边朝纸内的方向流去,这时它的受力方向总是相同的,线圈就可以不停地转下去)。
(5)线圈又转至平衡位置,当线圈由于惯性越过平衡位置时,通过换向器改变了线圈中电流的方向,这样线圈就会持续转动下去。

学生认真阅读课本,积极思考,并举手发言:
电动机由两部分组成:能够转动的线圈和固定不动的磁体。在电动机里,能够转动的部分叫做转子,固定不动的部分叫做定子。
学生认真听老师讲述,思考并理解电动机的工作过程。

通过阅读引起学生对电动机的学习兴趣,培养学生信息提取能力和自学能力。
通过理解老师的讲解,培养学生对电动机的物理观念的理解和相应的科学思维能力。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节三:电动机
3.电动机的工作原理及能量转化:
提问:(1)电动机是根据什么原理制成的?
(2)你能说出电动机工作时能量是如何转化的吗?
老师引导学生根据通电而运动,消耗电能得到机械能回答。
4.电动机和发电机的对比:
老师引导学生对比电动机和发电机的区别和联系:
例2 在“科技节”活动中,小明制作了如图所示的“小发明”。闭合两开关后电动机都能转动,小灯泡发光。下列说法不正确的是( )
A.甲电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动原理工作的
B.对调电源正、负极,小灯泡将不发光
C.甲电动机相当于电路中的用电器
D.乙电动机是利用电磁感应原理工作的
学生:电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。
学生:电动机工作时,将电能转化为机械能。
跟随老师的思路,与老师一起分析比较电动机与发电机的区别和联系。
学生思考、讨论并回答问题。
通过提问的方式,调动学生的学习兴趣,逐步形成电动机工作原理的物理观念和电动机工作过程中的能量转化观念。
通过相似模型的比较,培养学生形成辩证的科学思维能力和分析归纳能力。
通过练习和对比,强化学生对发电机和电动机原理的理解。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节四:电话和传感器
1.声信息与电信息:
(1)提出问题:怎样把振动的声音信息转化成电流的信息呢?
演示:把声音信息转换成电流信息。首先按课本第135页图8-3-3组装好实验器材,然后让一个学生大声说话、唱歌。请同学们观察示波器上图形的变化情况。
现象:当对着线圈说话时,示波器上浮现了与声音变化相对应的图形。
学生交流分析:根据电磁感应现象,当置于磁极附近的线圈在声音推动下做切割磁感线振动时,线圈中会产生与声音变化相应的感应电流。
(2)学生分组交流并设计实验探究:把电流信息还原成声音信息。
学生按照课本第136页图8-3-4组装实验器材并进行实验,实验现象可以表明变化的电流可以转化为振动。如果通过线圈的电流是由声音转化而成的,类似装置就可以把声音还原。
(3)把上面的演示实验和同学们的探索实验组合起来,就设计出了电话的主要构造:话筒和听筒。
(4)电话的工作原理:振动——变化的电流——振动。
①话筒的工作原理:当人对着话筒说话时,声波使膜片振动,膜片忽松忽紧地挤压接触关不紧密的碳粒,使电阻忽大忽小,在电路中就产生了强弱按声音变化的电流。
②听筒的工作原理:强弱变化的电流传到听筒里,使电磁铁的磁性变化起来,对膜片(薄铁片)的吸引力也忽强忽弱,这样膜片也振动起来了,发出和对说话相同的声音。
2.通过阅读第3节的内容思考并回答下列问题:
(1)动圈式话筒:
动圈式话筒的作用是什么?原理是什么?基本构造是什么?工作过程是什么?

同学们自学并交流电话的发展历史。
学生根据老师要求阅读课文,并回答问题。
动圈式话筒的作用是把声音转化为电流;原理是电磁感应现象;基本构造是在接收声音的膜片后粘着一个线圈,它能随膜片仪器振动,膜片后有一个环形永磁体,线圈置于它的磁场中;工作过程是当对着话筒说话时,声音使膜片振动,线圈也跟着在磁场中运动,产生随声音变化而变化的电流,经放大后,通过扬声器还原成声音。
通过阅读及回答问题,形成对动圈式话筒和扬声器的初步认识,加深对它们工作原理的理解,体会电磁感应现象和磁场对通电导线的作用在实际生活中的应用。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节四:电话和传感器
(2)扬声器:
扬声器的作用是什么?原理是什么?基本构造是什么?工作过程是什么?
3.传感器:
(1)传感器是实现信息转换信号的器件。
(2)生活中常见的传感器及其应用:声音传感器、温度传感器、红外线传感器、光传感器、烟气传感器、压力传感器等。
例3 如图所示的是动圈式话筒内部结构图,对着话筒说话时,声带振动发出声音,使膜片带动线圈做切割磁感线运动,产生的 进入扬声器,将声音放大;话筒的工作原理是 。线圈切割磁感线运动的过程中,将 能转化为电能。
例4 如图所示的是扬声器(喇叭)的结构图。当扬声器的线圈中通入因携带声音信息而时刻变化的电流时,线圈会在永磁体的作用下受到力的作用并带动纸盆振动发声。下列说法中错误的是( )
A.扬声器工作时是将电能转化为机械能
B.扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动
C.扬声器中的永磁体周围存在磁场
D.扬声器工作时线圈中的电流不变
扬声器的作用是把电信号转换成声信号;原理是通电导体在磁场中受力的作用;基本构造由永磁体、线圈、锥形纸盆构成;工作过程是当线圈中通过电流时,线圈受到磁体的吸引向左运动,当线圈中通过相反方向的电流时,线圈受到磁体的排斥向右运动,由于通过线圈的电流是交变电流,它的大小和方向不断变化,电流的方向影响纸盆运动的方向,电流的大小影响纸盆振动的幅度,于是扬声器就发出了随电流变化的声音。
学生思考、讨论并回答问题。
通过练习,强化学习效果,锻炼学生利用现有知识解决实际问题的能力。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
板书设计
2.磁场对电流的作用
3.电话和传感器
一、磁场对通电导线的作用
1.通电导线在磁场中受到力的作用。
2.通电导体所受力的方向跟电流方向、磁场方向有关。
二、电动机
1.结构:定子、转子。
2.工作原理:通电线圈在磁场中受力转动。
3.换向器:当线圈转过平衡位置时,能够自动改变线圈中的电流方向,使线圈继续转动。
4.电动机工作时,将电能转化为机械能。
三、电话和传感器
课堂练习
课堂8分钟
课堂小结
本节课你学到了什么?有哪些收获呢?
作业布置
《七彩作业》第八章第2节、第3节。