第4節(jié)：電動機

1、第4節(jié)電動機Q教學過程f新課導入導入一：問題導入師:我們上課前先來欣賞一些圖片.用多媒體展示電梯、電扇、電動玩具、冰箱等使用電動機的電器，并播放它們由停止到運轉的狀態(tài)，這些圖片里的東西有什么共同特點生甲：它們都是電器.生乙:它們的運轉都需要用到電 生丙:它們都是靠電動機來轉動的，并圈出電動機的位師:這些同學說得都很好.（用課件形式顯示幾種機器如電扇、電梯、電冰箱的結構圖 置.）這些機器都有一個很重要的設備一一電動機.過渡語為什么給電動機通電，它就能轉動呢？電動機工作的原理是怎樣的呢？這節(jié)課我們就來學習有 關電動機的知識.導入二：情境導入多媒體視頻展示各種電動機，了解電動機在實際中的應用.比如機

2、床、電力機車、洗衣機、風扇等學生觀察各種圖片，知道電動機在生活中應用非常廣泛！展示一個小電動機，給電動機通電，可以看到電動機能轉動.思考:電動機工作時輸入了什么能 ？獲得了什么能？回答:電動機工作時需要消耗電能，輸岀機械能，工作時把電能轉化為機械能 過渡語電動機為什么能轉動？學了這節(jié)內容，你的疑問就迎刃而解了 .新知構建一、磁場對通電導線的作用思路一提岀問題：磁體在磁場中會受力的作用，磁體間通過磁場相互作用，那么通電導線周圍存在磁場，它是否會 受到力的作用呢？猜想:通電導線在磁場中會受到力的作用.進行實驗：連接電路，快速閉合開關再斷開，觀察現(xiàn)象.現(xiàn)象:閉合開關，直導線會運動.說明通電導線在磁場

3、中受到力的作用.問題通電導體在磁場中運動方向是固定的嗎？可能與什么因素有關？回答:運動方向不固定.通電導體在磁場中受力的作用，作用方向可能與電流方向有關，也可能與磁場方向 有關.演示實驗：在前面實驗基礎上，只改變電流方向，再改變磁場方向.觀察導體的運動方向.分析總結：當通電導線中的電流方向改變或磁場方向改變，通電導線的受力方向會發(fā)生改變，若同時改變電流方向和磁場方向，受力方向不變.如果把一個通電的線框放到磁場中，它會怎樣運動呢？演示:如圖所示，利用此裝置進行演示實驗，發(fā)現(xiàn)線圈轉動了起來.通魁討論:為什么線圈是轉動而不是直線運動呢 ？討論總結：由于線圈兩邊的導線中的電流方向不一樣所以它們受到力的

4、方向也就不一樣 受到方向相反的力,所以轉動起來.學生分組實驗：“讓線圈轉起來”，提醒學生刮漆包線的方法及位置.注意:線圈兩端的漆包線，一端的絕緣漆全部刮掉，另一端只刮半周.可以看到線圈能連續(xù)轉動起來.知識拓展小圓圈“ O表示導體的橫截面，表示感應電流方向垂直紙面向外，“”表示感應電流方向垂直紙面向里 同理,磁場、電場也可以用 ？表示垂直紙面向外向內的方向.思路二教師:先讓我們一起來回憶一下奧斯特電生磁的實驗.哪位同學可以敘述一下奧斯特的實驗過程及結果學生:丹麥物理學家奧斯特在做實驗時偶然發(fā)現(xiàn)當導線中有電流通過時，它附近的磁針指向發(fā)生偏轉，這個意外的現(xiàn)象引起了奧斯特極大的興趣，他又繼續(xù)做了許多實

5、驗，終于證實了電流的周圍存在著磁場 .教師:回答得很好.讓我們一起回過頭來看看奧斯特的實驗（用多媒體課件展示奧斯特實驗）.奧斯特是用 一根小磁針放在通電導線的旁邊發(fā)現(xiàn)了小磁針會受到力的作用，而且電流方向改變，小磁針的轉動方向也改變.那么我們反過來想一下，假如通電導線放在磁場中會不會也受到磁場的作用力呢 ？學生:我想會.因為奧斯特的實驗證明了通電導線可以產(chǎn)生磁場，而且我們也知道通電螺線管產(chǎn)生的磁場相當于一個條形磁鐵的磁場.那么把通電導線放在磁場中就相當于把兩個磁鐵放在一起，肯定會有力的作用因為兩個磁體之間是可以相吸或相斥的.教師:這個同學的猜想聽起來很有道理，但是是否正確呢？我們應該怎樣去判斷？

6、學生:用實驗去驗證.教師:我們應該怎樣去設計這個實驗呢？請同學們討論一下，給岀一個比較好的方案來.生甲：因為考慮到是要驗證通電導線在磁場中有沒有受到力的作用.所以我們想到實驗必須有一條通電的導線，選擇器材時就應該有導線，電源和開關；另外還要有提供磁場的條形磁鐵.把通電導線放在磁場中看它 能不能受到力的作用.生乙我們的方案和他們的大致相同.但是我們覺得用 U形磁鐵可能更好些，因為U形磁鐵內的磁場集中 些.還有我們覺得那根通電導線最好能用一個支架把它支起來，使它可以自由地轉動，這樣才能更好地觀察.教師:同學們設計的方案都很好，特別是這組的同學考慮得非常全面，而且有根有據(jù).那么同學們看看我的 這套實

7、驗儀器能不能驗證你們的猜想呢 ？像剛才那位同學說的，為了使通電導線能自由地擺動，我們給它做了 個導軌.導線ab放在磁場里，我們把開關合上，請同學們認真觀察這根導線看它會怎么樣 ？學生:導線運動了 .教師:這個實驗說明了什么問題？學生:說明了導線在磁場中可以運動.教師:能不能說得更完善一些.生甲:應該是通電導線在磁場中可以運動.生乙:說明了通電導線在磁場中會受到力的作用，沒有力的作用導線就不會運動 .教師:這位同學總結得很好，得到的結論也比較全面.剛才我們用實驗驗證了猜想，實驗現(xiàn)象也很明顯，導 線運動了，而且是向右運動的.那么同學們再思考一下，奧斯特改變電流方向，小磁針的轉動方向也改變了 ，我

8、們這里的導線是不是永遠向右運動的呢 ？怎么樣去驗證你的想法.生甲:可以改變電流的方向來看看導線的運動方向有沒有改變生乙:可以保持電流方向不變，改變磁場方向來看看導線的運動方向有沒有改變教師:那我們再用實驗來驗證這些同學的想法.先改變電流方向，示意學生看現(xiàn)象；然后保持原來的電流方向不變，再改變磁場方向.同學們觀察到了什么現(xiàn)象？說明了什么？生甲:看到導線的運動方向改變了 ，說明改變電流或者磁場的方向，通電導線的運動方向也會改變.生乙:換句話說就是通電導線受到磁場力的方向跟電流和磁場的方向都有關系師:剛才我們是把一根通電導線放在磁場中發(fā)現(xiàn)它會受到力的作用.那么如果我們把整個線圈放到磁場中,又會怎么樣

9、呢？學生:觀察到線圈轉動了起來.教師:同學們可以討論一下：為什么線圈是轉動而不是直線運動呢 ？學生:由于導線兩邊的電流方向不一樣，它們受到的力的方向也就不一樣，就像一個框被相反的力扭動一 樣，所以只能是轉動的.教師:總結得很好.我們開頭講的電動機的原理就是這樣的，是用電來使線圈轉動，然后帶動機器轉動的 下面我們就來做個“小小電動機”實驗,看看電動機是怎樣轉起來的.同學們思考一下電動機為什么能不停地轉動？我們的實驗器材有什么特別的地方？學生我們的線圈引線的兩端都只是把一半的漆皮刮去過渡語同學們想一下，為什么只是把一半的漆皮刮去，假如把兩端漆皮全部都刮去的話，又會怎么樣 呢？二、電動機的基本構造如

10、果把線圈兩端的絕緣漆全部刮去，會岀現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？演示:接通電源，小線圈在磁場中發(fā)生轉動，轉到某位置擺動幾下就不動了.討論:為什么線圈不能持續(xù)轉下去 ？學生對照圖片，從力的角度對線圈進行分析：當線圈平面轉到與磁場垂直時，線圈受到磁場的作用力方向 相反，大小相等，并且在同一直線上，所以這兩個力是一對平衡力.線圈保持平衡狀態(tài).教師:本實驗中線圈靜止時所處的位置叫平衡位置.如何讓線圈轉過平衡位置后，受力方向發(fā)生改變而持續(xù)轉動呢？學生思考回答：線圈轉過平衡位置時改變線圈中電流方向或磁場方向在“讓線圈轉起來”的實驗中，線圈只有半圈有電流，如果在平衡位置時改變電流方向即可實現(xiàn)轉動.那么如何能及時改變電流方向

11、呢 ？卜:展示直流電動機模型.請大家閱讀課本上有關換向器工作原理的內容，思考換向器是如何改變線圈中的電流的.換向器在電動機中起什么作用.學生閱讀課本，了解換向器的工作原理：換向器是當線圈轉過平衡位置時，改變線圈中電流的方向，使線圈 能持續(xù)轉動.展示一個實際電動機，觀察其結構，發(fā)現(xiàn)實際的電動機有多匝線圈，每個線圈都接在一對換向片上，以保證 每個線圈在轉動的過程中受力的方向都能使它朝同一方向轉動實際電動機的結構主要是由能夠轉動的線圈和固定不動的磁體.在電動機里，能夠轉動的部分叫轉子 固定不動的部分叫定子.展示一個微型吊扇，拆開風扇罩子，可以看到內部結構，它也是由線圈及磁體組成的，磁體位置固定不變

12、線圈在繞磁體轉動.知識拓展換向器的構造：兩個銅半環(huán)E和F跟線圈兩端相連，它們彼此絕緣并隨線圈一起轉動.A和B是電刷，它們跟半環(huán)接觸，使電源和線圈組成閉合電路.線圈轉動時，通過換向器使電流方向發(fā)生改變，使線圈 的受力方向總是相同，線圈就可以不停地轉動下去了.換向器的作用：當線圈剛剛轉過平衡位置時，換向器能自動改變線圈中電流的方向，從而改變線圈受力方 向，使線圈連續(xù)轉動.甩課堂小結1磁場對通電導線有力的作用，作用的方向與電流方向、磁場方向有關，當電流方向或磁場方向改變，作用的方向改變；若同時改變，作用方向不變.2. 電動機是利用磁場對通電導線的作用來工作的，它把電能轉化為機械能.3. 電動機的線圈

13、在磁場中能持續(xù)轉動是靠換向器，當線圈轉過平衡位置時，換向器能自動改變線圈中電 流的方向.阿檢測反饋1. 如圖所示，線圈abed位于磁場中，K與1接通時，ab段導線受磁場力 F的方向向上；當K改為與2接通 時，ab段導線受磁場力（）A. 方向向下B. 方向向上C. 為零,因為電源反接D. 為零,因為電路一定是斷路解析:改變開關K的位置，改變了電流方向.只調換磁極或只改變電流方向可以改變通電導線在磁場中的 受力方向，所以按照題意，ab段導線受力方向與原來相反.故選A.2. 某實驗小組組裝了一個直流電動機模型，接通電源后電動機不轉，用手撥動一下線圈（轉子）后,線圈轉子就正常轉動起來，則該電動機模型開

14、始時不轉的原因可能是（）A. 線圈內部斷路B. 電刷與換向器接觸不良C. 磁體的磁性不強，或線圈中電流不夠大D. 線圈正好處于平衡位置解析:電動機開始不轉，撥動一下后又轉了，說明線圈本身沒有問題，所以線圈內部沒有斷路,A錯誤；電刷 與換向器接觸不良，磁體的磁性不強，或線圈中電流不夠大都不能使線圈正常轉動，B，C錯誤;當線圈位于平衡位置時，它受力平衡，當用力使線圈偏離平衡位置后，線圈開始轉動，D正確.規(guī)律：電動機線圈不轉主要有以下 幾個原因：導線接觸不良；線圈剛好位于平衡位置；磁體的磁性不強；線圈中電流不夠大等.故選D.3. 線圈abed轉動過程中經(jīng)過圖甲、乙位置時，導線ab所受磁場力的方向（）

15、A. 相反,是由于磁場方向相反B. 相反，是由于流過ab的電流方向相反C. 相同，是由于磁場方向、流過ab的電流方向都改變了D. 相同，是由于磁場方向、流過ab的電流方向都沒改變解析:對比甲、乙兩圖可以看出，甲圖中ab位置與乙圖中ed位置相同，電流方向也相同，在甲圖中ab段 電流從b向a，在乙圖中ed段電流從e向d，在線圈中電流流向是沿著 abed的方向，即乙圖中的ab段導線電 流方向從a流向b.甲、乙兩圖中流過ab的電流方向反了 ，磁場方向不變 所以受力方向相反.所以A,C,D錯誤. 故選B.4. 將一根直導線放在靜止的小磁針上方，通電后小磁針發(fā)生偏轉，這表明通電直導線周圍存在 .如圖所示裝置，通電瞬間直導線向左擺動，這表明對通電導線有力的作用；若要使直導線向右擺動，應如何操作？.根據(jù)此現(xiàn)象的原理可以制成 _.解析:通電導線周圍存在磁場，這是奧斯特實驗得到的結論，并且通電導線周圍的磁場方向與電流方向有 關.磁場對通電導線有力的作用，使直導線運動，直導線所受力的方向與電流方向和磁場方向有關.要使直導線的運動方向相反，可以改變磁場方向或改變直導線中的電流方向，只要改變其中一項即可，不能同時改