初中物理人教版九年级全册第4节 电动机教案及反思

第4节　电动机

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

知识点一　磁场对通电导线的作用

【自主学习】

阅读课本P133－134，完成以下问题：

通电导线在磁场里受到力的作用.力的方向跟电流方向和磁感线方向有关．

【合作探究】

演示一　把导线ab放在磁场里，闭合开关，让电流通过导线ab.

1．闭合开关，你观察到了什么实验现象？

答：原来静止在磁场中的导体发生运动．

2．电流方向不变，改变磁场方向，你观察到了什么实验现象？

答：磁场中导体运动方向发生了改变．

3．磁场方向不变，改变电流方向，你观察到了什么实验现象？

答：磁场中导体运动方向也发生了改变．

演示二　如下图所示，如果把一个通电的线框放到磁场中，它会怎样运动？

答：通电线圈可以在磁场里转动过一定角度，但不能持续转动．

【教师点拨】

通电导线在磁场中受力方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关；当电流方向、磁感线方向发生改变时，通电导体受力方向也发生改变．

【跟进训练】

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

知识点二　电动机的基本构造

【自主学习】

阅读课本P134－136，完成以下问题：

1．电动机由两部分组成：能够转动的线圈和固定不动的磁体.能够转动的部分叫做转子，固定不动的部分叫做定子.

2．线圈越过平衡位置后，不能(选填“能”或“不能” )继续转动，因为所受到的力的方向与原来相反(选填“相同”或“相反”)，所以又会回到平衡位置．

3．自制电动机漆皮刮去一半，是为了使线圈转动中只有半圈获得动力，另外半圈停止给线圈供电，线圈靠惯性越过这半圈．

4．实际的电动机中安装有换向器，换向器的作用是改变后半周线圈中电流的方向．从而改变线圈的受力方向.

【合作探究】

演示三　一根通电直导线在磁场会受力运动，一个通电的线圈在磁场中会怎样呢？

答：通电的线圈在磁场中会转动．

探究　线圈为什么会转动呢？

将通电线圈分解为四个通电直导线，即导线ab、导线bc、导线cd、导线da.导线bc、导线da的方向与磁感线方向平行，故不受力的作用，导线ab、导线cd处在同一磁场中，但通过电流的方向相反，故受力方向相反，所以通电的线圈会在磁场中会转动．

(1)使线圈位于磁体两磁极间的磁场中，使线圈静止在如图所示的位置上，闭合开关，发现线圈并没有运动．

分析：此时这两个力的大小相等、方向相反，作用在同一个线圈上，且在同一条直线上，属于一对平衡力，故将会在这个位置处于静止状态．

(2)使线圈静止在如下图所示位置上，闭合开关，线圈受力沿顺时针方向转动，并由于惯性而越过平衡位置，但不能继续转下去，最后返回平衡位置．想想为什么会返回呢？

答：这两个力的大小相等、方向相反，作用在同一个线圈上，但不在同一条直线上，线圈会顺时针转动．线圈越过平衡位置后，受到的力阻碍线圈的转动，故它会返回平衡位置．

(3)使线圈静止在如下图所示位置上，闭合开关，线圈逆时针转动．

分析：线圈靠惯性越过平衡位置后，磁场力作用的结果使线圈逆时针旋转，阻碍它沿顺时针方向继续转动．

(4)线圈不能连续转动，是因为线圈越过了平衡位置后，受到的力阻碍线圈的转动．如果越过了平衡位置后停止对线圈供电，由于惯性，线圈是不是就能连续转动了呢？

答：采用刮去引线漆皮的方法来控制电路的通断．这种设计，线圈每转一周，只有半周获得动力．在另半周线圈将要受到阻碍它转动的力时没有电流通过，线圈不受力；当线圈靠惯性转动过这半周后，又回到原来的状态，线圈又受到同方向转动的力，以保证线圈继续转动下去．

(5)想一想，还有更好的方法使线圈能连续转动吗？

答：电动机通过换向器改变后半周电流的方向，使线圈在后半周也获得动力，线圈将会更平稳、更有力地转动下去．

演示四　换向器

通过换向器可以使线圈中电流每半周改变一次．

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，线圈受到磁体的作用而运动 .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．

【教师点拨】

1．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．

2．电动机把电能转化为机械能.

【跟进训练】

下列说法正确的是(　B　)

A．电动机是把机械能转化为电能的机器

B．电动机是把电能转化为机械能的机器

C．直流电动机是利用线圈的转动而产生电流的

D．改变线圈中的电流方向，可以改变电动机线圈转动的快慢

课堂小结

1．磁场对通电导线的作用

2．通电导线在磁场中受力的方向与什么有关

3．电动机的构造及其工作原理

练习设计

完成本课对应训练．

温馨提示：实验视频见课件．