沪科版九年级全册第三节 科学探究：电动机为什么会转动优秀教学设计

这是一份沪科版九年级全册第三节 科学探究：电动机为什么会转动优秀教学设计，共9页。教案主要包含了教学目标，教学重点，教学难点，教学方法，课前准备，课时安排，教学过程，板书设计等内容，欢迎下载使用。
1、知识与技能
(1) 知道通电导线在磁场中会受到力的作用；知道力的方向与哪些因素有关。
(2) 知道直流电动机的构造和工作原理。
(3)知道换向器的作用。
2、过程与方法
通过观察生活中的电动机，激发学生探究的兴趣；经历探究电动机的工作原理，培养初步分析问题的能力。
3、情感态度和价值观
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知识和应用物理知识的兴趣。
【教学重点】
磁场对电流的作用、电动机的工作原理。
【教学难点】
通电导体在磁场中受力的条件、电动机连续转动的原因。
【教学方法】
实验探究、分析归纳法。
【课前准备】
电源、导线、开关、探究磁场对电流作用的实验装置、电动机模型、自制简易电动机。
【课时安排】
1课时
【教学过程】
导入新课
在如图所示的用电器中，它们内部都有一个重要的部件——电动机。你知道电动机为什么会转动吗？
二、讲授新课
实验探究
（一）、观察并研究电动机的结构
转子（能够转动的线圈）、电刷、换向器、
定子（固定不动的磁体）、等主要部分组成
（二）转动的原理
1、闭合开关观察，原来静止在磁场中的导体运动情况．
2、磁场方向不变，改变电流方向，观察磁场中导体运动方向．
3、电流方向不变，改变磁场方向，观察磁场中导体运动方向．
4、同时改变电流方向、磁场方向，观察磁场中导体运动方向．
实验表明：通电导体在磁场中受到力的作用. 作用力的方向跟电流方向和磁场方向有关。
磁场方向和电流方向中有一个方向改变，导体受力的方向就会随之改变 ；如果磁场方向和电流方向同时改变，导体受力的方向不变。
（2）电流方向与磁场方向平行时，导体不受力的作用。只有当电流方向与磁场方向斜交或垂直时，通电导体才会受到力的作用。
导体不受力的作用 通电导体受到力的作用
练习1：1、如图所示装置，通电瞬间直导线向左摆动，这表明 对电流有力的作用；若要使直导线向右摆动，可改变电流 （大小、方向）。
练习2: 用如图的装置探究磁场对通电直导线的作用，给铝棒AB通电，观察到AB向右运动，要使AB通电后向左运动，下列做法中可行的是（ ）
A．仅换用磁性更强的磁体
B．仅增加AB中的电流强度
C．仅将磁体的N、S极对调
D．仅将铝棒AB换成铜棒
（三）电动机怎样转动
（2）观察磁场对通电源线圈的作用视频
由实验可知：通电线圈不能在磁场中连续转动。
思考：那么怎样才能让通电线圈在磁场中持续地转动呢？
这就需要用换向器来改变电流的方向，来实现通电线圈在磁场中持续地转动。
1.原理：当线圈转到另一半和电刷接触时就改变了电流方向,从而受力方向改变使线圈连续转到下去。
2.作用：当线圈转过平衡位置,及时改变线圈电流方向,使线圈得以连续转动。
2、直流电动机持续转动的原理
(1)换向器
E、F是换向器:相互绝缘的半环称为换向器.
作用：及时改变线圈中的电流方向，使受力方向总是相同，线圈一直转动下去。
A、B是电刷
作用：与半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。
（3）直流电动机原理图分析
线圈处于此位置时，半环E跟电刷A接触，半环F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.
线圈处于此位置时，半环E跟电刷A接触，半环F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.
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。
线圈越过平衡位置后，半环E变为跟电刷B接触，半环F变为跟电刷A接触。
由于换向器的作用，线圈中电流变为从半环F流向半环E。线圈仍然沿顺时针方向转动。
线圈又转至平衡位置时，其情况跟图(b)所示相似。
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(a)所示一样。
（4）直流电动机转动视频
思考1、电动机连续转动的原因是什么？
每当线圈刚转过平衡位置时，半环就立即改变线圈中的电流方向，线圈两边受到的力就会改变，线圈就按照原来的方向继续转动下去。
思考2、电动机原理是什么？
电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。
思考3：电路元件都正常，闭合开关，电动机模型不转你知道原因吗？
原因可能是线圈处于平衡位置，此时线圈中没有电流，用手拧一下转轴，线圈 就会离开平衡位置致使线圈中有电流通过而转动。
迷你实验室
制作简易电动机视频
三、课堂练习
1、如图所示，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（ ）
A．换用更细的铜棒
B．将磁体的N、S极对调
C．向左移动滑动变阻器的滑片
D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调
2、图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路，在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，则（ ）
A．线圈在图示位置时，ab边受到磁场的作用力向下
B．线圈由图示位置转过180°时，电流沿dcba流过线圈
C．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下
D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下
3. 关于换向器的作用，下列说法中正确的是（ ）
A．直流电动机的换向器既可以改变线圈中的电流方向，又可以改变外部电流方向
B．直流电动机的换向器是将外部电路的直流电变成线圈中的交流电
C．直流电动机的换向器是用来改变电流的大小和方向
D．当直流电动机的线圈刚转过平衡位置时，换向器能立即改变线圈中的电流方向
4、关于扬声器的分析，下列说法错误的是（ ）
A．扬声器是把电信号转换为声信号的一种装置
B．扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力的作用
C．扬声器工作时，线圈中会产生感应电流
D．扬声器的工作原理和发电机的原理一样
四、课堂小结
1、通电导体在磁场里受力的作用；
2、受力方向跟电流的方向，磁感线的方向都有关电；
3、动机连续转动的原因.
4、电动机构造：定子转子换向器电刷
【板书设计】
科学探究：电动机为什么会转动
一、观察并研究电动机的结构
转子（能够转动的线圈）、电刷、换向器、定子（固定不动的磁体）
二、转动的原理
通电导体在磁场中受到力的作用. 作用力的方向跟电流方向和磁场方向有关。
三、电动机怎样转动
每当线圈刚转过平衡位置时，换向器就立即改变线圈中的电流方向，线圈两边受到的力就会改变，线圈就按照原来的方向继续转动下去。
【教学反思】
本节课的重点有两个，一个是磁场对导通电导线的作用，一个是电动机的基本构造。在讲磁场对通电导线的应用时，应先复习奥斯特实验的结论以及磁场对磁体的作用，让学生明白两个道理，其一磁场对磁体有力的作用，其二，通电导体周围有磁场。然后让学生猜想：通电导体放在磁场中，会受力吗？这样学生基本可以猜想出结果来，然后通过实验进行验证。