文档内容
第 4 节 电动机
教学目标：
1.知道磁场对通电导线有力的作用,知道力的方向与电流方向和磁场方向有关。
2.了解直流电动机的构造、工作原理及能量的转化。
教学重难点：
重点:1.通电导线在磁场中受到力的作用,力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关。
2.直流电动机的能量转化。
难点:电动机能够继续转动的原因,换向器的作用。
教学方法：讲授法、实验合作法
教学课时：1
教学过程：
【新课导入】
电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具。它可以电动骑行,亦可以脚踏骑行。电动骑行
时,蓄电池对车上电动机供电,电动机为车提供动力。你知道电动机的工作原理吗?
【课堂探究】
探究点一 磁场对通电导线的作用
活动1:教师展示如图所示的装置,让学生猜想一下,当开关闭合后,将会观察到什么现象?教师适当点拨:
现象 → 原因 → 有磁场
↓ ↓ ↓
导线运动→受力的作用→通电导体是磁体
总结:磁场对通电导体有 力 的作用。
活动2:要想改变导体在磁场中的运动方向,如何操作?学生交流、讨论,发表自己的观点,教师
总结。
总结:可以改变 磁场的方向 ;可以改变 电流的方向 。
活动3:根据学生的猜想,进行验证。让学生观察实验现象,讨论得出实验结论。
总结: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
方向或磁感线方向发生改变时,通电导体受力方向也 发生改变 。
活动4:根据实验现象,大家讨论一下,这个装置存在的能量的转化是怎样的?在生活中哪些用
电器是利用这一原理来工作的?
总结
(1)将 电 能转化为 机械 能。
(2)生活中的电动车、电风扇、 电动机 等工作时的原理与此相同。
探究点二 电动机的基本构造
活动1:一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?展示如图所
示的装置,让同学们猜想,然后再演示。
总结:电动机的原理: 通电线圈在磁场中受力转动 。
活动2:让学生讨论、交流转动的原因。然后各组发表自己的观点。教师引导学生归纳总结。思路: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转动。
活动3:根据原因的分析,说出导线ab、导线cd所受力的特点?
总结: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。
活动4:线圈能否在磁场中持续转动?为什么?采取什么措施让线圈持续转动?从受力的角度展
开分析。
总结:力的特点:如图所示,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。
措施:改变磁感线的方向或者改变线圈中电流的方向。
活动5:让学生自学教材P136找出要让通电线圈在磁场中持续转动的方法,然后交流,统一答
案。
活动6:根据以上的探究,总结说出电动机的工作原理、能量转化、构造。学生之间交流、讨
论,阐明自己的观点,意见不同的,给予补充。
总结
(1)原理: 通电线圈在磁场中受力转动 。
(2)构造:电动机由能够转动的线圈和固定不动的磁体两部分组成。在电动机里,能够转动的
部分叫 转子 ,固定不动的部分叫 定子 。
(3)电动机转动的方向:与 电流 和 磁场 方向都有关,改变电流方向或磁场方向,电动机
的转动方向就随之改变;但如果同时改变电流方向和磁场方向,电动机的转动方向 不变 。
(4)能的转化:电动机工作时,将 电能 转化为 机械能 。
【课堂小结】
1.磁场对通电导线有力的作用,力的方向与电流方向、磁场方向有关,当电流方向或磁场方向
改变,力的方向改变;若同时改变,力方向不变。
2.电动机是利用磁场对通电导线的作用来工作的,它把电能转化为机械能。3.电动机的线圈在磁场中能持续转动是靠换向器,当线圈转过平衡位置时,换向器能自动改变
线圈中电流的方向。
板书设计
第4节 电动机
1.磁场对通电导线的作用
(1)通电导体在磁场中受到力的作用。
(2)通电导体在磁场中受力的方向与电流方向、磁场方向有关。
2.电动机
(1)基本构造:转子、定子。
(2)工作原理:通电线圈在磁场中受力转动。
(3)换向器的作用:每当线圈转过平衡位置,换向器就自动改变线圈中电流的方向,使线圈持续
转动。
(4)能量的转化:电能转化为机械能。
课堂检测
1.根据图示装置探究的原理,可以制成下列哪种用电器(B)
A.电水壶B.电风扇
C.台灯 D.电磁起重机
2.在安装直流电动机模型的实验中,小杰同学安装了一台直流电动机模型(如图所示)。安装
完毕,闭合开关后,线圈沿顺时针方向转动,则能使线圈沿逆时针方向转动的做法是(D)
A.减少一节电池
B.把电源和磁铁的两极同时对调
C.增加一节电池
D.把电源两极对调3.如图所示,a表示垂直于纸面的一根通电导线,其中通以电流时将在磁场中受到力的作用。
参照(甲)图情况,(乙)图中导线a受到向左的作用力的是(C)
4.小明同学自己做了一个直流电动机模型,接通电路后,发现电动机不转动。以下原因不可能
的是(B)
A.电源电压太低
B.电源正、负极接反了
C.开始时,线圈处于平衡位置
D.电刷接触不良
5.如图所示,在直流电动机的工作过程中,“换向器”起了关键的作用,它能使线圈刚转过平衡
位置时就自动改变线圈中的 电流方向 ,从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。电动机
工作时是把电能转化为 机械能 。
6.如图所示的实验装置,在两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导体ab。
(1)接通电源,这时会看到导体ab向左运动,这表明 通电导体在磁场中会受力的作用 。
(2)若只对调磁体的磁极或只改变导体ab中的电流方向,观察到导体ab均向右运动,这表明
通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向均有关 。
(3)如果把磁体的两极对调,同时改变通过导体ab中的电流方向,会看到导体ab的运动方向
跟原来 相同 (选填“相同”或“相反”)。教学反思
本节内容是由两部分组成,教学的重点是“磁场对通电导线的作用”,做好教学重点的关键环
节是做好“通电导体在磁场中受到力的作用”的实验。在设计实验上,老师首先让学生根据
实验装置做出猜想,然后再进行实验验证,进而得出磁场对通电导体有力的作用。在处理电动
机的工作原理时,由于这一部分知识比较抽象,老师把线圈分解为通电的直导线,这样对学生
来说就化抽象为形象、化复杂为简单,就很容易接受了。但线圈在磁场中不能够持续转动,怎
么办?此时让学生出谋划策,这样就使得学生在不知不觉中接受了换向器这一知识点。由于
本节内容较多,在让学生经历探究实验的过程,时间不够充分,没有让学生亲自动手操作,对于
中下水平学生来说显得节奏过快。
备课资源
1.生活中的电动机
交流电动机,用电网供给交流电,例如:电风扇、洗衣机、电冰箱等家用电器中的电动机。
直流电动机,用直流电源供给直流电。例如:电动玩具、录音机等小型用电器。电动机在使用
时将电能转化为机械能,同时线圈通电时,由于电流的热效应的存在,电流流经线圈时也会将
少部分电能转化为内能,所以有些电动机在使用时,要及时将产生的热量散出去,常用的方法
是加装风扇或在外壳安装很多散热片。
2.用铝箔条代替直导线演示磁场对电流的作用
器材:铝箔条、蹄形磁体、蓄电池、按钮开关、导线若干、支架。
操作
实验装置如图所示,载流导线用大容量电解电容器中拆出的铝箔来代替,长度约40 cm,竖直
地夹持在支架上。
演示时,把蹄形磁体放在铝箔外围,按一下开关,给铝箔短暂通电,铝箔便向一侧弯曲。改变电
流或磁极的方向,弯曲的方向也随之改变。
注意事项
(1)铝箔不可拉得太紧,在它的两端应像折扇那样反复折叠几次,使它有一定的伸缩性。(2)通电时电流很大,只宜用蓄电池演示,且只能瞬时通电,否则会损坏电源。
