九年级物理下《16.3 科学探究：电动机为什么会转动》教案沪科版.doc

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1、沪科九下《16.3科学探究：电动机为什么会转动》教案一.基本要求：1.通过对日常生活、工业生产中的电器设备的观察，知道电与磁有密切的联系。2.知道电流周围存在磁场。3.通过探究实验，知道通电螺线管对外相当于一条形磁铁。4.会用右手螺旋定则确定通电螺线管的磁极或螺线管上的电流方向。5.在认识通电螺线管特性的基础上了解电磁铁的构造。6.通过实验探究，体验科学研究的基本方法，知道电动机转动原理。7.学会安装和制作简单的电动机。重点内容：通电螺线管的磁场和电动机转动的原理。难点内容：右手螺旋定则和电动机是

2、如何转动的。（一）电流的磁场1.奥斯特实验当把小磁针放在条形磁体的周围时，观察到小磁针发生偏转。因为磁体周围存在着磁场，小磁针受到磁场的磁力作用而发生偏转。小磁针只有放在磁体周围才会受到磁力作用而发生偏转吗？或者说，只有磁体周围存在着磁场吗？其他物质能不能产生磁场呢？我们先来看下面的实验。如图所示，将一小磁针放于水平桌面上，当其静止后（一端指南，一端指北），此时拿一根连入电路中的导线平行放于小磁针的上方。这时我们会发现：（1）导线通电时磁针发生偏转。（2）切断电流时，磁针又回到原位。通电后导体周围

3、的小磁针发生偏转，说明通电后导体周围的空间对小磁针产生磁力的作用，由此我们可以得出：通电导线和磁体一样，周围也存在着磁场。以上实验是丹麦的科学家奥斯特首先发现的，此实验又叫做奥斯特实验。这个实验表明，除了磁体周围存在着磁场外，电流的周围也存在着磁场，即电流的磁场，接下来我们就主要研究电流的磁场。（1）实验表明：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场。我们知道，磁场是有方向的，那么电流周围的磁场方向是怎样的呢？它与电流的方向有没有关系呢？重做上面的实验，当电流的方向改变时，发现小磁针N极偏转方向也发生变

4、化，说明电流的磁场方向也发生变化。（2）电流的磁场方向跟电流的方向有关。当电流的方向变化时，磁场的方向也发生变化。奥斯特实验在我们现在看来是非常简单的，但在当时这一重大发现却轰动了科学界，这是为什么呢？因为它揭示了电现象和磁现象不是各自孤立的，而是紧密联系的，从而说明表面上互不相关的自然现象之间是相互联系的，这一发现，有力地推动了电磁学的研究和发展。如下图所示，就是通电直导线周围的磁场。我们发现它是一组以导线为圆心的同心圆。2.研究通电螺线管周围的磁场奥斯特实验用的是一根直导线，后来科学家们又把导

5、线弯成各种形状，通电后研究电流的磁场，其中有一种在后来的生产实际中用途最大，那就是将导线弯成螺线管再通电。那么，通电螺线管的磁场是什么样的呢？我们可以做下面的实验：如下图所示，在纸板上均匀地撒些铁屑，给螺线管通电，（周围的铁屑会被磁化，但由于其与纸板的摩擦力太大，它不能自己转动。）轻敲纸板，观察铁屑的分布情况，并与条形磁体周围的铁屑分布情况对比。我们会发现，通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。将小磁针放在螺线管的两端，通电后，观察小磁针的N极指向，从而判别出通电螺线管的N、S极。再改变电流的

6、方向，观察小磁针的N极指向发生了变化，从而说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。所以说：通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。当电流的方向变化时，通电螺线管的磁性也发生改变。采用什么办法可以很简便地判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系呢？我们常用安培定则（右手螺旋定则）来判断。螺线管的轴线取东西向放置，使磁针静止于南北方向（如图）。然后通电，由磁针N极的偏转方向来判定通电线圈端部的极性。判定方法：用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。练习：如附

7、图所示的几个通电螺线管，用安培定则判定它们的两极。开始时，我们还不太熟练，可以将导线在铅笔上绕成螺线管，先弄清螺线管中电流的指向，再用安培定则判定出两端的极性。通过以上练习，我们会发现，螺线管的绕制方向不同，螺线管中电流的方向也不同。3.电磁铁（1）什么是电磁铁给螺线管通电，它的周围就会产生磁场。如果要使通电螺线管的磁性增强，应该怎么办呢？我们来看下面的实验：先将小磁针放在螺线管的两端，通电后观察小磁针偏转的程度，再将铁棒插入螺线管，通电后观察小磁针偏转的程度。我们会看到当插入铁棒后，小磁针的偏转

8、程度增大，这表明插入铁棒后通电螺线管周围的磁性大大增强。为什么插入铁棒后，通电螺线管的磁性会增强呢？原来铁芯插入通电螺线管，铁芯被磁化，也要产生磁场，于是通电螺线管的周围既有电流产生的磁场，又有磁铁产生的磁场，因而磁场大大增强了。从上面的实验中可以看出，铁芯插入螺线管，通电后能获得较强的磁场。我们把插入铁芯的通电螺线管称为电磁铁。下面我们就来研究电磁铁。（2）探究实验：电磁铁的特点我们知道，电磁铁的磁性是由螺线管通入电流后获得的，由此，我们可以进行猜想：它的磁性与电流的大小有关；螺