【滬粵版】2018學(xué)年九年級(jí)下冊(cè)物理精品教案17.2探究電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的原理

1、17.2探究電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的原理教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.了解磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用。2.初步認(rèn)識(shí)科學(xué)與技術(shù)之間的關(guān)系。教學(xué)重點(diǎn)：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用。教學(xué)難點(diǎn)1.分析概括通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向跟哪兩個(gè)因素有關(guān)。2.理解通電線圈在磁場(chǎng)里為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。器材準(zhǔn)備電源、蹄形磁體、開關(guān)、導(dǎo)線、銅棒（導(dǎo)體）、滑動(dòng)變阻器、線圈、導(dǎo)軌。教學(xué)過程一、引入新課1.磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是什么？磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用。2.電流的磁效應(yīng)是什么？通電導(dǎo)體周圍存在著磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向跟電流的方向有關(guān)，這種情況叫作電流的磁效應(yīng)。播放課件：播放有關(guān)電動(dòng)機(jī)動(dòng)畫。分別點(diǎn)擊開關(guān)（2個(gè)方向）和拖動(dòng)滑動(dòng)變阻器，觀察電動(dòng)機(jī)和車輪的旋轉(zhuǎn)方向，由學(xué)生

2、描述并猜測(cè)出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因。電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)呢？引導(dǎo)學(xué)生回憶奧斯特實(shí)驗(yàn)，知道通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)，能使小磁針偏轉(zhuǎn)，即電流對(duì)磁體有力的作用，啟發(fā)學(xué)生逆向思維。磁場(chǎng)對(duì)電流有沒有力的作用呢？我們知道生產(chǎn)和生活中的許多電器都需要電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)，下面我們就來研究電動(dòng)機(jī)的工作原理。二、新課教學(xué)探究點(diǎn)一：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用1.如上圖，把導(dǎo)線ab放在磁場(chǎng)里，接通電源，讓電流通過導(dǎo)線ab,觀察它的運(yùn)動(dòng)，說出觀察到的現(xiàn)象，討論得出結(jié)論?，F(xiàn)象：接通電源，導(dǎo)線ab向外（或向里）運(yùn)動(dòng)。結(jié)論：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用。2.把電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)后接入電路，使通過導(dǎo)線ab的電流方向與原來相反，觀察導(dǎo)線ab的運(yùn)動(dòng)方向。現(xiàn)象

3、：合上開關(guān)，導(dǎo)線ab向里（或向外）運(yùn)動(dòng)，與剛才運(yùn)動(dòng)方向相反。結(jié)論：這說明通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的力的方向與電流通過導(dǎo)體的方向有關(guān)。3.保持導(dǎo)線ab中的電流方向不變，但把蹄形磁體上下磁極調(diào)換一下，使磁場(chǎng)方向與原來相反，觀察導(dǎo)線ab的運(yùn)動(dòng)方向。現(xiàn)象：磁極調(diào)換后觀察到導(dǎo)線ab的運(yùn)動(dòng)方向改變。結(jié)論：這表明通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向有關(guān)。實(shí)驗(yàn)表明：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中要受到力的作用，力的方向跟電流的方向、磁感線的方向都有關(guān)系，當(dāng)電流的方向或者磁感線的方向變得相反時(shí)，通電導(dǎo)線受力的方向也變得相反。引導(dǎo)：當(dāng)電流方向或者磁感線方向變的相反時(shí)，通電導(dǎo)體受力方向也變的相反。那么，把一個(gè)通電的線框放到磁場(chǎng)中，它

4、會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)？想一想，做做看。探究：讓線圈轉(zhuǎn)動(dòng)起來。如圖把線圈放在支架上，磁鐵放在線圈下方。通電后并用手輕輕推一下，觀察現(xiàn)象。這個(gè)時(shí)候，線圈就會(huì)不停地轉(zhuǎn)下去，其實(shí)這就是一臺(tái)小小的電動(dòng)機(jī)。我們做出一臺(tái)小小電動(dòng)機(jī)，那么電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造是什么樣的？我們一起來了解。探究點(diǎn)二：電動(dòng)機(jī)的工作原理接通電源，線圈在磁場(chǎng)里發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，但轉(zhuǎn)動(dòng)不能持續(xù)下去，轉(zhuǎn)90角擺幾下就停了。怎么解釋這一現(xiàn)象呢？看演示。演示：使線圈位于磁體兩磁極間的磁場(chǎng)中。1.使線圈靜止在圖乙位置上，閉合開關(guān)，觀察?，F(xiàn)象：發(fā)現(xiàn)線圈沒有運(yùn)動(dòng)。原因：這是由于線圈ab、cd兩個(gè)邊受力大小一樣，方向相反的原因，這個(gè)位置是線圈的平衡位置。2.使線圈靜止在圖甲

5、位置上，閉合開關(guān)觀察?，F(xiàn)象：線圈受力沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)論：可是線圈能靠慣性越過平衡位置，但不能繼續(xù)轉(zhuǎn)下去，最后要返回平衡位置。為什么會(huì)返回呢？3.看圖丙，使線圈靜止在這個(gè)位置上，這是剛才線圈沖過平衡位置以后所到達(dá)的地方，閉合開關(guān)，觀察?，F(xiàn)象：線圈向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)論：這說明線圈在這個(gè)位置所受力是阻礙它沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的，這也就使線圈返回平衡位置。那我們?cè)谔骄繉?shí)驗(yàn)中，線圈為什么能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)呢？探究點(diǎn)三：換向器的作用換向器的構(gòu)造，兩個(gè)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(zhuǎn)動(dòng)。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(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它通過換向器使電流方向發(fā)生改變，使線

6、圈的受力方向總是相同，線圈就可以不停地轉(zhuǎn)動(dòng)下去了。換向器的作用：當(dāng)線圈剛剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，換向器能自動(dòng)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(zhuǎn)動(dòng)。如甲圖所示：電刷b和半環(huán)e接觸，電刷a和半環(huán)f接觸，此時(shí)線圈中電流方向是abcd，受力方向是ab邊受力向上，cd邊受力向下，線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是順時(shí)針。如圖乙所示：當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)，此時(shí)電刷正好接觸了兩個(gè)金屬半環(huán)中間的絕緣部分，所以線圈中沒有電流流過，此時(shí)線圈在磁場(chǎng)中也不受力的作用。如丙圖所示：當(dāng)線圈由于慣性剛剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，電刷b和半環(huán)f接觸，電刷a和半環(huán)e接觸，此時(shí)線圈中電流方向是dcba，受力方向是ab邊受力向下，cd邊受力向

7、上，轉(zhuǎn)動(dòng)方向是順時(shí)針。如圖丁所示：當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)，此時(shí)電刷正好接觸了兩個(gè)金屬半環(huán)中間的絕緣部分，所以線圈中沒有電流流過，此時(shí)線圈在磁場(chǎng)中也不受力的作用。由于線圈的慣性，當(dāng)其剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，就又返回到了如圖甲所示的情況了，這樣這個(gè)直流電動(dòng)機(jī)就能連續(xù)不斷的轉(zhuǎn)動(dòng)下去了。在“小小電動(dòng)機(jī)”中我們只利用了一半的電力，也就是線圈每轉(zhuǎn)一周，只有半周獲得動(dòng)力。如果設(shè)法改變后半周電流的方向，使線圈在后半周也獲得動(dòng)力，線圈將會(huì)更平穩(wěn)、更有力地轉(zhuǎn)動(dòng)下去。實(shí)際的直流電動(dòng)機(jī)是通過換向器來實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)功能。播放動(dòng)畫：電動(dòng)機(jī)原理介紹：揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)示意圖及發(fā)聲原理。指導(dǎo)閱讀課本課本p29“不同功能的電動(dòng)機(jī)”繼續(xù)播放課件：電

8、動(dòng)機(jī)生活中的電動(dòng)機(jī)。拓展：實(shí)際的直流電動(dòng)機(jī)都有多個(gè)線圈，每個(gè)線圈都接在一對(duì)換向片上。除直流電動(dòng)機(jī)外，生活中還經(jīng)常用到交流電動(dòng)機(jī)，交流電動(dòng)機(jī)也是利用通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力來運(yùn)轉(zhuǎn)的。電動(dòng)機(jī)工作實(shí)質(zhì)是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單、控制方便、體積小、效率高、功率可大可小、無污染。板書設(shè)計(jì)17.2探究電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的原理一、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用1.通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用。2.通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的方向，跟電流方向和磁感線方向有關(guān)。二、換向器的作用三、電動(dòng)機(jī)的工作原理教學(xué)反思本節(jié)內(nèi)容是由兩部分組成，一是“磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用”的實(shí)驗(yàn)，二是“電動(dòng)機(jī)的工作原理”。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)上，我首先通過實(shí)驗(yàn)將來與學(xué)生互動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)而得出磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用以及通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的力的方向與電流通過導(dǎo)體的方向和磁感線的方向有關(guān)。在