＆163科學(xué)探究：電動(dòng)機(jī)為什么樣會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)

1、 16.3科學(xué)探究：電動(dòng)機(jī)為什么樣會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)新課知識(shí)與技能：了解通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的作用，并且受力的方向與電流方向、磁場(chǎng)的方向有關(guān)；了解電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造和原理。過程與方法：經(jīng)歷制作簡(jiǎn)單電動(dòng)機(jī)的過程，探究電動(dòng)機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的原理。情感、態(tài)度與價(jià)值觀：了解科學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化成應(yīng)用技術(shù)的過程，提高學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)的興趣，培養(yǎng)創(chuàng)造發(fā)明的意識(shí)。直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。直流電動(dòng)機(jī)工作過程中的特點(diǎn)。演示實(shí)驗(yàn)法，講授法歸納總結(jié)法掛圖，直流電動(dòng)機(jī)模型 一、復(fù)習(xí)引入，實(shí)驗(yàn)激趣。磁場(chǎng)對(duì)電流的作用1. 通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里受到力的作用我們可以做這樣的實(shí)驗(yàn)，如圖所示，把一根直導(dǎo)體AB放在蹄形磁體的磁場(chǎng)里，并與電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器組成一閉合電路

2、。（1）合上開關(guān)，接通電路，導(dǎo)體AB中產(chǎn)生由A向B流動(dòng)的電流，這時(shí)導(dǎo)體AB向左運(yùn)動(dòng)起來。（2）將電源上的正、負(fù)極接線對(duì)換，合上開關(guān)，導(dǎo)體AB中產(chǎn)生由B向A流動(dòng)的電流，這時(shí)導(dǎo)體AB向右運(yùn)動(dòng)起來。（3）將蹄形磁體的磁極上下翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)體AB的運(yùn)動(dòng)方向也發(fā)生變化。通過上面的實(shí)驗(yàn)我們可以得出這樣的結(jié)論：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里受到力的作用。通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里受力的方向，跟電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)。二、進(jìn)行新課1、磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用如圖所示，在圖甲中，通電線圈的ab邊和cd邊在磁場(chǎng)里受到力的作用，因兩邊中電流方向相反，所以兩力方向相反且不在同一條直線上，所以線圈就轉(zhuǎn)動(dòng)起來。當(dāng)轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時(shí)，這兩個(gè)力恰好在同一直線

3、上，而且大小相等，方向相反，線圈保持平衡。我們把這個(gè)位置叫做平衡位置。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，通電的線圈在磁場(chǎng)中要受力而轉(zhuǎn)動(dòng)。2. 直流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)就是利用通電線圈在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象制成的，它將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。下面我們來研究電動(dòng)機(jī)是如何利用上述現(xiàn)象制成的，當(dāng)然，我們先討論最簡(jiǎn)單的一種電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)。很多同學(xué)可能馬上想到通電線圈在磁場(chǎng)中不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)（轉(zhuǎn)到平衡位置要停下來），而實(shí)際的電動(dòng)機(jī)要連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。怎樣解決這個(gè)問題呢？在前面的實(shí)驗(yàn)中，我們知道：當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)，不是立即停下來，而是在平衡位置附近擺動(dòng)幾下才停下來。這是因?yàn)榫€圈轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)具有一定速度，由于慣性它會(huì)繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動(dòng)，但由于

4、這時(shí)受到的磁場(chǎng)力又會(huì)使它返回平衡位置，所以它要擺動(dòng)幾下，最后在摩擦的作用下逐漸停下來。要想讓線圈在磁場(chǎng)中不斷的轉(zhuǎn)動(dòng)下去，我們就要想辦法在線圈剛剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，就改變線圈中兩條邊的受力方向。好在有線圈的慣性存在。要是在線圈正好在平衡位置就改變線圈的受力方向還不行呢，因?yàn)檫@時(shí)候兩個(gè)力又是一對(duì)平衡力，所以整個(gè)線圈仍然不能轉(zhuǎn)動(dòng)下去。如何實(shí)現(xiàn)這一想法呢？我們知道影響通電導(dǎo)體受力方向的兩個(gè)因素，從而得出：應(yīng)該在線圈剛剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)改變電流方向，或者改變磁感線方向。而要改變磁感線方向就是要及時(shí)交換磁極，顯然這不容易做到；實(shí)際的直流電動(dòng)機(jī)是靠及時(shí)改變電流方向來改變受力方向的。所以，使磁場(chǎng)中的通電線圈連續(xù)轉(zhuǎn)

5、動(dòng)，就要每當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置，就改變一次電流方向。怎樣才能使線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)就及時(shí)改變電流方向呢？用兩個(gè)半圓鋁（銅）環(huán)和電刷就構(gòu)成了換向器，靠換向器就可以解決這個(gè)問題。上圖就是換向器。兩個(gè)金屬半環(huán)分別接線圈的兩端，兩個(gè)電刷接電源的兩端。換向器的作用：當(dāng)線圈剛轉(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

6、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。通過上面的直流電動(dòng)機(jī)模型我們可以發(fā)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造主要有：磁極、線圈、換向器、電刷。3、展示直流電動(dòng)機(jī)模型1、介紹構(gòu)造：支架線圈轉(zhuǎn)子電刷

7、定子（磁極）2、直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與轉(zhuǎn)速。通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力方向（轉(zhuǎn)動(dòng)方向）與電流方向和磁感線方向有關(guān)。現(xiàn)在要使電動(dòng)機(jī)模型中的線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生改變，應(yīng)該將電源兩極對(duì)調(diào)或?qū)⒋盆F的兩極對(duì)調(diào)。改變轉(zhuǎn)速的方法：改變線圈中電流的大小。電流越大，直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越快。3、跟熱機(jī)相比，電動(dòng)機(jī)具有啟動(dòng)、停止方便、構(gòu)造簡(jiǎn)單、體積小、效率高、對(duì)環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)。三、學(xué)生小結(jié)四作業(yè)：九年級(jí)同步提速訓(xùn)練P90-92板書：16.3科學(xué)探究：電動(dòng)機(jī)為什么樣會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用1. 通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里受到力的作用通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里受到力的作用。通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里受力的方向，跟電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)。2. 磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用3. 直流電動(dòng)機(jī)1）電動(dòng)機(jī)就是利用通電線圈在磁場(chǎng)