第4節(jié)：電動(dòng)機(jī)

1、第4節(jié)電動(dòng)機(jī)Q教學(xué)過程f新課導(dǎo)入導(dǎo)入一：問題導(dǎo)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(dòng)玩具、冰箱等使用電動(dòng)機(jī)的電器，并播放它們由停止到運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，這些圖片里的東西有什么共同特點(diǎn)生甲：它們都是電器.生乙:它們的運(yùn)轉(zhuǎn)都需要用到電 生丙:它們都是靠電動(dòng)機(jī)來轉(zhuǎn)動(dòng)的，并圈出電動(dòng)機(jī)的位師:這些同學(xué)說得都很好.（用課件形式顯示幾種機(jī)器如電扇、電梯、電冰箱的結(jié)構(gòu)圖 置.）這些機(jī)器都有一個(gè)很重要的設(shè)備一一電動(dòng)機(jī).過渡語為什么給電動(dòng)機(jī)通電，它就能轉(zhuǎn)動(dòng)呢？電動(dòng)機(jī)工作的原理是怎樣的呢？這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)有 關(guān)電動(dòng)機(jī)的知識(shí).導(dǎo)入二：情境導(dǎo)入多媒體視頻展示各種電動(dòng)機(jī)，了解電動(dòng)機(jī)在實(shí)際中的應(yīng)用.比如機(jī)

2、床、電力機(jī)車、洗衣機(jī)、風(fēng)扇等學(xué)生觀察各種圖片，知道電動(dòng)機(jī)在生活中應(yīng)用非常廣泛！展示一個(gè)小電動(dòng)機(jī)，給電動(dòng)機(jī)通電，可以看到電動(dòng)機(jī)能轉(zhuǎn)動(dòng).思考:電動(dòng)機(jī)工作時(shí)輸入了什么能 ？獲得了什么能？回答:電動(dòng)機(jī)工作時(shí)需要消耗電能，輸岀機(jī)械能，工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 過渡語電動(dòng)機(jī)為什么能轉(zhuǎn)動(dòng)？學(xué)了這節(jié)內(nèi)容，你的疑問就迎刃而解了 .新知構(gòu)建一、磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用思路一提岀問題：磁體在磁場中會(huì)受力的作用，磁體間通過磁場相互作用，那么通電導(dǎo)線周圍存在磁場，它是否會(huì) 受到力的作用呢？猜想:通電導(dǎo)線在磁場中會(huì)受到力的作用.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：連接電路，快速閉合開關(guān)再斷開，觀察現(xiàn)象.現(xiàn)象:閉合開關(guān)，直導(dǎo)線會(huì)運(yùn)動(dòng).說明通電導(dǎo)線在磁場

3、中受到力的作用.問題通電導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)方向是固定的嗎？可能與什么因素有關(guān)？回答:運(yùn)動(dòng)方向不固定.通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用，作用方向可能與電流方向有關(guān)，也可能與磁場方向 有關(guān).演示實(shí)驗(yàn)：在前面實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，只改變電流方向，再改變磁場方向.觀察導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向.分析總結(jié)：當(dāng)通電導(dǎo)線中的電流方向改變或磁場方向改變，通電導(dǎo)線的受力方向會(huì)發(fā)生改變，若同時(shí)改變電流方向和磁場方向，受力方向不變.如果把一個(gè)通電的線框放到磁場中，它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢？演示:如圖所示，利用此裝置進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)了起來.通魁討論:為什么線圈是轉(zhuǎn)動(dòng)而不是直線運(yùn)動(dòng)呢 ？討論總結(jié)：由于線圈兩邊的導(dǎo)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(zhuǎn)動(dòng)起來.學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：“讓線圈轉(zhuǎn)起來”，提醒學(xué)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(zhuǎn)動(dòng)起來.知識(shí)拓展小圓圈“ O表示導(dǎo)體的橫截面，表示感應(yīng)電流方向垂直紙面向外，“”表示感應(yīng)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(nèi)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(shí)驗(yàn).哪位同學(xué)可以敘述一下奧斯特的實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果學(xué)生:丹麥物理學(xué)家奧斯特在做實(shí)驗(yàn)時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時(shí)，它附近的磁針指向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這個(gè)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(shí)

5、驗(yàn)，終于證實(shí)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(shí)驗(yàn)（用多媒體課件展示奧斯特實(shí)驗(yàn)）.奧斯特是用 一根小磁針放在通電導(dǎo)線的旁邊發(fā)現(xiàn)了小磁針會(huì)受到力的作用，而且電流方向改變，小磁針的轉(zhuǎn)動(dòng)方向也改變.那么我們反過來想一下，假如通電導(dǎo)線放在磁場中會(huì)不會(huì)也受到磁場的作用力呢 ？學(xué)生:我想會(huì).因?yàn)閵W斯特的實(shí)驗(yàn)證明了通電導(dǎo)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(dāng)于一個(gè)條形磁鐵的磁場.那么把通電導(dǎo)線放在磁場中就相當(dāng)于把兩個(gè)磁鐵放在一起，肯定會(huì)有力的作用因?yàn)閮蓚€(gè)磁體之間是可以相吸或相斥的.教師:這個(gè)同學(xué)的猜想聽起來很有道理，但是是否正確呢？我們應(yīng)該怎樣去判斷？

6、學(xué)生:用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證.教師:我們應(yīng)該怎樣去設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)兀空?qǐng)同學(xué)們討論一下，給岀一個(gè)比較好的方案來.生甲：因?yàn)榭紤]到是要驗(yàn)證通電導(dǎo)線在磁場中有沒有受到力的作用.所以我們想到實(shí)驗(yàn)必須有一條通電的導(dǎo)線，選擇器材時(shí)就應(yīng)該有導(dǎo)線，電源和開關(guān)；另外還要有提供磁場的條形磁鐵.把通電導(dǎo)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?yàn)閁形磁鐵內(nèi)的磁場集中 些.還有我們覺得那根通電導(dǎo)線最好能用一個(gè)支架把它支起來，使它可以自由地轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣才能更好地觀察.教師:同學(xué)們設(shè)計(jì)的方案都很好，特別是這組的同學(xué)考慮得非常全面，而且有根有據(jù).那么同學(xué)們看看我的 這套實(shí)

7、驗(yàn)儀器能不能驗(yàn)證你們的猜想呢 ？像剛才那位同學(xué)說的，為了使通電導(dǎo)線能自由地?cái)[動(dòng)，我們給它做了 個(gè)導(dǎo)軌.導(dǎo)線ab放在磁場里，我們把開關(guān)合上，請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真觀察這根導(dǎo)線看它會(huì)怎么樣 ？學(xué)生:導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)了 .教師:這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么問題？學(xué)生:說明了導(dǎo)線在磁場中可以運(yùn)動(dòng).教師:能不能說得更完善一些.生甲:應(yīng)該是通電導(dǎo)線在磁場中可以運(yùn)動(dòng).生乙:說明了通電導(dǎo)線在磁場中會(huì)受到力的作用，沒有力的作用導(dǎo)線就不會(huì)運(yùn)動(dòng) .教師:這位同學(xué)總結(jié)得很好，得到的結(jié)論也比較全面.剛才我們用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了猜想，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也很明顯，導(dǎo) 線運(yùn)動(dòng)了，而且是向右運(yùn)動(dòng)的.那么同學(xué)們再思考一下，奧斯特改變電流方向，小磁針的轉(zhuǎn)動(dòng)方向也改變了 ，我

8、們這里的導(dǎo)線是不是永遠(yuǎn)向右運(yùn)動(dòng)的呢 ？怎么樣去驗(yàn)證你的想法.生甲:可以改變電流的方向來看看導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)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(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向有沒有改變教師:那我們再用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這些同學(xué)的想法.先改變電流方向，示意學(xué)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(xué)們觀察到了什么現(xiàn)象？說明了什么？生甲:看到導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向改變了 ，說明改變電流或者磁場的方向，通電導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向也會(huì)改變.生乙:換句話說就是通電導(dǎo)線受到磁場力的方向跟電流和磁場的方向都有關(guān)系師:剛才我們是把一根通電導(dǎo)線放在磁場中發(fā)現(xiàn)它會(huì)受到力的作用.那么如果我們把整個(gè)線圈放到磁場中,又會(huì)怎么樣

9、呢？學(xué)生:觀察到線圈轉(zhuǎn)動(dòng)了起來.教師:同學(xué)們可以討論一下：為什么線圈是轉(zhuǎn)動(dòng)而不是直線運(yùn)動(dòng)呢 ？學(xué)生:由于導(dǎo)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(gè)框被相反的力扭動(dòng)一 樣，所以只能是轉(zhuǎn)動(dòng)的.教師:總結(jié)得很好.我們開頭講的電動(dòng)機(jī)的原理就是這樣的，是用電來使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，然后帶動(dòng)機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)的 下面我們就來做個(gè)“小小電動(dòng)機(jī)”實(shí)驗(yàn),看看電動(dòng)機(jī)是怎樣轉(zhuǎn)起來的.同學(xué)們思考一下電動(dòng)機(jī)為什么能不停地轉(zhuǎn)動(dòng)？我們的實(shí)驗(yàn)器材有什么特別的地方？學(xué)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(xué)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(huì)怎么樣 呢？二、電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造如

10、果把線圈兩端的絕緣漆全部刮去，會(huì)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(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)到某位置擺動(dòng)幾下就不動(dòng)了.討論:為什么線圈不能持續(xù)轉(zhuǎn)下去 ？學(xué)生對(duì)照?qǐng)D片，從力的角度對(duì)線圈進(jìn)行分析：當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場垂直時(shí)，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(gè)力是一對(duì)平衡力.線圈保持平衡狀態(tài).教師:本實(shí)驗(yàn)中線圈靜止時(shí)所處的位置叫平衡位置.如何讓線圈轉(zhuǎn)過平衡位置后，受力方向發(fā)生改變而持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)呢？學(xué)生思考回答：線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)改變線圈中電流方向或磁場方向在“讓線圈轉(zhuǎn)起來”的實(shí)驗(yàn)中，線圈只有半圈有電流，如果在平衡位置時(shí)改變電流方向即可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng).那么如何能及時(shí)改變電流方向

11、呢 ？卜:展示直流電動(dòng)機(jī)模型.請(qǐng)大家閱讀課本上有關(guān)換向器工作原理的內(nèi)容，思考換向器是如何改變線圈中的電流的.換向器在電動(dòng)機(jī)中起什么作用.學(xué)生閱讀課本，了解換向器的工作原理：換向器是當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，改變線圈中電流的方向，使線圈 能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng).展示一個(gè)實(shí)際電動(dòng)機(jī)，觀察其結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)實(shí)際的電動(dòng)機(jī)有多匝線圈，每個(gè)線圈都接在一對(duì)換向片上，以保證 每個(gè)線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中受力的方向都能使它朝同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)際電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)主要是由能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈和固定不動(dòng)的磁體.在電動(dòng)機(jī)里，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的部分叫轉(zhuǎn)子 固定不動(dòng)的部分叫定子.展示一個(gè)微型吊扇，拆開風(fēng)扇罩子，可以看到內(nèi)部結(jié)構(gòu)，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(zhuǎn)動(dòng).知識(shí)拓展換向器的構(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)，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(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).甩課堂小結(jié)1磁場對(duì)通電導(dǎo)線有力的作用，作用的方向與電流方向、磁場方向有關(guān)，當(dāng)電流方向或磁場方向改變，作用的方向改變；若同時(shí)改變，作用方向不變.2. 電動(dòng)機(jī)是利用磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用來工作的，它把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.3. 電動(dòng)機(jī)的線圈

13、在磁場中能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)是靠換向器，當(dāng)線圈轉(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.阿檢測反饋1. 如圖所示，線圈abed位于磁場中，K與1接通時(shí)，ab段導(dǎo)線受磁場力 F的方向向上；當(dāng)K改為與2接通 時(shí)，ab段導(dǎo)線受磁場力（）A. 方向向下B. 方向向上C. 為零,因?yàn)殡娫捶唇覦. 為零,因?yàn)殡娐芬欢ㄊ菙嗦方馕?改變開關(guān)K的位置，改變了電流方向.只調(diào)換磁極或只改變電流方向可以改變通電導(dǎo)線在磁場中的 受力方向，所以按照題意，ab段導(dǎo)線受力方向與原來相反.故選A.2. 某實(shí)驗(yàn)小組組裝了一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)模型，接通電源后電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，用手撥動(dòng)一下線圈（轉(zhuǎn)子）后,線圈轉(zhuǎn)子就正常轉(zhuǎn)動(dòng)起來，則該電動(dòng)機(jī)模型開

14、始時(shí)不轉(zhuǎn)的原因可能是（）A. 線圈內(nèi)部斷路B. 電刷與換向器接觸不良C. 磁體的磁性不強(qiáng)，或線圈中電流不夠大D. 線圈正好處于平衡位置解析:電動(dòng)機(jī)開始不轉(zhuǎn)，撥動(dòng)一下后又轉(zhuǎn)了，說明線圈本身沒有問題，所以線圈內(nèi)部沒有斷路,A錯(cuò)誤；電刷 與換向器接觸不良，磁體的磁性不強(qiáng)，或線圈中電流不夠大都不能使線圈正常轉(zhuǎn)動(dòng)，B，C錯(cuò)誤;當(dāng)線圈位于平衡位置時(shí)，它受力平衡，當(dāng)用力使線圈偏離平衡位置后，線圈開始轉(zhuǎn)動(dòng)，D正確.規(guī)律：電動(dòng)機(jī)線圈不轉(zhuǎn)主要有以下 幾個(gè)原因：導(dǎo)線接觸不良；線圈剛好位于平衡位置；磁體的磁性不強(qiáng)；線圈中電流不夠大等.故選D.3. 線圈abed轉(zhuǎn)動(dòng)過程中經(jīng)過圖甲、乙位置時(shí)，導(dǎo)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(duì)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(dǎo)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(cuò)誤. 故選B.4. 將一根直導(dǎo)線放在靜止的小磁針上方，通電后小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這表明通電直導(dǎo)線周圍存在 .如圖所示裝置，通電瞬間直導(dǎo)線向左擺動(dòng)，這表明對(duì)通電導(dǎo)線有力的作用；若要使直導(dǎo)線向右擺動(dòng)，應(yīng)如何操作？.根據(jù)此現(xiàn)象的原理可以制成 _.解析:通電導(dǎo)線周圍存在磁場，這是奧斯特實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論，并且通電導(dǎo)線周圍的磁場方向與電流方向有 關(guān).磁場對(duì)通電導(dǎo)線有力的作用，使直導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)，直導(dǎo)線所受力的方向與電流方向和磁場方向有關(guān).要使直導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向相反，可以改變磁場方向或改變直導(dǎo)線中的電流方向，只要改變其中一項(xiàng)即可，不能同時(shí)改