第4节 电动机 九年级全 物理观念 通过实验,了解通电导线在磁场中会受到力的作用,知道力的方向与电流方向和磁场方向有关.了解直流电动机的构造和工作原理及其能量转化. 科学思维 通过对实验现象的观察、记录、分析、归纳,理解磁场对通电导体的作用,发展科学思维能力. 科学探究 在研究通电导体和通电线圈在磁场中运动的过程中,能够基于问题进行实验,收集证据,并分析得出结论. 科学态度与责任 经历通电导体棒在磁场中运动、通电线圈在磁场中转动的过程,体会收集证据的重要性,养成实事求是的科学态度.通过电动机的应用,体会物理学的应用价值,感受物理与生活的紧密联系. 重点:磁场对通电导线的作用. 学习目标 难点:直流电动机的构造和工作原理. 电力机车、电梯、电风扇、冰箱、洗衣机、机器人,以及各种电动玩具都离不开电动机. 给电动机通电,它就能够转动.这是为什么呢? 思考 新课引入 电力机车 电梯 电风扇 冰箱 洗衣机 机器人 磁体间通过磁场相互作用 通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢? 思考 一、磁场对通电导线的作用 磁体周围存在磁场 通电直导体周围存在磁场 点击播放视频 演 示 把导体棒放在磁场里,接通电源,让电流通过导体棒,观察它的运动. 把电源的正、负极对调后接入电路,使通过导体棒的电流方向与原来相反,观察导体棒运动的方向. 保持导体棒中的电流方向不变,但把蹄形磁体的上、下磁极调换一下,使磁场方向与原来相反,观察导体棒运动的方向. 通电导体棒在磁场中运动 S I N F S I N F 改变电流方向后 改变电流方向前 结论一:通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关.磁场方向一定,电流方向变得相反时,通电导体受力的方向也变得相反. S I N F 改变磁场方向后 改变磁场方向前 I F N S 结论二:通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关.电流方向一定时,磁场方向变得相反时,通电导体在磁场中受力方向也变得相反. 通电导线在磁场中要受到力的作用,力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关系,当电流的方向或者磁场的方向变得相反时,通电导线受力的方向也变得相反. 要点梳理 S 甲 I N F I F 丙 N S 如果同时改变电流方向和磁场方向,则受到力的方向_____. 不改变 S 甲 I N F S 乙 I N F I F 丙 N S 只改变电流方向或磁场方向,通电导线受到力的方向_____. 改变 观察与思考 通电线圈可以在磁场里转动过一定角度,但不能持续转动. 如果把一个通电线圈放在磁场中,它会怎样运动呢? 点击播放视频 思考 如何能让线圈在磁场中转动起来呢? 思考 演 示 通电线圈在磁场中转动 为什么线圈不能持续转动? 思考 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. 线圈受到的力使它顺时针转动. 通电线圈达到平衡位置后,由于惯性,它会越过平衡位置. 由于惯性,线圈继续转动. 转动半周后再继续供电,线圈就可以持续转下去了. 方法一: 转过平衡位置后断电 如何才能让线圈持续转动呢? 思考 方法一: 转过平衡位置后断电 如何使线圈转过平衡位置后断电呢? 同学们还能想到其他方法吗? 思考 线圈受到的力使它顺时针转动. 通电线圈达到平衡位置后,由于惯性,它会越过平衡位置. 线圈受到的力仍然使它顺时针转动. 方法二 : 转过平衡位置后改变电流方向 当线圈转到平衡位置时,改变电流的方向,观察线圈的转动情况. 通过换向器来实现这一目的. 点击播放视频 实际的电动机如何改变电流方向? 思考 通过换向器可以使线圈中电流每半周改变一次. 两个 铜半环 电刷 换向器 二、电动机的基本构造 电动机主要由线圈和磁体两部分组成,能够转动的部分叫作转子,固定不动的部分叫作定子. 定子 转子 电动机的工作原理: 电动机的工作原理: 电动机的能量转化: 通电线圈 ... ...