/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科 【学习目标】 1.能说出通电导体在磁场中会受到力的作用，并能准确描述该力的方向与电流方向、磁场方向之间的关系。 2.能解释电动机中换向器如何实现线圈持续转动，理解其在维持转动方向一致性中的关键作用。 3.科学探究：规范完成验证实验，分析线圈转动问题并提出解决方案； 4.感知技术发明（换向器）的价值，培养用物理知识解释科技的意识。 5.明确高铁动力核心是电动机“通电导体在磁场中受力”原理，知晓轨道材料的物理特性与化学组成的关联，建立“物理规律→技术应用”的认知链。 重点：1．通电导体在磁场中受力的规律（受力的存在性、力的方向与电流/磁场方向的关系）； 2．换向器的结构与核心作用（改变线圈电流方向，实现持续转动）； 3．直流电动机的工作原理（通电线圈受力转动+换向器持续换向）； 4．电动机的能量转化（电能→机械能）及典型应用。 难点：1．理解“平衡位置”的含义及线圈在平衡位置的运动特点； 2．换向器如何在关键时刻改变电流方向，使线圈越过平衡位置后持续转动； 3．受力方向与电流方向、磁场方向的双向关联。 【自主学习】 1．通电导体在磁场中_____受到磁场对它的作用力；力的方向跟_____的方向和导体中_____的方向都有关系。若两者同时反向，受力方向不变。 2．通电线圈在磁场中会转动，但转到_____位置时，线圈会停止转动，这个位置叫做_____位置。 3．为使线圈持续转动，电动机中安装了_____，其最简单的结构是由两个彼此_____的金属半圆环组成，作用是_____。 4.直流电动机工作原理：通电导体在磁场中_____使线圈转动，同时通过_____及时改变线圈中的电流方向，以保持线圈的持续转动。 5．电动机工作时，将_____转化为_____，广泛应用于_____、高铁等设备中。 6.高铁原理：_____原理工作，将电能转化为机械能，驱动车厢运动就是电动机的工作原理。 【合作探究】 活动1：探究磁场中的通电导体受到的作用力 1.实验器材 金属轨道、磁铁、开关、电池、能够在轨道上滚动的金属杆，滑动变阻器。 2.实验方法：_____ 探究受力方向时，分别控制磁场和电流方向不变，研究单一变量的影响 3.实验步骤 （1）按照下图连接电路，闭合开关，观察金属棒AB是否运动。 （2）移开蹄形磁铁，重复步骤，观察金属棒是否运动。 （3）保持磁场方向不变，对调电源正负极，即改变电流方向，再次接通电路，观察运动方向是否改变。 （4）恢复原电流方向，对调磁铁 N、S 极即改变磁场方向，再次接通电路，观察运动方向是否改变 。 （5）同时改变电流方向和磁场方向，再次接通电路，观察运动方向是否再次改变。 视频：通电导线在磁场中受力 4.实验结论：_____ *注意事项 金属棒、导轨需保证良好导电，避免接触不良导致实验失败。 磁场方向保持不变时，才能通过电流方向的改变，明确二者对受力方向的影响关系 活动2：通电线圈在磁场中的运动 1.实验目的 探究线圈在磁场中的运动特点 2.实验器材 线圈模型、磁铁、电源、开关、导线 3.实验步骤以及实验现象 （1）按照下图连接电路，使线圈平面与磁感线平行，闭合开关，观察实验现象。 现象：如图所示通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发生_____。 （2）观察当线圈的平面与磁感线垂直时，线圈受力以及转动情况。 当线圈的平面与磁感线垂直时，通电线圈受_____力作用，线圈来回摆动几次就停在该位置上了。 思考讨论：你能想出让线圈在磁场中持续转动的方法吗？ 1.换向器 （1）组成：由_____铜环组成。 （2）作用：是在线圈转过_____时，自动改变线圈中的_____方向，使线圈能持续向_____转动。 电动机上的换向器 2.电刷 （1）通常是石墨材质，与_____紧密接触。 （2）作用：是将外部电源的电流传导至_____的线圈，且能减小摩擦， ... ...
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