沪粤版九年级下册物理全册教案

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1、沪粤版九年级下册物理全册教案沪粤版九年级下册物理全册教案 目录目录 第十六章 电磁铁与自动控制 16.1 从永磁体谈起 2 16.2 奥斯特的发现 4 16.3 探究电磁铁的磁性 6 16.4 电磁继电器与自动控制 8 第十七章 电动机与发电机 17.1 关于电动机转动的猜想 12 17.2 探究电动机转动的原理 14 17.3 发电机为什么能发电 17 第十八章 家庭电路与安全用电 18.1 家庭电路 21 18.2 怎样用电才安全 24 18.3 电能与社会发展 26 第十九章 电磁波与信息时代 19.1 最快的“信使”29 19.2 广播电视与通信 31 19.3 走进互联网 34 第二

2、十章 能源与能量守恒定律 20.1 能源和能源危机 38 20.2 开发新能源 40 20.3 能的转化与能量守恒 42 20.4 能源、环境与可持续发展 44 第十六章第十六章 电磁铁与自动控制电磁铁与自动控制 全章概述 教学内容 16.1 从永磁体谈起 16.2 奥斯特的发现 16.3 探究电磁铁的磁性 16.4 电磁继电器与自动控制 教学目标 知识与技能 1.知道一些基本的磁现象,知道“磁化”和“去磁”的简单方法,了解磁性的广泛应用. 2.认识磁场,知道磁感线是形象地表示磁场的一种方法. 3.认识电流的磁效应. 4.知道通电导体周围存在着磁场;通电螺线管的磁场与条形磁体相似. 5.知道电

3、磁铁磁性强弱与线圈匝数的多少、通过线圈的电流大小有关,了解电铃的工作原理. 过程与方法 1.通过实验探究活动,认识磁体、磁场的基本性质. 2.通过用铁屑显示磁体的磁场分布,学习用磁感线表示磁场的方法. 3.通过对本节内容的学习要经历探究电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关的过程,进一步熟悉控制变量法. 情感态度与价值观 1.通过了解磁体在实际中的应用和我国古代对磁学的伟大贡献,了解物理知识的作用,培养学生对科学的兴趣,增强学生的民族自豪感. 2.通过了解物理知识的实际应用,提高学生学习物理的兴趣. 教材分析 本章主要讲述磁现象、电流的磁场、电磁铁及其应用.从生活中常见的磁现象出发,介绍磁的一些基本知识

4、,通过活动感知特殊的物质“磁场”的存在.在已有电学知识的基础上,探究“电生磁”的关系.由学生熟悉的事物进入物理知识的探究之中,让学生亲身体验有关知识的形成过程,提高学生观察问题、提出问题、分析问题的能力. 本章框架 电磁铁与自动控制 16.1 从永磁体谈起从永磁体谈起 1.知道一些基本的磁现象,知道“磁化”和“去磁”的简单方法,了解磁性的广泛应用. 2.认识磁场,知道磁感线是形象地表示磁场的一种方法. 3.通过实验探究活动,认识磁体、磁场的基本性质. 4.通过用铁屑显示磁体的磁场分布,学习用磁感线表示磁场的方法. 【重点难点】 重点:用实验探究磁体间的相互作用规律及磁体的一些基本性质,用实验探

5、究磁场的存在和几种常见磁体周围磁场的分布情况. 难点:认识磁场的存在和磁感线. 【新课导入】 导入 1:图片导入 出示三幅图片,引导学生从磁体的实际应用出发,激发学生的学习兴趣. 导入 2:问题导入 回顾小学科学上学过的有关磁体的知识,思考下列问题: (1)什么是磁体?什么是磁性? (2)磁体上磁性的强弱是怎样分布的? (3)什么是磁极?它是怎样规定的? (4)磁体有什么性质? 导入 3:情境导入 公元 843 年,在水天一色的茫茫大海上,没有航标,没有明确的航道,船上的中国人利用手中的仪器指示方向,开辟了从浙江温州到达日本嘉值岛的航线.同学们知道这个神奇的仪器是什么吗? 【课堂探究】 1.认

6、识磁体 (1)阅读教材 P24,动手做一做“活动 1”,完成下列问题. 磁体具有吸引 铁、钴、镍 等物质的性质,这种性质叫做 磁性 .能够长期保存磁性的磁体叫做 永磁体 ,磁体有 天然 磁体和 人造 磁体. 磁体的两端磁性最强,叫做 磁极 ,磁性最弱的部分在磁体的 中间 . 磁体的两个磁极是 北极(N) 和 南极(S) ,在空间内自由转动的小磁针静止时,指南的一端为 S 极,指北的一端为 N 极,磁体间的相互作用规律是 同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引 . (2)动手做一做“活动 2”,并与同伴进行有效地探讨交流,完成下列内容. 什么是磁化? 使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化 .

7、怎样磁化? A. 将容易磁化的物体靠近磁场 ; B. 用磁体的南极或北极,沿易磁化的物体的同一个方向摩擦几次 . 什么是去磁? 使原来有磁性的物体失去磁性,这个过程称为“去磁” . 怎么去磁? A. 不断敲击磁体 ; B. 加热磁体 . 2.认识磁场 阅读课本 P45 内容,动手做一做“活动 3”,完成下列问题. (1)磁体周围有一种看不见的 物质 ,叫做磁场. (2)磁极间的相互作用和磁化现象都是通过 磁场 发生的. (3)磁场的方向:小磁针静止时 N 极所指的方向规定为该点的 磁场的方向 . 3.描述磁场磁感线 阅读课本 P6 内容,完成下列问题. (1)画出一条条带 箭头 的 曲线 ,可

8、以更方便、形象地描述 磁场 ,这样的曲线叫做 磁感线 . (2)在磁体外部,磁感线是从磁体的 N 极 出来,回到 S 极 .磁感线只是用来描述磁场的 方向和分布情况 而假想的物理模型,实际并不存在. (3)磁感线越密的地方,表示磁场 越强 ,越疏的地方表示磁场 越弱 . (4)地球是一个巨大的 天然磁体 .地球周围的磁场叫做 地磁场 .地磁的北极在地理的 南极 附近,地磁的南极则在地理的 北极 附近,地磁的两极跟地理的两极并不 重合 . 1.(2017 长沙)小天利用手中的条形磁体做了以下小实验,其中结论正确的是( A ) A.条形磁体能够吸引小铁钉 B.同名磁极相互吸引 C.将条形磁铁用细线

9、悬挂起来,当它在水平面静止时,北极会指向地理南方 D.条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后就不可能有相互作用了 2.如图所示,一根条形磁铁,左端为 S 极,右端为 N 极.下列表示从 S 极到 N 极磁性强弱变化情况的图像中正确的是( D ) 3.关于磁体和磁场,以下说法中错误的是( B ) A.悬挂起来的小磁针静止时,小磁针的北极指向地理的北极附近 B.铁、铜、铝等金属材料都能够被磁化 C.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的 D.地球的周围存在着磁场 4.判断磁体的南、北极的方法: 方法一:用一细线拴在磁体的中间将其悬挂起来,当它静止时,指南的那端是 S 极,指北的那端是 N 极. 方法二:

10、将它的一端靠近另一磁体的 N 极,若吸引,则该端为 S 极;若排斥,则该端为 N 极. 5.某同学用小磁针、铁粉和条形磁铁,描绘磁感线,如图所示,根据小磁针的指向标出条形磁铁的N,S 极和磁感线方向. 答案:如图所示 磁悬浮列车 磁悬浮列车是一种现代高科技轨道交通工具,它通过电磁力实现列车与轨道之间无接触的悬浮和导向,再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行.1922 年,德国工程师赫尔曼肯佩尔提出了电磁悬浮原理,继而申请了专利.20 世纪 70 年代以后,随着工业化国家经济实力不断增强,为提高交通运输能力以适应其经济发展和民生的需要,德国、日本、美国等国家相继开展了磁悬浮运输系统的研发.我国第

11、一辆磁悬浮列车(购自德国)2003 年 1 月开始在上海磁浮线运行.2015 年 10 月中国首条国产磁悬浮线路长沙磁浮线成功试跑.2016 年 5 月 6 日,中国首条具有完全自主知识产权的中低速磁悬浮商业运营示范线长沙磁浮快线开通试运营.该线路也是世界上最长的中低速磁浮运营线. 磁场传感器 磁场传感器是可以将各种磁场及其变化的量转变成电信号输出的装置.自然界和人类社会生活的许多地方都存在磁场或与磁场相关的信息.利用人工设置的永久磁体产生的磁场,可作为许多种信息的载体.因此,探测、采集、存储、转换、复现和监控各种磁场和磁场中承载的各种信息的任务,自然就落在磁场传感器身上.在当今的信息社会中,

12、磁场传感器已成为信息技术和信息产业中不可缺少的基础元件.目前,人们已研制出物理各种利用、化学和生物效应的磁场传感器,并在科研、生产和社会生活等各个方面得到广泛应用,承担起探究种种信息的任务. 物理模型 所谓物理模型,是人们为了方便研究物理问题和探讨物理事物的本身而对研究对象所做的一种简化描述,是以观察和实验为基础,采用理想化的办法所创造的,能再现事物本质和内在特性的一种简化模型.理想化的物理模型既是物理学赖以建立的基本思想方法,也是物理学在应用中解决实际问题的重要途径和方法,这种方法的思维过程要求学生在分析实际问题中研究对象的条件、物理过程的特征,建立与之相适应的物理模型,通过模型思维进行推理

13、. 16.2 奥斯特的发现奥斯特的发现 1.了解奥斯特实验,知道电流的磁效应. 2.知道通电导线的周围存在磁场,通电螺线管外部的磁场分布跟条形磁铁的磁场相似,能用右手螺旋定则判定通电螺线管的极性. 3.初步了解电和磁之间的联系. 【重点难点】 重点:电流的磁效应和右手螺旋定则. 难点:通电螺线管磁极的判定. 【新课导入】 导入 1:问题导入 回顾上节内容,思考下列问题: (1)磁场的基本性质什么?实验中怎样显示存在磁场? (2)对比写出电现象和磁现象的相似之处: 电现象 磁现象 带电体能吸引 轻小物质 磁体能吸引 铁屑 等物质 自然界中存在 正 电荷和 负 电荷 两 种电荷 每个磁体上都有 N

14、 极和 S 极 两 个磁极 同种电荷相互 排斥 ,异种电荷相互 吸引 同名磁极相互 排斥 ,异名磁极相互 吸引 (3)猜想:电和磁有没有联系?如何探究呢? 【课堂探究】 1.电流的磁场 做一做“活动 1”,完成下列问题. (1)奥斯特实验表明:通电导体跟磁体一样,周围也存在着 磁场 ,而且磁场的方向跟 电流的方向 有关,这种现象叫做 电流的磁效应 . (2)如图是某同学研究电与磁的关系的实验: 比较(甲)、(乙)两图可知 通电导体周围存在磁场 ; 比较(乙)、(丙)两图可知 通电导体的磁场方向跟电流的方向有关 . 2.通电螺线管的磁场 阅读课本 P1011,做一做“活动 2”,完成下列问题.

15、(1)把用导线在圆柱形空心筒上绕成的螺纹状线圈,叫做 螺线管 . (2)A.观察通电螺线管周围的铁屑分布 实验表明:通电螺线管周围存在 磁场 ,而且螺线管外部磁场的分布与 条形磁铁 的磁场很相似. B.探究通电螺线管的极性与电流方向的关系 实验表明:通电螺线管的极性与螺线管中的 电流方向 有关,两者之间的关系可以用 右手螺旋定则 来判定. (3)右手螺旋定则:用 右手 握住螺线管,让 四指弯曲且跟螺线管中电流 的方向一致,则大拇指所指的那端就是螺线管的 N 极 . 1.(2017 连云港)一通电螺线管中的电流方向和其周围磁感线的分布如图所示,其中正确的是( D ) 2.在“探究通电螺线管外部磁

16、场分布”的实验中,开关断开时小磁针甲、乙的指向如图所示,当开关闭合时,通电螺线管有磁性,则下列说法正确的是( B ) A.小磁针甲偏转,小磁针乙不偏转 B.小磁针乙偏转,小磁针甲不偏转 C.小磁针甲、乙均偏转 D.滑片 P 向左滑动时,螺线管磁性逐渐增强 3.小丽同学利用如图所示的装置研究磁和电的关系,请仔细观察图中的装置、操作和现象,然后归纳出初步结论.比较(甲)、(乙)两图可知: 通电导线周围存在磁场 ;比较(甲)、(丙)两图可知: 通电导体的磁场方向与电流方向有关 ,这种现象叫做 电生磁 现象. 4.最先发现电流周围存在磁场的科学家是丹麦的 奥斯特 ,如图所示,通电螺线管附近的小磁针处于

17、静止状态,则螺线管的 A 端是 S 极,电源的 D 端是 负 极. 5.如图所示,当电源开关接通后,会发现小磁针的北极向 左 (填“左”或“右”)偏转,这说明通电螺线管周围存在 磁场 ;同时发现可移动的 A,B 两螺线管相互 靠近 (填“靠近”或“远离”). 6.(2017 兰州)根据要求画图: (1)如图(甲)所示,标出通电螺线管中的电流方向和 N,S 极; (2)在图(乙)中标出右边磁体的磁极和磁场的磁感线方向. 答案:如图所示 奥斯特 汉斯克里斯蒂安奥斯特(H.C.Oersted,1777-1851),丹麦物理学家.他曾对物理学、化学和哲学进行过多方面的研究.由于受康德哲学与谢林的自然哲

18、学的影响,坚信自然力是可以相互转化的,长期探索电与磁之间的联系.1820 年 4 月终于发现了电流对磁针的作用,即电流的磁效应.同年 7 月 21日以关于磁针上电冲突作用的实验为题发表了他的发现.这篇短短的论文使欧洲物理学界产生了极大震动,导致了大批实验成果的出现,由此开辟了物理学的新领域电磁学. 螺线管螺线管 螺线管是个三维线圈.在物理学中,术语螺线管指的是多重卷绕的导线,卷绕内部可以是空心的,或者有一个金属芯.当有电流通过导线时,螺线管内部会产生均匀磁场.螺线管是很重要的元件.很多物理实验的正确操作需要有均匀磁场.螺线管也可以用为电磁铁或电感器. 安培定则安培定则 安培定则,也叫右手螺旋定

19、则,是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则.通电直导线中的安培定则(安培定则一):用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指的指向就是磁感线的环绕方向;通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线管,让四指弯曲且跟螺线管中电流的方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的 N 极. 16.3 探究电磁铁的磁性探究电磁铁的磁性 1.知道什么是电磁铁,了解电磁铁在生产、生活和自动控制中的应用. 2.理解电磁铁的特性和工作原理. 【重点难点】 重点:电磁铁的工作特点;探究电磁铁的磁性强弱. 难点:探究电磁铁的磁性强弱. 【新课导入】 导入 1:目标导入 直接展示本

20、节课的学习目标,让学生熟知本节课的目标,提高学生的注意能力. 学习目标 (1)影响通电螺线管磁场强弱的因素. (2)通过实验探究了解电磁铁及其特点. (3)知道电磁铁与永磁体相比的优点. (4)初步了解电磁铁的应用. 导入 2:问题导入 (1)首位发现电流磁效应的科学家是谁? (2)通电螺线管的磁感线分布特点是怎样的? (3)通电螺线管的极性跟电流方向之间的关系可以用什么来判定? 导入 3:视频导入 播放一段起重机电磁铁视频,引导学生了解电磁铁的应用,激发学习的兴趣. 【课堂探究】 1.什么是电磁铁 阅读课本 P1314 的内容,做一做“活动 1”,完成下列问题. (1)电磁铁是一个 带有铁芯

21、的螺线管 ,它由 线圈 和 铁芯 两部分组成.电磁铁通电时有 磁性 ,断电时 磁性 消失. (2)A.观察电磁铁的结构 在图中标出电磁铁主要部件的名称. B.制作简易的电磁铁,了解电磁铁的磁性. 实验表明:插入铁芯后磁性 增强 了,是因为铁芯被 磁化 了,在螺线管周围既存在 电流 的磁场,也存在 磁体 的磁场,所以磁性更强了. 2.电磁铁磁性的强弱跟哪些因素有关 做一做“活动 2”,同学之间交流讨论完成下列问题. 实验结论: (1)通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性就越 强 ;当电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,磁性就越 强 . (2)电磁铁相比于永磁体的优点: 电磁铁磁性有无,可用 电流的通

22、断 来控制. 电磁铁磁性强弱,可用 电流的大小和线圈匝数的多少 来控制. 电磁铁的极性变换,可用 电流的方向 来实现. 3.电磁铁的应用 阅读课本 P1516 的内容,完成下列问题. 电铃的工作原理: 通电时,电磁铁有电流通过,产生了磁性,把小锤上方的弹性片吸过来,使小锤打击电铃发出声音,同时电路断开,电磁铁失去了磁性,小锤又被弹回,电路闭合,不断重复,电铃便发出连续击打声 . 1.如图所示,要使电磁铁磁性最强,正确的接法是( D ) A.S1接 1,S2接 3 B.S1接 1,S2接 4 C.S1接 2,S2接 4 D.S1接 2,S2接 3 2.(2017 绵阳)一矩形线圈放在蹄形磁铁的两

23、极之间,刚通电时在磁场作用下扭转方向如图(甲)所示.现将该线圈放在图(乙)所示的蹄形螺线管间,ab 为螺线管与电源的接口.某同学进行了如下四次操作: a 接正极,b 接负极,线圈中通与图(甲)电流方向相同的电流 b 接正极,a 接负极,线圈中通与图(甲)电流方向相同的电流 a 接正极,b 接负极,线圈中通与图(甲)电流方向相反的电流 b 接正极,a 接负极,线圈中通与图(甲)电流方向相反的电流 线圈刚通电时扭转方向与图(甲)所示的扭转方向相同的是( D ) A.和 B.和 C.和 D.和 3.电磁铁有许多优点:它的磁性有无可以由 电流的通断 来实现,磁性强弱可以由 电流的大小和线圈匝数的多少

24、来控制,磁极的极性可以由 电流的方向 来控制;在线圈中插入 铁芯 就成为电磁铁而使其磁性大大增强.在电流一定时,电磁铁线圈的匝数 越多 ,磁性越强. 4.如图所示,当滑动变阻器的滑片向右移动时,电磁铁中的磁性将 减弱 . 5.如图所示,是某同学探究“电磁铁磁性强弱跟电流大小关系”的电路图. (1)电磁铁磁性的强弱是通过观察 电磁铁吸引铁钉的多少 来确定的. (2)闭合开关后,当滑动变阻器滑片 P 向 a (填“a”或“b”)端移动时,电磁铁磁性增强. (3)在图中,电磁铁的上端是 S 极(选填“N”或“S”). 6.(2017 南京)按要求作图(请保留作图痕迹).如图所示,闭合开关,小磁针静止

25、在通电螺线管正下方.在图中虚线上用箭头标出磁感线方向并标出电源的正极. 答案:如图所示 磁悬浮地球仪 磁悬浮地球仪是使用磁悬浮技术的地球仪,与普通地球仪不同,它无需转轴穿过球体便可悬浮于空中,更加真实生动地展现了地球在太空中的形态.磁悬浮地球仪运用磁悬浮的科学原理,将地球仪在无任何支撑及触点的空中自转,展示地球的真实状态,具有独特的视觉效果,给人以奇特新颖的感觉和精神享受.同时具有很高的欣赏和使用性,地球球面为标准的世界地图,七大洲、四大洋,世界各国疆域,版图及重要城市尽收眼底,寓教于乐,融知识与趣味于一体. 电磁铁的应用 电磁铁可以分为直流电磁铁和交流电磁铁两大类型.如果按照用途来划分电磁铁

26、,主要可分成以下五种:(1)牵引电磁铁主要用来牵引机械装置、开启或关闭各种阀门,以执行自动控制任务.(2)起重电磁铁用作起重装置来吊运钢锭、钢材、铁砂等铁磁性材料.(3)制动电磁铁主要用于对电动机进行制动以达到准确停车的目的.(4)自动电器的电磁系统如电磁继电器和接触器的电磁系统、自动开关的电磁脱扣器及操作电磁铁等.(5)其他用途的电磁铁如磨床的电磁吸盘以及电磁振动器等. 贝尔发明电话的故事 1875 年 6 月 2 日,贝尔和他的助手华生分别在两个房间里试验电报机,华生房间里的电报机上有一个弹簧粘到磁铁上了,华生拉开弹簧时,弹簧发生了振动.与此同时,贝尔惊奇地发现自己房间里电报机上的弹簧颤动

27、起来,还发出了声音.贝尔由此想到:如果人对着一块铁片说话,声音将引起铁片振动;若在铁片后面放上一块电磁铁的话,铁片的振动势必在电磁铁线圈中产生时大时小的电流.这个波动电流沿电线传向远处,远处的类似装置会发生同样的振动,发出同样的声音.贝尔和华生按新的设想制成了电话机.在一次实验中,一滴硫酸溅到贝尔的腿上,疼得他直叫喊:“华生先生,我需要你,请到我这里来!”这句话由电话机经电线传到华生的耳朵里,电话成功了!1876 年 3 月 7 日,贝尔成为电话发明的专利人. 16.4 电磁继电器与自动控制 1.知道电磁继电器的结构、实质、组成电路和作用. 2.能合理叙述电磁继电器的工作原理. 3.能利用电磁

28、继电器的工作原理解决实际生活问题. 【重点难点】 重点:电磁继电器的工作原理. 难点:正确认识电磁继电器的工作原理和工作过程. 【新课导入】 导入 1:图片导入 出示电力管理人员利用手机远程控制电器柜的图片,简述原理,引入新课教学. 导入 2:问题导入 (1)电磁铁由哪几部分组成? (2)电磁铁磁性强弱与哪些因素有关? (3)列举电磁铁的应用实例. 导入 3:情境导入 在生活中我们经常看到一些大型机器在工作,而它们的电流可达几十、上百安,直接来控制或操作是很危险的,那么怎样才能控制这些强大的电流呢? 【课堂探究】 1.认识电磁继电器 阅读课本 P18,结合电磁继电器实物,弄清它的主要部件及名称

29、.(如图所示) 2.用电磁继电器进行自动控制 (1)做一做课本 P19“活动 2”,连接好工作电路,先闭合开关 S2,分别观察开关 S1闭合和断开时,两灯的发光情况,根据实验,将观察到的现象描述出来. 实验现象:当开关 S1闭合时,电磁铁中 有 电流通过,电磁铁 产生 磁性,把衔铁吸引下来,使触点 B,C 接触,灯 L2 发光;当开关 S1断开时,电磁铁中 没有 电流通过,电磁铁 失去 磁性,弹簧把衔铁拉起来,触点 A,B 接触,灯 L1 发光. (2)电磁继电器可以利用低电压、弱电流间接地控制 高电压 、 强电流 的工作电路,还可以实现 自动控制 和 远距离控制 . 1.小利同学观察到学校楼

30、道里的消防应急灯,平时灯是熄的,一旦停电,两盏标有“36 V”的灯泡就会正常发光.如图所示是小利设计的四个电路,其中可以起到消防应急灯作用的电路是( C ) 2.(2017 金华)在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时,小科设计了如图所示的电路.下列相关说法不正确的是( A ) A.电磁铁 A,B 上方都是 S 极 B.通过电磁铁 A 和 B 的电流相等 C.电磁铁 A 的磁性强于电磁铁 B 的磁性 D.向右移动滑片 P,电磁铁 A,B 磁性都减弱 3.电磁继电器主要是由 电磁铁 、 衔铁 、 复位弹簧 、 动触点 和 静触点 等部件组成的. 4.如图所示,是一种水位自动报警器的原理示意图,当水位达

31、到金属块 A 时,出现的情况是 绿灯灭,红灯亮 . 5.如图所示,当开关闭合时,左边低压控制电路被接通,电磁铁 A 具有 磁性 ,就可以吸引 衔铁 B 并带动 动触点 D 下降,使右边高压工作电路 接通 ;如果开关断开,电磁铁就失去 磁性 ,这样 衔铁 B 不被吸引,在弹簧弹力作用下,就会带动 D 上升 (填“上升”或“下降”),使右边高压工作电路 断开 . 6.如图所示,是一种温度自动报警器的组装器件,虚线框内是一只电磁继电器,其中 A 为电磁铁,B 为衔铁,C 为触点,请按控制电路和工作电路分别把实物连接起来. 答案:如图所示 接触器 接触器的工作原理是:当接触器线圈通电后,线圈电流会产生

32、磁场,产生的磁场使静铁芯产生电磁吸力吸引动铁芯,并带动交流接触器点动作,常闭触点断开,常开触点闭合,两者是联动的.当线圈断电时,电磁吸力消失,衔铁在释放弹簧的作用下释放,使触点复原,常开触点断开,常闭触点闭合.直流接触器的工作原理跟温度开关的原理有点相似. 电磁继电器在生活中的应用 1.汽车领域 比较常见的继电器有:启动电动机的启动继电器、喇叭继电器、电动机或发电机断路继电器、充电电压和电流调节继电器、转变信号闪光继电器、灯光亮度控制继电器以及空调控制继电器、推拉门自动开闭控制继电器;玻璃窗升降控制继电器. 2.家用电器 空调继电器主要用于控制压缩机电动机、风扇电动机和冷却泵电动机,以执行相关

33、的控制功能. 3.工业控制继电器 主要的控制功能由通用交流继电器完成.通常由按钮或限位开关驱动继电器,继电器的触点可以控制电磁阀、较大的启动电机以及指示灯. 第十七章 电动机与发电机 全章概述 教学内容 17.1 关于电动机转动的猜想 17.2 探究电动机转动的原理 17.3 发电机为什么能发电 教学目标 知识与技能 1.了解磁场对通电导线的作用. 2.研究换向器的作用. 3.研究电动机的工作原理. 4.知道发电机是生产、生活中提供电能的装置. 5.了解导体在磁场中产生感应电流的条件. 6.知道发电机的功能及组成部分,能使模型发电机发电. 过程与方法 1.了解制作模拟电动机的过程,通过实验方法

34、探究直流电动机的结构. 2.认识从理论到实际应用过程中技术的作用与价值. 3.通过实验探究“电磁感应现象”的过程. 情感态度与价值观 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和应用物理知识的兴趣. 2.初步认识科学与技术之间的关系. 3.从法拉第的发现到发电机制造的事实中,感受发现与创造对社会进步的影响. 教材分析 本章主要讲述电动机、电磁感应及其应用,在上一章“电生磁”的基础上探究“磁生电”的关系,揭示“物质处于永恒的运动中,不同的物质和不同的运动形式之间又发生着相互作用”.本章知识在技术上有着广泛的应用,“电动机”、“发电机”等的发现对现代社会有着深远的影响.

35、 本章框架 17.1 关于电动机转动的猜想 1.了解电动机的结构. 2.了解通电导线在磁场中会受到力的作用,知道力的方向与电流及磁场的方向有关系. 【重点难点】 重点:了解电动机的主要结构和工作原理. 难点:电动机的工作原理. 【新课导入】 导入 1:图片导入 展示几幅电动机的实际应用图片,引导学生了解电动机的应用实例,激发学习兴趣. 导入 2:问题导入 (1)你知道下列实验是研究什么问题的吗? (2)你知道下列实验是研究什么问题的吗? (3)要使电磁铁的磁性最强,应该如何做? 导入 3:情境导入 播放遥控飞机“跳舞”视频,激发学生的探索欲望,引入新课. 【课堂探究】 1.了解电动机的结构 (

36、1)活动 1:让电动机转起来 把电源、开关、电动机用导线连接起来组成一个电路,画出你的电路图. 如果电动机不转,不转的原因有哪些?试着让它转起来. 原因 种类 具体故障 处理方法 电路 原因 电刷与半环接触不良 将半环、电刷表面氧化层刮去,使二者接触良好 电流太小 增大电源电压 线圈内部开路 更换线圈 磁场 原因 磁体的磁性弱 换强磁体 机械 故障 线圈卡住,转轴摩擦力太大 调节松紧,减小摩擦 位置 原因 线圈刚好处在平衡位置 用手转动线圈使其转过平衡位置 (2)活动 2:将电动机拆开 认真拆开电动机模型并与课本上图 17-3 比较回答问题: 电动机的两个最主要的部件是 磁体 和 线圈 . 2

37、.电动机转动原因的猜想 (1)提出问题: 电动机能转动的原因是什么 ? (2)猜想与假设:学生交流讨论. 电动机的转动可能与 磁场的方向 和 电流的方向 有关,磁场可能会对通电线圈产生 力的作用 而使线圈转动. (3)阅读课本并结合图 17-4 回答: A.通电线圈受力转动的问题可用 线圈或单根直导线 和 蹄形磁铁 进行研究. B.在科学研究中这种方法是 简化 . 为了探究通电线圈受力转动的具体情况,需要对电动机的部件进行合理的简化,简化的情况是: 电动机转子上的线圈组 转子上的一组线圈 一组线圈中的一个线圈 一个线圈中的一段导线 . 电动机定子的磁铁或电磁铁 蹄形磁铁 . C.课后拟定一个进

38、一步实验的计划. 1.(2017 盐城)如图所示,导体棒 ab 向右运动,下列操作能使导体棒向左运动的是( A ) A.调换磁极 B.取走一节干电池 C.将导体棒 a,b 端对调 D.向左移动滑动变阻器滑片 2.电动机模型正确安装后,接通电源,线圈中有电流时,电动机不转,不可能造成这一现象的原因是( B ) A.受的摩擦力太大 B.电源的正负极接反了 C.电源电压太低 D.磁体的磁性太弱 3.某同学进行了电动机的相关实验,如图所示.下列措施不能增大电动机线圈的转速的是( D ) A.向右移动滑动变阻器滑片 P B.换用磁性更强的磁体 C.增加电池的节数 D.将磁体 N,S 极对调 4.在电灯、

39、电风扇、电视机、洗衣机、电饭煲、抽油烟机等家电中,用到电动机的有: 电风扇、洗衣机、抽油烟机 . 5.电动机基本由两部分组成:能够转动的 转子 和固定不动的 定子 ,电动机是把 电能 转化成 机械能 的机器. 6.如图所示的是最简单的直流电动机模型.怎样才能使小电动机持续转动?试一试,把线圈两端导线的漆按如图所示的方法刮去,通电后线圈将怎样运动? 答案:如题图所示,将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,这样当线圈转至平衡位置时,由于惯性继续转动,而不是受相反方向的力,当回到初始位置时,再次受力转动,从而使线圈继续转动下去.故图中线圈可以连续转动. 电动机不转的原因及处理方法 不转的

40、原因 处理方法 安装错误 检查电路的正确性 电路不通或 电流太小 电源电压太低,应换用能产生较大电压的电源电路未连接好,重新检查电路线圈或电路中有断路现象,重新检查电路滑动变阻器阻值过大,应减小滑动变阻器的阻值 磁场力太小 磁铁的磁性不够强,应换更强的线圈的匝数太少,应增加匝数 摩擦阻力太大 检查线圈轴与支架之间以及电刷与换向器之间的接触情况 线圈处于 平衡位置 拨动线圈,让它通过平衡位置,电动机即可转动 电动机的分类 电动机按工作电源种类划分:可分为直流电机和交流电机.直流电动机按结构及工作原理可划分:无刷直流电动机和有刷直流电动机.有刷直流电动机可划分:永磁直流电动机和电磁直流电动机.电磁

41、直流电动机划分:串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机.永磁直流电动机划分:稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机.其中交流电机可划分:同步电机和异步电机.同步电机可划分:永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机.异步电机可划分:感应电动机和交流换向器电动机.感应电动机可划分:三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等.交流换向器电动机可划分:单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机. 17.2 探究电动机转动的原理 1.了解通电导体在磁场中受到力的作用,知道力的方向和电流及磁场的方向有关系. 2.知道通电导体在磁场中受到力的大小

42、跟电流强弱和磁场强弱有关. 3.会用磁场对电流的作用力分析解决某些实际问题. 【重点难点】 重点:通电导体在磁场中受到力的作用,力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关;直流电动机的能量转化. 难点:电动机连续转动的工作过程. 【新课导入】 导入 1:图片导入 出示电动机实物及截面图,让学生大致了解一下电动机的应用,导入新课. 导入 2:问题导入 (1)电动机的主要部件有哪些? (2)电动机转子线圈的简化过程: 转子上的线圈组 转子上的一组线圈 一组线圈中的一个线圈 一个线圈中的一段导线 . (3)电动机转动的猜想:电动机的转动可能与 磁场的方向 和 电流的方向 有关.磁场可能会对通电线圈 产生

43、力 的作用而使线圈转动. 导入 3:情境导入 让学生展示课下制作的简易电动机,并让一名同学说一说制作过程中遇到了哪些问题,是如何解决的,以及如何改变电动机的转向. 【课堂探究】 1.探究磁场对电流的作用 做一做“活动 1”,回答下列问题. (1)图(a):把一段导线放在磁场里,接通电源,让电流通过导线,观察它的情况. 实验表明: 通电导体在磁场中会受到力的作用 . (2)比较图(a)和(b):只改变刚才的实验中的电流的方向,再做一次实验,观察导线的运动方向. 实验表明: 通电导体在磁场中受到力的方向跟电流的方向有关 . (3)比较图(a)和(c):保持刚才的实验中的电流的方向不变,但把蹄形磁体

44、两极调换一下,使磁场方向与原来相反,观察导线的运动方向. 实验表明: 通电导体在磁场中受到力的方向跟磁场的方向有关 . (4)总结得出:通电导线在磁场中要 受到力的作用 ,受力的方向跟 电流的方向 、 磁场的方向 有关.当电流的方向或者磁场的方向变得相反时,通电导线受力的方向也相反.该现象中把 电 能转化成了 机械 能. (5)想一想:如果电流和磁场的方向同时都变得相反时,通电导线受力方向会怎样? 答: 当电流和磁场的方向同时都变得相反时,通电导线受力方向不变 . (6)那么,通有电流的线圈放在磁场中,它会怎样运动? 演示实验:把线圈放在磁场中,接通电源,观察它的运动情况. 现象:通电线圈在磁

45、场中可以转过一个角度,但 不能 持续转动,当线圈平面与磁感线 垂直 时,线圈处于平衡位置. 2.换向器的作用 做一做“活动 2”,完成下列问题. (1)在电动机上能改变线圈中电流方向的装置叫做 换向器 . (2)直流电动机有让它每转动 半周就改变一次电流方向 的换向器,它由两个 电刷 和两个 彼此绝缘的金属半环 组成. 3.电动机的工作原理 阅读课本 P28-29 内容,完成下列问题. (1)电动机的工作原理是 通电线圈在磁场中受力转动 .用 直流电源供电的电动机 叫做直流电动机. (2)直流电动机的工作原理是: 通电导体在磁场中受到力的作用使线圈转动,同时通过换向器及时改变线圈中的电流方向,

46、以保持线圈的持续转动 . (3)磁场对通电导体作用原理的应用有: 磁电式电流仪表 、 动圈式扬声器 、 电动工具 和 机器人 等. 1. 如图所示,线圈 abcd 位于磁场中,当开关接通时,ab 段导线受磁场力 F 的方向向上,此时,cd 段导体受磁场力( B ) A.方向向上 B.方向向下 C.为零,因为线圈处于水平位置 D.为零,因为 ab 段导线向上转动 2. 如图所示,把导线 ab 放在磁场里,闭合开关,发现通电导线 ab 向右运动,则( A ) A.对调电源正负极,ab 向左运动 B.调换蹄形磁体上下磁极和电源正负极,ab 保持静止 C.调换蹄形磁体上下磁极,ab 向右运动 D.调换

47、开关的两个接线柱,ab 向左运动. 3.(2017 内江)据有关媒体报道,未来在我国航母上,将采用电磁弹射装置,它的弹射车与舰载机的前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通入强电流时,立即产生强大的推力,使舰载机快速起飞.那么,在下列四个实验中,与电磁弹射器的工作原理一致的是( B ) A.图(甲):对着磁铁旁线圈说话,示波器显示波形 B.图(乙):闭合开关,金属棒在磁铁中运动起来 C.图(丙):风车带动线圈在磁铁旁转动,闭合回路中有电流产生 D.图(丁):手持金属棒在磁铁中运动,闭合回路中有电流产生 4.要使直流电动机线圈持续转动,必须设法使线圈转到 平衡 位置时,即线圈平面与磁感线相互

48、 垂直 的位置时,自动改变通过线圈的 电流 方向,实现这个作用的装置叫 换向器 . 5. (2017 白银)如图所示,闭合开关 S,通电螺线管右侧的小磁针静止时,小磁针的 N 极指向左.则电源的右端为 正 极.若要使通电螺线管的磁性增强,滑动变阻器的滑片 P 应向 b (选填“a”或“b”)端移动. 6.我们实验室使用的电压表和电流表都属于“磁电式电表”,这类电表中有电流通过时,它的指针就会发生偏转,据此你可以推测,电表内除了导线和指针外,一定还有 磁体 ,你推测依据的物理原理是 通电导线在磁场中受力的作用 . 左手定则 伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从

49、掌心进入,并使四指指向电流方向,这时拇指所指的方向就是通电导体在磁场中所受力的方向.这就是判定通电导体在磁场中受力方向的左手定则. 磁电式仪表 磁电式仪表的固定部分是永久磁铁,用来产生均匀、恒定的磁场;可动部分的核心是一组线圈,被测电流流经线圈时,利用通电导线在磁场中受力的原理(即电动机原理),实现可动部分的转动.磁电式仪表的结构如图所示. 电机转速和频率关系 电机转速与频率公式:n=60f/p,n电机转速(转/分),60每分钟(秒),f电源频率(赫兹),p电机旋转磁场的极对数.我国规定标准电源频率为 f=50 周/秒,所以旋转磁场的转速的大小只与磁极对数有关,磁极对数多,旋转磁场的转速就低.

50、实际上,由于转差率的存在,电机实际转速略低于旋转磁场的转速.在变频调速系统中,根据公式 n=60f/p 可知,改变频率 f 可改变转速,降低频率 f,转速就变小,提高频率 f,转速就加大. 17.3 发电机为什么能发电 1.通过实验,探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件. 2.初步认识机械运动、电与磁的运动和相互作用,以及能量的转换. 3.能说明发电机的工作原理,知道什么是交流电. 【重点难点】 重点:电磁感应现象. 难点:产生感应电流的条件. 【新课导入】 导入 1:情境导入 让两个同学协作完成如图所示的小实验,在微型电扇的插头处接一只电流表,用手旋转叶片,我们可以发现什么? 导入 2: