1、5.45.4 磁场对电流的作用磁场对电流的作用 【授课班级】【授课班级】12 数控（2）班 35 人 【授课时间】【授课时间】2013.3.28 第 3、4 节课 【授课【授课教材教材】高等教育出版社 物理（通用类） 【教学内容】【教学内容】第五章 第四节 磁场对电流的作用 【授课类型】【授课类型】综合课 【设计理念设计理念】 本次课的设计理念是理论与实践相结合，通过综合实践活动实现教、学、思、做、悟一 体化，让学生在“做中学，学中做” ，培养学生基本科学文化素养，为学生专业学习和终身发 展服务，展现文化基础课魅力。 【教材分析】【教材分析】 本次课取材于张明明主编的物理 （通用类）高教版，选
2、自教材第五章第四节的内容， 前面一节内容是磁场 磁感强度，后面一节内容是电磁感应。磁场对电流的作用是电磁学的基 础知识，在学生生活、职业专业中有广泛的应用。 本节内容教材设置为 1 课时，而我把它设置为 2 课时，增加的这 1 课时，主要用来让学 生制作直流电动机，并用自己制作的直流电动机来验证左手定则和安培定律。其目的是让学 生真正有效地通过自己的实践掌握重点，突破难点。 【学情分析】【学情分析】 本次课的教学对象是中专一年级数控专业学生。 物理是数控类专业的一门重要的文化 基础课，为学生专业课的学习服务。 学生是学习的主体,在设计课堂教学时,要了解我们的学生。他们已经学习了磁场、磁感 强度
3、、运动和力的关系、全电路欧姆定律等相关内容；有较好的模仿能力；动手操作的欲望 相对比较强，喜欢自我表现。利用他们的这些特点，我增设学生制作直流电动机环节与内容， 加强课堂的实践环节和讨论分析环节，大大调动了他们的学习积极性。 由于要学生在教师的指导下自主完成制作，而学生的动手能力又存在差异，这就对教师 课堂的掌控力提出了更高的要求。 【教学目标】【教学目标】 1.知识与技能 （1）通过实验认识安培力，理解影响安培力大小和方向的因素。 （2）会根据安培力公式计算安培力的大小，知道公式中各量的物理意义。 （安培力的计算限于直线导线跟磁感强度 B 平行或垂直两种情况） （3）会用左手定则判断安培力的
4、方向。 （4）会制作简单的单线圈直流电动机，认识直流电动机的工作原理。 2.过程与方法 （1）经历制作简易的单线圈直流电动机的实践过程，体验在实践中探究、在操作中感悟，发 展动手解决问题的策略。 （2）体会控制变量的科学方法。 3.情感、态度与价值观 通过学生自己制作直流电动机，激发学生在“做中学，学中做”的兴趣；培养学生善于 动手、勇于实践、尊重客观规律、实事求是的职业态度；培养学生坚持真理、勇于修正错误 的科学精神。 【教学重点】【教学重点】 1.会用左手定则判断安培力方向 2.理解安培定律，及其简单应用 【教学难点】【教学难点】直流电动机原理 【教学方法】【教学方法】实验法、范例分析法、
5、对比鉴赏法 【教具准备】【教具准备】多媒体、蹄形磁铁、线圈、电源、导线、滑动变阻器、开关、直流电动机的成 品和半成品。 【课时安排】【课时安排】2 课时 【教学时间分配】【教学时间分配】 1、导入新课 （3 分钟） 2、左手定则 （17 分钟） 3、安培定律 （20 分钟） 4、制作直流电动机 （44 分钟） 5、总结提高 （6 分钟） 【板书设计】【板书设计】 5.4 5.4 磁场对电流的作用磁场对电流的作用 安培力：磁场对电流的作用力 一、安培力方向左手定则 二、安培力大小安培定律 F=BIL（适用条件：1 匀强磁场 2 导线垂直磁场） 三、制作单线圈直流电动机 【教学过程教学过程】 学学
6、习习 环节环节 教学内容教学内容 师生互动师生互动 阶段目标设计阶段目标设计 思想与效果测思想与效果测 评评 教师活动教师活动 学生活动学生活动 导 入 新 课 课题引入 【播放视频】 【提出问题】 数控机床的动力主要来自电动 机， 电动机通电后会转动起来， 你知道电动机为什么会转动 吗？ 【观看】 【思考】 通过视频，调 动 学 生 的 情 绪；点明本节 课的主题。 新 课 教 学 一、左手定则 伸开左手， 使大拇指 跟其余四指垂直， 并 且都跟手掌在同一 平面内， 把左手放入 磁场中， 让磁感应线 垂直穿入手心， 并是 伸开的四指指向电 流方向， 那么， 大拇 指所指向的方向就 是通电导线
7、在磁场 中所受安培力的方 向。 【演示实验】磁场对通电导线 的作用 【引导启发】 控制变量法：如果磁场方向不 变，改变电流方向，观察到什 么现象；如果电 流方向不变，改 变磁场方向，观 察到什么现象？ 【示范】用左手 定则判断安培力 的方向。 【课堂练习】P134 1 【观察实验现 象】 【分析归纳】 磁场对电流的 作用力的方向 与电流方向、 磁场方向有 关。用左手和 两只笔来确定 B、I、F方向的 空间位置关系 【巩固练习】 掌 握 左 手 定 则，会用左手 定则判断安培 力方向。 二、安培定律 1.表述： 处在匀强磁 场中并与磁场方向 垂直的通电直导线 所受到的安培力的 大小等于磁感强度
8、B、电流 I、导线长 度 L 三者的乘积。 2.公式：F=BIL 3.适用条件： a.匀强 磁场； b.直导线与磁 场方向垂直。 4.当导线方向与磁 场方向平行时， 通电 直导线受到的安培 力为零。 【提出问题】通电直导线所受 到安培力的方向与电流方向、 磁场方向之间的垂直空间关 系，可以用左手定则来判定， 那么它的大小关系由谁来决 定？ 【实验演示、验证猜想】 控制变量法：1.改变磁感强度 (如利用强磁铁)；2.改变电流 大小；3.改变在磁场中的导线 长度(如改变线圈的匝数) 【归纳总结】 安培定律 【课堂练习】P134 2 【猜想】 根据教师提出 的问题猜想， 安培力大小可 能与哪些因素
9、有关？ 【观察实验现 象】 【巩固练习】 通过问题设置 学生猜想 实验验证归 纳结论，落实 教学目标，突 出重点。 学习学习 环节环节 教学内容教学内容 师生互动师生互动 阶段目标设计阶段目标设计 思想与效果测思想与效果测 评评 教师活动教师活动 学生活动学生活动 新 课 教 学 三、制作直流电动机 1 观察直流单线圈电 动机。 2 提出学习活动目标 与要求。 1.演示上一届学生制作的直 流单线圈电动机， 并介绍各部 件的构造与作用。 2.分发制作材料和工具。 3.简单介绍每个主要的工具 和材料的用途、用法。 【制作目标与要求】 4.完成的直流单线圈电动机 要结构安排合理、美观大方， 有自己的
10、创新成分。 5.制作品至少能连续转动 5s 时间，能在班里参与比赛。 6.采取各种办法使自己制作 的电机转动的更快。 7.能用自己的制作品进行实 验探究。 1.观察、 认识单 线圈直流电动 机的外形、结 构。 2.察看、验收、 认识单线圈直 流电动机的制 作材料和工具。 3.由学习目标 粗略设计制定 制作的程序。 1. 创 设 本 节 课 学 习 成 果 的情境，激发 兴趣。 2. 初 步 认 识 制 作 的 材 料 和工具。 3. 初 步 明 确 制 作 总 要 求 与目标。 3.制作及探讨 制作转动的线圈(转 子)和换向器 【边示范边引导】 1.将另一 根长约为 50cm 漆包线密绕在 直
11、径约为 2.5cm 的硬质纸筒 （用薄书或作业本卷成）上， 大于 10 圈，然后把绕成的线 圈取下将两个端线分别留出 小于 4cm 长， 以线圈面为对称 将两端线沿各自线圈绕 3 圈 扎紧， 固定线圈不散开， 最后 把圆形线圈用手捏成长约 3cm、宽约 1.5cm 的长方形或 椭圆形，如图 1 所示。 2.用钢尺或小刀把线圈两端 线头刮去约一半的油漆， 刮去 漆的面要与线圈面垂直， 以作 换向器用。 【巡视与问题点拨】 【制作步骤】 绕线圈时注意 要领， 这里有一 定的技巧。 【相互观察、 检 查】 会制作线圈， 并 知 道 它 在 电 机 中 起 到 的 技 术 方 面 的作用。 图 1 单
12、线圈直流电动机 线圈 学习学习 环节环节 教学内容教学内容 师生互动师生互动 阶段目标设计阶段目标设计 思想与效果测思想与效果测 评评 教师活动教师活动 学生活动学生活动 新 课 教 学 制作起电池 夹和轴架作 用的构架 【边启发引导边示范】 怎样做电池 夹和轴架（有电刷作用）呢?使得 既能达到夹紧、 接触良好， 又能充 分发挥手边的材料、工具等的特 点。 用长约 16cm 直径约 0.8mm 的铜导 线制作成起电池夹和轴架功能的 构架装置。 用尖嘴钳将铜导线弯折 成如图 3 所示形状， 轴架上端弯成 圆圈状， 以作为电动机线圈 （转子） 的轴承，对称性的做两副。然后， 把该构架放在小木板上，
13、 将电池和 线圈放入其中， 调节两轴架间和两 电池夹之间的距离，使电池被夹 紧，两轴架间距约为 3.5cm 左右。 也可按自己合理的想法去做。 【巡回指导】 主要针对制作的目的 性和方法性的引导 【制作步骤】 先观察、 思考电池 夹和轴架的结构 与功能特点， 体会 认可后动手制作。 1. 学 会 根 据 目 标 制 定 制 作 方 案 与 方 法。 2.增强、强化 制 作 的 目 标 性，增加自己 理解的、创新 的成份,减少 盲目性，减少 依 葫 芦 画 瓢 式 的 制 作 成 份。 安装调试与 原理探讨 1.要求安装的各元件布局合理、 美 观。 【原理探讨】 （1）直流电动机为什么能够连续
14、转动？ （2）我们制作的直流电动机线圈 （也叫转子）旋转一周的过程中： 通电时间大约多少个周期？起始 位置在何处？ （3）没有换向器线圈能连续转动 吗? 2.根据各部件的作用和原理进行 合理调整、调试。 【巡视与指导】 1.安装： （注意） 把小磁铁极性朝 上(作为定子)用 胶带固定在两轴 架中央， 调节轴架 水平和高度， 使其 线圈下边缘距小 磁铁上表面尽量 小(为什么要这样 做？)。 2.小组讨论问题。 3.调整、 调试单线 圈直流电动机， 并 试验其运转。 4.观察电动机运 转时的一些规律 性的现象， 并作解 释。 1.会安装。 2. 能 看 出 安 装、调试中出 现的问题（包 括优缺点
15、） ， 并 会 进 行 解 决。 3. 培 养 善 于 区 分 本 质 与 非本质,主要 因 素 与 次 要 因 素 的 物 理 学习技能。 4.培养认真、 细致、严谨的 科 学 态 度 和 精神。 图 3 构架 学习学习 环节环节 教学内容教学内容 师生互动师生互动 阶段目标设计思想与阶段目标设计思想与 效果测评效果测评 教师活动教师活动 学生活动学生活动 新 课 教 学 实验探究 1.你的直流电动机是否总是 沿一个方向转动？能否按要 求来改变电动机转动的方 向？ 2.怎样才能改变增强通电线 圈的安培力,使得转子转动的 速度更快呢？ 需说明你实施的方法与技巧、 主要的依据和原理等。 【方法与
16、技术提示】 比如，依据安培定律F=BIL， 增加到两块磁铁； 改变增加线 圈的匝数； 将两电池并联 （或 串联） 接入电路 （电池并联接 入电动机转速快还是串联接 入时快？说明理由） ；将另一 磁铁放在线圈周围不同的角 度（位置） ，找到线圈转速最 快的位置，等等。 【实验】用两种方 法来改变转子转动 方向。 【尝试与实证】 1.使磁铁上边缘离 线圈下边缘距离接 近 2mm。这样做的 目的是增强通电线 圈处的磁感应强 度。 2.据安培定律，改 变增大B、L、I等 办法。 【自主探究】 会从现象中归纳规 律。 1.体会改变输入电 压、电流、线圈匝 数和磁场在线圈中 的强度等，与电机 转速的关系。
17、 2.尝试假设与现象 和结果间的一致性 和差异性。 3.感受学习成果所 带来的乐趣和成就 感。 知识拓展 结合图片、 视频介绍 “磁场对 电流的作用”在学生生活、 职 业专业中的应用 【观看】 【举例】 让学生了解“磁场 对电流的作用”在 生活、职业专业中 的广泛应用。 课 堂 小 结 师生共同 总结 【引导总结】 引导学生从学习的知识、 学习 的方法、 学习的体会等方面谈 收获。 【学习小结】 回忆总结，巩固知 识。 布 置 作 业 1.练习册 练习 54 2.在本节课制作、 技术和实验 的探究中， 用到了哪些你以前 学过的物理知识， 简明扼要的 用物理词或词组分别写出 （例 如，安培力、人
18、造磁铁等，至 少写出 8 个） ；同学之间相互 借换电动机来进行玩赏、观 察、探讨和实验，收集值得借 鉴的技术和心得。 3.在网上收集电动机的其他 制作方法。 【练习巩固】 【合作学习】 同学之间相互借换 电动机来进行观 赏、观察、探讨有 哪些值得借鉴。 学生通过课后练 习，使学习进一步 得到拓展，激发学 生潜力， 巩固知识， 实现学习目的。 【教学反思教学反思】 成功之处： 1.教学理念：本次课增设了学生制作直流电动机的环节和内容，把理论与实践相结合， 通过综合实践活动实现了教、学、思、做、悟一体化，展现了文化基础课的魅力。 2.教学效果：教学实践证明 90以上的学生都能完成制作任务，并利用自己制作的直流 电动机进行实验验证。激发了学生在“做中学，学中做”的兴趣，培养了学生善于动手、勇 于实践、尊重客观规律、实事求是的职业态度。 改进方向： 本节课实施过程中由于要学生自主完成制作，而学生的动手能力存在差异，个别学生制 作时间较长，影响后面的实验探究，在制作过程中要注意培养小帮手，协助老师、帮助同学 解决一些简单的具体问题，让学生在合作学习中共同进步成长。
