物理九年级全册第三节 科学探究：电动机为什么会转动教案设计

第3节　科学探究：电动机为什么会转动

教学目标

【知识与技能】

1．通过实验，知道通电导线在磁场中受到力的作用．

2．知道通电导线在磁场中受力方向与电流及磁场的方向都有关系．

3．了解电动机的基本构造以及换向器在直流电动机中的作用．

【过程与方法】

1．经历探究的过程，体会观察与分析的重要性．

2．经历模拟电动机的过程，从而培养学生的动手能力及分析问题、解决问题的能力．

【情感、态度与价值观】

通过了解知识如何转化成实际技术应用的过程，进一步提高学习科学技术知识的兴趣．

重点难点

【重点】

通电导线在磁场中受到力的作用．

【难点】

电动机能够持续转动的原因．

教学过程

知识点　电动机为什么会转动

【自主学习】

阅读课本P149－151，完成以下问题：

1．磁场对通电导体具有力的作用．通电导体在磁场里受力的方向跟电流方向和磁场方向有关．

2．电动机工作时是电能转化为机械能.

3．电动机线圈的两端各连着一个铜制的半环，它们之间有一窄缝，彼此绝缘．这两个相互绝缘的半环称为换向器.

4．线圈转动中有一个特殊位置叫平衡位置，此时两根线圈中无电流，线圈不受力的作用，线圈是靠惯性越过这个位置的．

【合作探究】

探究一　观察并研究电动机的结构

提出问题

电动机内部结构是怎样的？它是由哪些部件组成，它们各起什么作用？电动机是怎样转起来的？

进行实验与收集证据

(1)将如下图所示学生用的电动机拆开，观察它由哪几部分组成．

答：主要由两部分组成：定子和转子．

(2)组装好这台电动机，并将其接入电路中，闭合开关，观察电动机的转动．

探究二　转动的原理

1．当接通电源时，我们看到什么现象？这个现象说明了什么？

答：看到金属杆运动起来，说明通电导体在磁场里受到力的作用．

2．当保持磁场方向不变，改变电流方向时，金属杆的运动方向会怎样？同样，如果保持电流方向不变改变磁场方向呢？

答：改变两者任何一个的方向，金属杆的运动方向都会改变，说明通电导体在磁场中的受力的方向跟导线中的电流方向和磁场方向有关．

3．若想让金属杆在轨道上持续往复运动，该怎么办？

答：想让金属杆往复运动就需要不断改变电流或磁场方向，可以将直流电源换成交流电源．

探究三　电动机怎样转动

演示一　电动机的结构

电动机线圈的两端各连着一个铜制的半环，它们之间有一窄缝，彼此绝缘．这两个相互绝缘的半环称为换向器，它们随线圈一起转动．直流电源的正、负极分别通过电刷与换向器接触，使电源和线圈形成闭合回路．

演示二　电动机的工作原理

(1)如图甲所示，线圈处于此位置时，半环F跟电刷A接触，半环E跟电刷B接触，通电后线圈中电流从半环E流向半环F，线圈的ab边受到一个向上的力，cd边受到一个向下的力，线圈顺时针方向转动．

甲

(2)如图乙所示，线圈转至平衡位置时，两电刷跟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．但线圈由于惯性会继续转动，从而越过平衡位置．

乙

(3)如图丙所示，线圈越过平衡位置后，半环E变为跟电刷A接触，半环F变为跟电刷B接触．由于换向器的作用，线圈中的电流变为从半环F流向半环E.线圈仍然沿顺时针方向转动．

丙

(4)如图丁所示，线圈又转至平衡位置时，其情况与图乙相似．线圈由于惯性越过平衡位置后，线圈中的电流又从半环E流向半环F，其情况又和图甲一样．

丁

1．电动机的工作原理是什么？

答：电动机是根据通电线圈在磁场中受力的作用而发生转动的原理制成的．

2．换向器的作用是什么？

答：换向器的作用就是能不断改变电流的方向．

【教师点拨】

1．实验室的电动机是简易的模型，实际的电动机的结构远比我们所说的复杂．

2．磁场对通电导体具有力的作用，其作用的方向与电流的方向、磁场的方向有关．

3．电动机工作原理：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，以保持线圈的持续转动．

知识拓展　扬声器是怎样发声的

扬声器的结构：由固定的永久磁体、线圈、锥形纸盆构成．

工作原理：当线圈中通有电流时，线圈受到磁体的力而运动 .由于通过线圈中的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音．

【跟进训练】

1. (多选)要改变直流电动机转向，可以采用 (AB)

A．改变电流方向，其他不变

B．改变磁场方向，其他不变

C．增大电流强度

D．同时改变电流方向和磁场方向

2．如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动．现要线圈逆时针转动，下列方法中可行的是(A)

A．只改变电流方向

B．只改变电流大小

C．换用磁性更强的磁体

D．对换磁极同时改变电流方向

课堂小结

1．电动机的结构

2．电动机转动的原理

磁场对通电导体有力的作用，其作用的方向与电流的方向、磁感线的方向有关．

3．电动机怎样转动

电动机持续转动的原理及换向器的作用．

练习设计

完成本课对应训练．

温馨提示：实验视频见课件．