沪科版九年级物理教学案：17.3科学探究：电动机为什么会转动 word版无答案

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第三节　科学探究：电动机为什么会转动
学习目标
知识与技能：1、知道电流周围存在磁场。2、知道通电螺线管对外相当于一个条形磁铁。3、知道右手螺旋定则。
过程与方法：1、通过观察和体验通电导体与磁体之间的相互作用，初步了解电和磁之间的关系。2、通过合作探究通电螺线管的磁场分布情况，感悟建立模型的方法。
情感、态度价值观：通过图片、漫画让学生感悟到奥斯特善于发现问题，勇于科学探索的精神；通过体验电和磁之间的联系，初步使学生乐于探索自然界的奥秘。
学习重难点认识电动机的转动原理。如何使学生明确电动机是怎样转动的。
自主学习
出示导学提纲，指导学生自主学习．
导学提纲：师出示导学提纲，指导学生自主学习．学生根据课本106页内容完成以下内容。师巡视。
1、用电动机作为动力的机械或电器有：
2、磁场对通电导体具有
的作用，其作用的方向与
、
有关。利用通电线圈在磁场中转动的基本原理可制成________机，它工作时，把______能转化为_______能。
3、直流电动机的主要组成部分有________、________、________和
；其中_________的作用是在线圈转到平衡位置时使电流的方向发生改变。
4、跟汽车等交通工具中的内燃机相比，电动机有许多优点，电动机的开动和停止都比内燃机________，只要用开关把电路闭合或断开就行；电动机的构造比内燃机________；电动机的效率比内燃机________，而且对环境________。
2、3两组的3号同学展示，师作总结
合作共建
知识点一：电动机的结构
问题：电动机由哪些部件组成？
教师展示电动机模型或让学生把自己手上的电动机小心的拆开，仔细观察它的结构。（学生会油然而生每个部件究竟起什么作用的问题，此时学生只能是简单的认识或猜想。）
可以补充介绍什么是转子，什么是定子。
小结：电动机的主要构成：磁极（定子）、线圈（转子）、换向器、电刷。
练习：电动机主要由
、
、
和
构成，其中
是固定不动的，称为定子，
是可以转动的，称为转子。
知识点二：电动机的原理
电动机的线圈通电后处于磁体产生的磁场中，线圈能由静止变为运动后说明了线圈运动状态发生了改变，线圈一定受到力的作用。
问题一：是不是所有导体通电后在磁场中一定会受到力的作用呢？
演示实验：如图所示，把一根直导体放在蹄形磁体的磁场里，并与电源、开关组成一闭合电路。
交流讨论：（1）当接通电源时，我们看到金属杆运动起来，这说明了什么？
（2）你是否能想出让金属杆反向运动的方法？
（3）你能否通过观察比较，以及分析得出的结论填写下列内容：
磁场对通电导体具有_____的作用，其作用的方向与__
__、__
_有关。
小结：（1）金属杆运动起来说明金属杆受到力的作用。
（2）让金属杆反向运动的方法有：①改变电流的方向。②改变磁场的方向。
（3）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。
问题二：磁场对通电的矩形线圈是否也会有力的作用呢？
学生观察思考回答。
小结：ab受到向上的力，cd受到向下的力，线圈会转到竖直位置。
问题三：有什么方法能够让线圈继续旋转呢？哪个方案更容易些？
学生讨论、交流，寻找方法．
小结：改变磁场的方向或改变电流的方向，改变电流的方向更容易一些。
问题四：怎样才能使线圈刚转过平衡位置时就及时改变电流的方向呢？
请再仔细观察电动机的结构。
小结：用两个半圆铝（铜）环构成了换向器，靠换向器和电刷就可以解决这个问题。两个金属半环分别接线圈的两端，两个电刷接电源的两端。
知识点三：明确电动机是怎样连续转动的
学生观察小电动机，结合学案问题分析、讨论、交流．
如甲图所示：电刷B和半环E接触，电刷A和半环F接触，此时线圈中电流方向是a→b→c→d，受力方向是ab边受力向上，cd边受力向下，线圈的转动方向是顺时针。
如图乙所示：当线圈转到平衡位置时，此时电刷正好接触了两个金属半环中间的绝缘部分，所以线圈中没有电流流过，此时线圈在磁场中也不受力的作用。
如丙图所示：当线圈由于惯性刚刚转过平衡位置时，电刷B和半环F接触，电刷A和半环E接触，此时线圈中电流方向是d→c→b
→a
，受力方向是ab边受力向下，cd边受力向上，线圈的转动方向是顺时针。
如图丁所示：当线圈转到平衡位置时，此时电刷正好接触了两个金属半环中间的绝缘部分，所以线圈中没有电流流过，此时线圈在磁场中也不受力的作用。由于线圈的惯性，当其刚转过平衡位置时，就又返回到了如图甲所示的情况了，这样这个直流电动机就能连续不断的转动下去了。
例题1：我来组装个直流电动机模型（或制作简单的电动机）。小组间比赛，看那个“车间”生产的电动机性能优良。
学生制作、展示、交流，对出现的问题及时探讨引导学生学会分析找出原因。
分析：安装直流电动机模型时要注意：
①直流电动机模型的安装顺序是从内到外，从下到上的。支架→线圈转子→电刷→定子（磁极）；
②安装时电刷与换向器之间的松紧、线圈转子与定子之间的间隙要适中。
③安装完毕后用手拨动一下转子，观察运转是否处于良好状态，否则应加以调试。
例题2：一台直流电动机模型通电后不转动，但用手轻轻拨动一下，就转起来了，出现这种情况的主要原因是（
）
A．换向器与电刷没有接触好B．启动时线圈刚好在平衡位置C．轴与轴架之间的摩擦太大D．以上说法都有可能
分析：A、B、C都是学生们在组装电动机时常碰到的问题，对于线圈刚好在平衡位置时，用手轻轻拨动一下即可。选B
例题3：在安装直流电动机模型的实验中，要减小电动机的转速，正确的措施是（
）
A．调换磁铁的两极B．改变线圈中的电流方向C．减小线圈中的电流D．以上三种措施都可以
分析：可以用排除法或者从能量转化的角度分析。选C
小组合作
第一小组1．放在磁场中的通电导体（
）
A．一定受到磁场的作用力B．可能受到磁场的作用力
C．若受到磁场的作用力，通电导体与磁感线方向相同D．若受到磁场的作用力，通电导体与磁感线方向垂直
1、直流电动机的线圈每转一周，线圈中的电流方向要改变
次，当线圈转到
时，电流方向发生改变，这样才能使线圈连续地转动下去。
第二小组2、要改变直流电动机的转向，应采取的办法是（
）
A、改变线圈中的电流方向或改变磁场方向B、同时改变线圈中的电流方向和磁场方向
C、适当减小电流强度
D、适当减弱磁场
1、发现通电导体在磁场中受力到电动机的发明，换向器起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流方向，从而实现了通电线圈在磁场中的__________．可见，将物理知识应用于实际还需要技术作桥梁．
第三小组2、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1(a)(b)(c)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__________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____________的方向有关．
实验表明，通电导线在磁场中要受到________的作用，力的方向跟________方向、________方向都有关。
第四小组3、图2装置是一个__________，当接通电源，磁场内线圈abcd会________________，这一过程是________能转化为___________能.
第五小组11．我们每一位同学家中所使用的电冰箱、洗衣机、电风扇等用电器都装配有电动机。电动机是根据下列哪种现象制成的[
]
A
．通电导体在磁场中受到力的作用B
．电流周围存在磁场C
．磁场对放人其中的磁体产生磁力的作用D
．电磁感应现象
12．电动机是一种高效率，低污染的动力设备，广泛地应用在日常生活和生产实践中。下列家用电器中应用了电动机的是[
]
A．洗衣机B．电饭锅C．电热水壶D．电热毯
第六小组13．用如图所示的实验装置可以研究[
]
A．电流的磁效应B．电磁感应现象C．电磁铁的磁性D．磁场对电流的作用
第七小组
3．如图3所示，当闭合电键时，下列说法正确的是
[
]
A．线圈会受到磁场力的作用
B．线圈转到平衡位置后来回摆动几下就停下来
C．线圈会连续转下去
D．线圈转到平衡位置时仍受磁场力的作用
第八小组1、实验表明，通电导体在磁场中会受到力的作用，受力的方向跟
方向和
方向有关。．
2．电动机工作时，把______能转化为______能。
5、在”安装直流电动机模型”实验中，下列叙述中错误的是：（
）
A、交换磁铁两个磁极的位置，可以改变电动机的转动方向；
B、交换电源两极的接线，可以改变电动机的转动方向；
C、交换磁铁磁极位置的同时，交换电源两极的接线，可以改变电动机转动方向；
课堂展示
学后反思