【大单元·任务式】《14.5.2磁场对通电导线的作用力（第二课时）》大单元教学分课时课件（28页）--北师大2024版9年级

(课件网) 磁场对通电导线的作用力 (第二课时) 第1节 第13章 电功和电功率 （北师大版）九年级 上 大单元教学 大单元知识框架 学习目标 1.物理观念：能说出电动机的工作原理、换向器的作用，描述动圈式扬声器的工作过程。 2.科学思维：能分析换向器“改变电流方向使线圈连续转动”的逻辑，区分电动机与扬声器原理的共性与差异。 3.科学探究：参与简易直流电动机的制作与调试，观察并记录线圈转动现象。 4.科学态度与责任：体会物理原理对技术发明的推动作用，形成关注物理技术应用的意识。 激趣导入 通电导线在磁场中受到力的作用 利用该原理可制成 电动机 磁体 通电线圈 任务一：电动机 如图所示: 绕制线圈：取一段细漆包线，绕成若干匝的矩形线圈，用漆包线的头和尾扎住线圈对边的中央，然后各伸出一定的长度作为转动轴。用砂纸除去线圈两个转动轴上的漆层。 组装固定：用金属丝做两个支架，固定在底板上。把矩形线圈的转动轴放在支架上，让线圈平面处于竖直方向。 简易直流电动机 让我们按照这个思路来做一个简易的直流电动机。 新知探究 支架间放一个永磁体，并且让一个磁极朝上。 将两个支架通过开关与电源的两极相连。 闭合开关后，会看到线圈开始转动，但是只能转动大约90°。 简易直流电动机 通电后线圈为什么会转动？ 又为什么不会连续地转动下去？ 怎样才能使线圈连续转动呢？ 新知探究 交流讨论： 通电线圈在磁场中受到方向相反的力，产生力矩而转动。 线圈转到平衡位置时，受力方向与运动方向相反，无法继续转动。 加装换向器（或半刮漆皮），在线圈过平衡位置时自动改变电流方向，使受力方向持续推动线圈转动。 1.直流电动机构成： 设计： 电动机中设计了带有两个铜半环的换向器，它与电刷配合，就能解决线圈不能连续转动的问题。 新知探究 换向器的作用： 新知探究 通电线圈在磁场中两边受磁场力，但方向相反，线圈顺时针转动。 线圈转过90°到达图乙状态，达到平衡位置。这时由于惯性，线圈冲过平衡位置。 新知探究 到达图丙位置，换向器改变接触电刷，从而改变电流方向，两边所受磁场力都使得线圈继续沿顺时针方向转动。 线圈到达图丁位置，靠惯性冲过去，两边所受磁场力使线圈沿顺时针方向转动，再转过90°，回到图甲状态。 新知探究 2.换向器： 组成： 作用： 两个铜制半圆环 换向器与电刷配合，每转动半周，线圈中的电流方向就改变一次，这样线圈就能连续不断地沿同一方向转动下去。 新知探究 观看视频：电动机的工作原理 新知探究 对左图中的装置做一些改动：把线圈的一个转动轴的漆层全部除去，另一个转动轴只除去上半周或下半周。 新知探究 实践活动 简易直流电动机 改进简易电动机 再将线圈重新安装在支架上，通电后，用手捻一下，帮助线圈开始转动，看它是否会连续地转动下去，并说明其中的原理。 新知探究 实践活动 简易直流电动机 改进简易电动机 新知探究 科学窗：实际的电动机 实际使用的电动机具有更强劲的动力和更好的平稳性能，结构比较复杂，主要由定子和转子两部分组成，如图所示。 转子的线圈有许多组，并且是嵌在圆柱形铁芯上的，换向器是由许多对铜片组成的。定子由机壳和电磁铁（或永磁体）组成，转子安装在定子里。两个电刷是用石墨与铜粉压制而成的。 直流电动机的构造（示意图） 新知探究 根据供电电源的不同，电动机可分为直流电动机和交流电动机。 直流电动机常用在电力机车、公交电车、货运电瓶车、起重机和机床等方面。小型的直流电动机常用在电动玩具、计算机散热风扇、机械硬盘和智能机器人等方面。 交流电动机的应用更为广泛，如家用的电风扇、洗衣机、电冰箱等电器使用的都是交流电动机，农业生产中带动水泵和农产品 ... ...