第20章第4節(jié)電動(dòng)機(jī)導(dǎo)學(xué)案 （1）2022-2023學(xué)年人教版物理九年級(jí)

第20章第4節(jié)電動(dòng)機(jī)導(dǎo)學(xué)案電動(dòng)機(jī)的基本原理電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，在生活和工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。了解電動(dòng)機(jī)的基本原理對(duì)于理解其工作原理和應(yīng)用具有重要意義。電動(dòng)機(jī)的組成電動(dòng)機(jī)通常由以下幾個(gè)部分組成：定子：固定部件，包括線圈和磁極。線圈被安裝在固定的鐵芯上，起到產(chǎn)生磁場(chǎng)的作用。轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)動(dòng)部件，通常由導(dǎo)線繞成線圈形狀，通過(guò)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與定子磁場(chǎng)相互作用，從而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。電源：為電動(dòng)機(jī)提供電能的部分，通常接入交流電源或直流電源。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)：將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到機(jī)械裝置上，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的工作。電動(dòng)機(jī)的工作原理電動(dòng)機(jī)的工作原理可以用電磁感應(yīng)定律和洛倫茲力的作用來(lái)解釋。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用。在電動(dòng)機(jī)中，當(dāng)電流通過(guò)轉(zhuǎn)子的線圈時(shí)，線圈會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。同時(shí)，定子的磁場(chǎng)也存在。由于轉(zhuǎn)子線圈電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與定子磁場(chǎng)相互作用，使得轉(zhuǎn)子受到一定的力，從而開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)洛倫茲力的作用，當(dāng)導(dǎo)體中有電流通過(guò)時(shí)，受到力的作用。在電動(dòng)機(jī)中，由于轉(zhuǎn)子線圈中有電流通過(guò)，轉(zhuǎn)子就會(huì)受到洛倫茲力的作用，從而開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的分類(lèi)根據(jù)電源的類(lèi)型、工作方式和結(jié)構(gòu)形式，電動(dòng)機(jī)可以分為多種類(lèi)型。根據(jù)人教版物理九年級(jí)的教材內(nèi)容，我們主要了解直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)是最簡(jiǎn)單的一種電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)子線圈通常由直流電源供電。直流電動(dòng)機(jī)有兩種基本的結(jié)構(gòu)形式：分別激磁的直流電動(dòng)機(jī)：定子磁極和轉(zhuǎn)子線圈分別由兩個(gè)獨(dú)立的電源供電，定子線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)為恒定磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)為可變磁場(chǎng)。通過(guò)改變轉(zhuǎn)子線圈電流的方向，可以改變其磁極性，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。自激磁的直流電動(dòng)機(jī)：定子和轉(zhuǎn)子線圈由同一個(gè)電源供電，通過(guò)刷子和電刷的連接，將電源電流導(dǎo)入轉(zhuǎn)子線圈。轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)與定子磁場(chǎng)相互作用，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。交流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)是另一種常見(jiàn)的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型，其特點(diǎn)是輸入交流電源。根據(jù)轉(zhuǎn)子類(lèi)型和定子繞組的差異，可以將交流電動(dòng)機(jī)分為以下幾類(lèi)：異步電動(dòng)機(jī)：也稱(chēng)為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)子線圈由短路的鋁或銅棒組成。在定子磁場(chǎng)下，轉(zhuǎn)子感應(yīng)出電流，產(chǎn)生磁場(chǎng)。由于磁場(chǎng)的相互作用，轉(zhuǎn)子開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。同步電動(dòng)機(jī)：轉(zhuǎn)子線圈和定子繞組都由繞組構(gòu)成。通過(guò)與外部交流電源同步，轉(zhuǎn)子始終與旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)保持同步，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。直線電動(dòng)機(jī)：轉(zhuǎn)子線圈的結(jié)構(gòu)為直線形狀，其在定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的目的。電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用電動(dòng)機(jī)作為將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，在生活和工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。以下是一些常見(jiàn)的電動(dòng)機(jī)應(yīng)用：家用電器：電扇、洗衣機(jī)、冰箱等家電中常使用電動(dòng)機(jī)。交通工具：電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)等交通工具使用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源。工業(yè)機(jī)械：工廠中的機(jī)床、輸送裝置、液壓機(jī)等都需要電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。農(nóng)業(yè)機(jī)械：農(nóng)田中的農(nóng)用機(jī)械，如農(nóng)用水泵、播種機(jī)等也使用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源?？偨Y(jié)電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的重要裝置。了解電動(dòng)機(jī)的基本原理和分類(lèi)對(duì)于理解其工作原理和應(yīng)用具有重要意義。從直流電動(dòng)機(jī)到交流電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)和結(jié)構(gòu)形式各不相同，根據(jù)不同的需求和應(yīng)用場(chǎng)景選擇最合適的電動(dòng)機(jī)是十分關(guān)鍵的。在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中，電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用廣