直流电动机导学案

直流电动机学习目标、重点、难点【学习目标】1．知道直流电动机的原理和主要构造。2．知道换向器在直流电动机中的作用。3.了解直流电动机的优点及其应用。4．培养学生把物理理论应用于实际的能力。【本节重点】直流电动机的原理；换向器在直流电动机中的作用【本节难点】换向器在直流电动机中的作用本节知识概览图转子电动机的构造定子电动机的构造直流电动机换向器直流电动机电刷电动机的原理：通电线圈在磁场中受力而转动，实现电能转化为机械能换向器的作用：每当线圈转过平衡位置时，改变线圈内的电流方向，使线圈连续转动电动机直流电动机：利用直流电源供电电动机交流电动机：由220V的交流电源供电新课导引无论是家用的电风扇、洗衣机、电冰箱，还是电力机车、公交电车、货运电瓶车，它们的主要工作部分都是电动机，如右图所示．电动机的工作原理是什么?教材精华知识点1通电线圈在磁场中会转动吗上一节我们已经学习了通电导体在磁场中受到力的作用而运动，同样，通电线圈放在磁场中受力会转动．下面我们通过探究实验来研究通电线圈在磁场中会怎样转动．探究实验【提出问题】通电线圈在磁场中会转动吗?能连续转动吗?【设计和进行实验】如图14—160所示，把线圈放在磁场中，闭合开关，当线圈中通有电流时，观察线圈如何运动．【讨论交流】通过观察发现，当接通电源后，ab边向上运动，cd边向下运动，我们可以用左手定则进行判断．ab边受力向上，cd边受力向下，因此线圈可绕轴顺时针转动，当转过90°角时，线圈左右摆动几下后静止在如图14—161所示的位置上．【得出结论】通电线圈在磁场中受力而转动，但不能连续转动．知识点2电动机换向器(1)作用：每当线圈转过平衡位置时，就自动调换所接触的电刷，从而改变线圈中的电流方向，使线圈能够持续地转动下去．(2)构造：由两个半圆形的铜制半环制成，它们彼此绝缘，与两个电刷配合，与电动机中的线圈两端连接，并随线圈一起转动，如图14—162所示，其中F和正是换向器，A和B是电刷．直流电动机(1)用直流电源供电的电动机叫做直流电动机．(2)原理：通电线圈在磁场中受力而转动，把电能转化为机械能．(3)构造：定子、转子(线圈)、换向器、电刷，如图14—163所示是教学用的电动机．(4)如图14—164所示是直流电动机的工作原理图．新课导引解读：电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力而转动．知识点3实用的电动机直流电动机(如图14—165所示)(1)构造转子：转子的线圈有许多组，嵌在圆柱形铁心上．定子：由机壳和电磁铁组成，转子安装在定子里．换向器：由许多对铜片组成．电刷；是用石墨与铜粉压制而成的．(2)应用直流电动机由直流电源供电，大型的直流电动机常用在公交电车、电力机车、起重机等方面；小型的直流电动机常用在电动玩具、录音机、影碟机等方面．交流电动机(1)由220V的交流电源供电．(2)应用家用的电风扇、洗衣机、电冰箱等．(3)优点构造简单、控制方便、体积小、效率高、污染小．课堂检测1利用磁场对通电导体产生力的作用来制造的用电器是()A．电饭锅B．电铃C．电动机D．电磁继电器2直流电动机中换向器的作用是()A．改变磁感线的方向B．改变线圈的转动方向C．改变线圈中的电流方向D．使线圈中的电流方向和线圈转动方向同时改变3如图14—166所示，图A是直流电动机的一个线圈的两个边的横截面，两边中的电流方向和受力方向均正确，图B，C，D是线圈顺次转过90°角的三个位置，关于B，C，D的电流方向和受力方向都对的是()4一个实验用的电动机与电流表串联后接在6V直流稳压电源上，闭合开关后电动机并未转动，这时电流表的读数为5A，检查发现电动机轴上的齿轮被卡住了，排除故障后，让电动机带动负载转动，这时电流表的读数为1A，此时电动机做机械功的功率为多少?5要使一台直流电动机的转速增大一些，下列方法中不可行的是()A．增大线圈中的电流B．换用输出电压较高的电源C．将磁体的磁极对调D．换用磁性更强的磁体6一个电磁学实验箱内有如图14—167所示器材，请你写出利用这些器材可做的三个电磁学实验名称(或目的)及相应器材的字母代号，填在表里．实验名称（或实验目的）选用器材（填字母代号）7给你两个直流电源、两个单刀双掷开关、电动机和若干导线，请你设计一个电路，使电动机在人为操作下既能正转，又能反转，能设计几种画法，画出你所设计的电路图．8为了探究电动机为什么会转动，小明根据电动机主要构造制作了一台简易电动机(如图14—169)，他用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方，闭合开关，用力轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来．(1)要想改变线圈的转动方向，小明可采用的措施是：、.(写出两点)(2)开关闭合后，如果电动机不转，可能的原因是：、.(写出两点)(3)小明还想设计一个能调节电动机转速的实验装置，他还需要的主要器材是，并画出实验电路图．(电动机用符号eq\o\ac(○,M)表示)体验中考1(08·杭州)在安装直流电动机模型的实验中，小杰同学按照科学教材的要求安装了一台如图14—172所示的直流电动机模型．安装完毕，闭合开关后，线圈顺时针方向转动，则能使线圈逆时针方向转动的做法是()A．减少一节电池B．把电源和磁铁的两极同时对调C．增加一节电池D．把电源两极对调2(09·南宁)在如图14—173所示的装置中，闭合开关时，观察到导体ab发生运动．此现象表明：通电导体在磁场中受的作用．机是根据这个原理制成的．3（09·新疆）安装一台直流电动机模型，接入电源后能正常转动，下列做法不能改变直流电动机转动方向的是()A．对调电源的正、负极B．调节滑动变阻器，改变电流的大小C．改变线圈中的电流方向D．对调直流电动机磁铁的两极学后反思附：课堂检测及体验中考答案课堂检测1答案：C.2答案：C.3答案：B．4解：线圈电阻R＝＝1．2Ω．当电动机故障排除后，正常工作时它的总功率：P＝UI＝6V×lA＝6W，其中电能转化为内能的功率：P内＝eq\o\ac(○,M)I2R＝(1A)2×1．2Ω＝1．2W．电动机做机械功的功率：P机＝P—P内＝6W—1．2W＝4．8W．5答案：C.6答案：如下表．实验名称（或实验目的）选用器材（填字母代号）奥斯特实验CEGH探究磁场对电流的作用力ABEFGHIJ探究蹄