(共33张PPT)
17.2 探究电动机转动的原理
沪粤版 九年级下
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学习目标
1、通过实验探究并了解通电导体在磁场中要受到力的作用，并且受力的方向与电流方向、磁场的方向有关；
2、了解直流电动机的工作原理。
教学目标
导入新课
问题：电动机的主要组成部分是什么？
电动机主要部件是线圈（转子）和磁体（定子）
教学目标
新课讲解
一、
探究磁场对电流的作用
（一）学生讨论课本上给出的三种方案并与自己的设计方案进行比较，确定最佳实验方案
甲
乙
丙
（二）学生根据实验方案选择仪器进行实验并完成下面的问题
1、探究通电导体在磁场中是否受力的作用
注意：若用甲装置，需要短暂闭合开关，观察现象，然后马上断开开关，因为通电后电路相当于短路
进行实验
（1）闭合开关， 蹄型磁体中的金属棒AB是否动起来，使金属棒运动起来的原因是什么？
（2）如果将蹄型磁体移开，通电金属棒AB还会动吗？这个现象说明了什么？
（3）实验中，通电金属棒AB受力的方向并不相同，你认为是什么原因造成的？（做出猜想）
问题思考
（1）闭合开关， 蹄型磁体中的金属棒AB是否动起来，使金属棒运动起来的原因是什么？
运动起来了
使金属棒运动起来的原因是金属棒受到了力的作用，因为力可以改变物体的运动状态，使金属棒由静止变为运动。
（2）如果将蹄型磁体移开，通电金属棒AB还会动吗？这个现象说明了什么？
将蹄型磁体移开，通电金属棒AB不动了，这个现象说明了通电导体在磁场中受到了力的作用。
结论：通电导体在磁场中受到力的作用
（3）实验中，通电金属棒AB受力的方向并不相同，你认为是什么原因造成的？（做出猜想）
猜想：金属棒运动的方向
磁场的方向
2、探究通电导体受力的方向跟哪些因素有关
问题：根据控制变量法，应当怎样研究通电导体受力的方向跟电流方向和磁场方向是否有关？设计出实验方案。
（1）保持磁场方向不变，改变电流的方向，观察金属棒运动的方向是否改变。
（2）保持电流方向不变，改变磁场的方向，观察金属棒运动的方向是否改变。
进行实验
实验结论：通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关
通电导体在磁场里受到了力的作用，这种作用，物理学上就叫做磁场对电流的作用，这也就是电动机的基本原理。
（二）换向器的作用
1、学生讨论下面的问题
（1）在图中，线圈红色边和绿色边受力方向为什么不同？
通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，线圈红色边和绿色边电流方向不同，所以受力方向不同。
（2）当线圈转动到图中的位置时，线圈红色边和绿色边受到的两个力是否平衡，为什么？
平衡
平衡位置
因为两个力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，并在同一直线上，符合二力平衡的条件。
（3）、当线圈转动到图示的位置时，由于惯性，会稍转过平衡位置，这时线圈红色边和绿色边受到的两个力的方向改变了吗？线圈会怎样运动？
没有，线圈会逆时针转动
线圈受到的力使
它顺时针转动
线圈由于惯性
会越过平衡位置
线圈受到的力使
它逆时针转动
动态演示
2、学生阅读课本并思考
（1）观察换向器的结构，换向器是如何通过电刷连接到电源两极上的？
（2）线圈转动到什么位置，换向器会改变线圈中的电流方向？
（3）换向器会改变线圈中的电流方向后，为什么线圈能持续转动？
（1）观察换向器的结构，换向器是如何通过电刷连接到电源两极上的？
E、F是换向器
（两个半圆金属环）
A、B是电刷
作用：与半环接触，
使电源和线圈组成闭合电路。
电源的正极接蓝色半环
电源的正极接红色半环
平衡位置，电路中没有电流
换向器的作用
当线圈越过平衡位置时，由于换向器的作用，改变了线圈中电流的方向,使线圈继续转动下去。
从发现原理到实际应用之间，技术的桥梁作用不可忽视，进而让学生进一步理解科学、技术与社会之间的互动关系。
电动机的基本原理是：通电导体在磁场中受到力的作用使线圈转动，同时用换向器及时改变线圈里的电流方向，以保持线圈的持续转动。
（三）电动机工作原理
电动机的优点
（1）构造简单、制造便宜、体积小；
（2）容易控制操作；
（3）效率高、没有污染。
1. 【2017.北部湾】下列设备中，工作原理与图6所示的实验原理相同的是（ ）
A.电动机 B.发电机
C.电磁铁 D. 电磁继电器
教学目标
巩固练习
A
2. (天水2016)在综合实践活动中，小明制作了如图所示的简易棉花糖机。取少量蔗糖置于侧壁扎有几排小孔的易拉罐内，闭合开关，电动机带动易拉罐转动，并用酒精灯对易拉罐底部进行加热。
（1）加热过程中，蔗糖颗粒变成液态糖浆，糖浆从易拉罐侧壁的小孔中被甩出后，由于具有________而继续前进，遇冷变成丝状糖絮，这时用筷子就可以收集到棉花糖。
惯性
（2）上述抽取棉花糖的整个过程中，同学们闻到了棉花糖的香味，这是 ______现象，蔗糖发生的物态变化有 ______（写出一种即可）。
（3）小明发现在操作过程中因无法改变电路中的电流大小，导致不能调节易拉罐的转速，从而影响糖浆变成糖絮的效果。请你针对电路装置提出一条可行的改进措施：________________。
扩散
在电路中串联一个滑动变阻器或将电源换成可变电源
熔化
3、（2017 潍坊）同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线烧成约3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm。然后，用小刀刮两端引线的漆皮。用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停的转下去。
（1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是________（填选项“A”或“B”）。
A.两端全刮掉
B.一端全部刮掉，另一端只刮半周
（2）线圈在转动过程中________能转化为________能。
（3）小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，写出一条可能造成该现象的原因_______________________。
B
电能
机械能
电源电压较低
磁场对电流的作用：通电导体在磁场受 到力，受力方向与磁场方向和电流方向有关。
换向器的作用:每当线圈转过平衡位置 就自动改变线圈中的 电流方向。
电动机的工作原理：通电线圈在磁场中 受力而转动。
探究电动机的转动原理
教学目标
课堂小结
谢 谢！
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沪粤版九年级物理第十七章第二节《探究电动机转动的原理》课时教学设计
课题 探究电动机转动的原理 单元 学科 物理 年级 九年级
学习目标 教学目标： 知识与技能：1、通过实验探究并了解通电导体在磁场中要受到力的作用，并且受力的方向与电流方向、磁场的方向有关；2、了解直流电动机的工作原理。 过程与方法：3、通过实验，探究磁场对电流的作用，探究换向器的作用4、经历探究电动机原理的过程，培养学生收集信息和判断有效信息的能力，训练学生分析、归纳证据，形成科学结论的能力。 情感、态度、价值观：通过学习换向器在结构上的巧妙设计及电动机原理，体会技术在原理和应用之间的桥梁作用，感悟科学技术的发展对社会进步的影响。
重点 通过实验探究并了解通电导体在磁场中要受到力的作用，并且受力的方向与哪些因素有关；
难点 换向器的作用
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 复习：电动机的主要组成部分是什么？ 学生讨论、思考 激发学生的学习兴趣
讲授新课 二、新课教学：（一）、探究磁场对电流的作用1、学生以组为单位展示本组的设计方案，学生讨论课本上给出的三种方案并与自己的设计方案进行比较，确定最佳实验方案2、学生根据实验方案选择仪器实验并完成课本上的问题(1)、探究通电导体在磁场中是否受力的作 ( http: / / www.21cnjy.com )用（教师提醒学生，若用A装置，需要短暂闭合开关，观察现象，然后马上断开开关，因为通电后电路相当于短路）a、闭合开关， 蹄型磁体中的金属棒AB是否动起来，使金属棒运动起来的原因是什么？b、如果将蹄型磁体移开，通电金属棒AB还会动吗？这个现象说明了什么？c、实验中，通电金属棒AB受力的方向并不相同，你认为是什么原因造成的？（学生做出猜想）（2）、探究通电导体受力的方向跟哪些因素有关 问题：根据控制变量法，应当怎样研究通电导体受力的方向跟电流方向和磁场方向是否有关？设计出你的实验方案。学生根据实验方案选择仪器进行实验并完成课本上的问题3、学生实验完成后交流汇报，得出实验结论：通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关教师：同学们分析了现象，初步认识了通电导体在磁场里受到了力的作用，这种作用，物理学上就叫做磁场对电流的作用，这也就是电动机的基本原理。（二）、换向器的作用1、学生讨论下面的问题（1）、在教材图17—8（A）中，线圈红色边和绿色边受力方向为什么不同？此时线圈顺时针转动还是逆时针转动？（2）、当线圈转动到17—8（B）的位置时，线圈红色边和绿色边受到的两个力是否平衡，为什么？（3）、当线圈转动到17—8（C）的位置时，由于惯性，会稍转过平衡位置，这时线圈红色边和绿色边受到的两个力的方向改变了吗？线圈会怎样运动？2、多媒体演示：通电线圈在磁场中转动，线圈在线圈来回摆动几次就停下来了，引导学生分析线圈的受力情况，明白线圈不能转动的原因3、多媒体动画演示：引导学生观察并思考（1）、观察换向器的结构，换向器是如何通过电刷连接到电源两极上的？（2）、线圈缓缓转动，观察换向器是如何改接电源正负极的。线圈转动到什么位置，换向器会改变线圈中的电流方向？（3）、换向器会改变线圈中的电流方向后，为什么线圈能持续转动？请两位同学到讲台，结合挂图向大家分析换向器的作用当线圈越过平衡位置时，由于换向器的作用，改变了线圈中电流的方向,使线圈继续转动下去。教师讲述：从发现原理到实际应用之间，技术的桥梁作用不可忽视，进而让学生进一步理解科学、技术与社会之间的互动关系。）（三）、电动机工作原理1、多媒体动画播放：电动机工作原理，引导学生简要概括电动机的基本原理是：通电导体在磁场中受到力的作用使线圈转动，同时用换向器及时改变线圈里的电流方向，以保持线圈的持续转动。让学生阅读教材内容，讨论交流解决下面问题。2、结合课本图分析动圈式扬声器的发声原理和两位同学的看法，你还有什么补充？巩固练习1. 【2017.北部湾】下列设备中，工作原理与图6所示的实验原理相同的是：A.电动机 B.发电机C.电磁铁 D. 电磁继电器2．【2017.桂林】如图所示用电设备中，内部结构不含电动机的是（ ）A． ( http: / / www.21cnjy.com ) B． ( http: / / www.21cnjy.com ) C． ( http: / / www.21cnjy.com ) D． ( http: / / www.21cnjy.com )电吹风 洗衣机 电动自行车 电热水壶3．（2017 德州）如图为实验室 ( http: / / www.21cnjy.com )常用电流表内部构造图．多匝金属线圈悬置在磁体的两极间，线圈与一根指针相连．当线圈中有电流通过时，它受力转动带动指针偏转，便可显出电流的大小．图中与这一过程工作原理相同的是（ ） ( http: / / www.21cnjy.com )A． ( http: / / www.21cnjy.com ) B． ( http: / / www.21cnjy.com ) C． ( http: / / www.21cnjy.com ) D． ( http: / / www.21cnjy.com )4.（2017 岳阳）如图， ( http: / / www.21cnjy.com )闭合开关，导体ab向左运动，若只改变电流方向，ab向 （选填“左”或“右”） 运动，以此为原理可制成 （选填“电动机”或“发电机”）。 ( http: / / www.21cnjy.com )5、（2017 潍坊） ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网 )（4分）同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线烧成约3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm。然后，用小刀刮两端引线的漆皮。用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停的转下去。在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是________（填选项“A”或“B”）。A.两端全刮掉 B.一端全部刮掉，另一端只刮半周线圈在转动过程中________能转化为________能。小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，写出一条可能造成该现象的原因_______________________。22、（1）B （2）电能 机械能（或动能） （3）电源电压较低6. (天水2016)在综合 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网 )实践活动中，小明制作了如图7所示的简易棉花糖机。取少量蔗糖置于侧壁扎有几排小孔的易拉罐内，闭合开关，电动机带动易拉罐转动，并用酒精灯对易拉罐底部进行加热。（1）加热过程中，蔗糖颗粒 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网 )变成液态糖浆，糖浆从易拉罐侧壁的小孔中被甩出后，由于具有________而继续前进，遇冷变成丝状糖絮，这时用筷子就可以收集到棉花糖。（2）上述抽取棉花糖的整个过程中，同学们闻到了棉花糖的香味，这是 ______现象，蔗糖发生的物态变化有 ______（写出一种即可）。（3）小明发现在操作过程中因无法改变电路中 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网 )的电流大小，导致不能调节易拉罐的转速，从而影响糖浆变成糖絮的效果。请你针对电路装置提出一条可行的改进措施：________________。 学生观察实验
课堂小结
板书
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21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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