沪科版九年级全册物理 17.3 科学探究:电动机为什么会转动 教案+当堂检测+备课资源

17.3 科学探究:电动机为什么会转动
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
一、知识与技能
1.知道磁场对通电导体有作用力.知道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.
2.知道通电线圈在磁场中转动的道理.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动,是消耗了电能,得到了机械能.
3.学会安装和制作简单的电动机.
4.培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力.
二、过程与方法
1.探究磁场对电流的作用的过程.
2.分析直流电动机的主要结构和工作原理.
三、情感态度与价值观
1.让学生通过亲自的实验探究,体验科学研究基本方法,培养学生科学探究的意识.
2.通过了解物理知识转化成为实际技术的过程,进一步提高学习科学知识的兴趣.
3.初步培养创造发明意识.
【重点难点】
重点:磁场对通电导体有力的作用,及其作用力的方向与磁场方向和电流的关系.
难点:电动机的工作原理.
【新课导入】
导入1:情境导入
教师演示:给电动机通电,电动机转动.
问题:电流通过电动机,电动机的轴就转动起来,电动机通电后转动的原理是什么?
导入2:问题导入
复习并猜想:磁体的周围存在着磁场,电流的周围也存在着磁场;磁场最基本的性质是对磁场中的磁体产生磁力作用,那么磁场对磁场中的电流也应该产生力的作用.电动机就是在这个原理的基础上发明的,今天我们就来探究电动机为什么会转动.
【课堂探究】
1.磁场对电流的作用
演示课本图1725实验(或播放视频):
(1)当接通电源时,我们看到金属杆运动起来.
(2)将电流方向改变,发现金属杆运动方向发生改变.
(3)保持电流方向不变,将U形磁铁磁极对调,发现金属杆运动方向发生改变.
(4)通过观察比较,分析得出的结论填写下列内容:
磁场对通电导体具有　力　的作用,其作用的方向与　磁场方向　、　电流方向　有关.?
2.电动机是怎样转动的?
(1)电动机的构造
教师展示电动机实物和图片,让学生预习后指图回答:直流电动机的主要组成部分有　线圈　、　磁极　和　换向器　,其中　换向器　的作用是在线圈转到平衡位置时使电流的方向发生改变.?
(2)出示1726“电动机的工作原理”挂图,引导学生分析:
①通电时图中ab边和cd边都在磁场中,都要受力,因为电流方向相反,所以受力方向也　相反　.?
②仔细观察课本图1726中(a),(b),(c),(d)四图说出换向器的作用是什么?
换向器的作用是　在线圈转到平衡位置时使电流的方向发生改变,从而改变线圈受力方向,使线圈持续转动　.?
③电动机的原理:　通电线圈在磁场中受力转动　.?
④电动机工作时,能的转化是　电能转化为机械能　.?
第三节　科学探究:电动机为什么会转动
1.通过导体和通电线圈在磁场里受到力的作用而发生　运动　时,消耗了　电　能,得到了　机械　能,在这种现象里,　电　能转化为　机械　能.?
2.要使直流电动机的线圈能连续转动,必须设法使线圈刚转过平衡位置时就自动改变电流方向,完成这一任务的装置叫做　换向器　.?
3.利用磁场对通电导体产生力的作用来制造的电器是(　A　)
A.电动机 B.发电机
C.电铃 D.电磁铁
4.小张在探究通电导线在磁场中的受力方向与什么有关系时,做了如图所示的三个实验,图中AB表示闭合电路的一部分导线,导线上的箭头表示电流的方向,F表示导线受力的方向,S,N表示蹄形磁铁的南北极.
(1)通过实验(a)和(b)说明通电导线在磁场中的
受力方向与　电流　的方向有关;?
(2)通过实验(a)和(c)说明,通电导线在磁场中的受力方向与　磁场　的方向有关;实验表明:通电导线在磁场中要受到　力　的作用,力的方向跟　电流　方向和　磁场　方向都有关.?
拖“辫子”的电动机
　　在地壳与大气层的电离之间,竟存在着有3×105 V电位差的大气电场,这大气电场虽然很高,但由于空气的电导很小,产生的电流非常微小.大气电场虽然早被发现,但一直无法利用.
　　人们发现了一种能长久保持带电状态的物质——驻极体以后,有人利用它的开缝效应制成一种新型电动机.这种电动机需要高电压(几千伏以上)和低电流(几毫安、甚至几微安)的电源才能工作,而大气电场恰好具备这些特点.于是一台既不用直流,又不用交流的特殊电动机在美国西弗吉尼亚大学问世了,它被称为“大气电场电动机”.
　　目前,大气电场电动机的最大功率已超过100 W,但如用作动力装置尚有一定距离.如果将来能设计出一种能获得较大电流的天线,使更大功率的大气电场电动机转动,那么,人类就能从大气电场这个天然发电厂里取得廉价电力了.