九年级物理下册 17.2 探究电动机转动的原理教案 （新版）粤教沪版

1、17.2探索电机旋转的原理教学目标知识目标1.了解磁场对带电导线的影响。2.对科学与技术关系的初步认识。教学重点：磁场对电流的影响。教学困难1.分析和总结与通电导体在磁场中的应力方向有关的两个因素。2.理解为什么通电的线圈在磁场中旋转。设备准备电源、蹄磁铁、开关、电线、铜排(导体)、滑动变阻器、线圈、导轨。教学过程一，新课程的引入1.磁场的基本属性是什么？磁场对置于其中的磁铁施加一个力。2.电流的磁效应是什么？导体周围有一个磁场，磁场的方向与电流的方向有关，这就是电流的磁效应。播放课件：播放关于电机的动画。点击开关(双向)，拖动滑动变阻器，观察电机和车轮的旋转方向。学生描述并猜测这一现象的原因

2、。为什么马达会转动？引导学生回忆奥斯特的实验，知道带电导体周围有一个磁场，可以使小磁针偏转，即电流对磁铁的强大作用，启发学生逆向思考。磁场对电流有作用力吗？我们知道生产和生活中的许多电器都需要电机来驱动。让我们研究一下电动机的工作原理。二，新课程教学询问点1:磁场对带电导线的影响1.如上所示，将导线ab置于磁场中，打开电源，让电流通过导线ab，观察其运动，讲述观察到的现象，并进行讨论并得出结论。现象：当电源接通时，导体ab向外(或向内)移动。结论：通电导体在磁场中受力。2.将电源的正极和负极切换到电路中，使通过导体ab的电流方向与原来相反，并观察导体ab的移动方向。现象：当开关闭合时，导线ab

3、向内(或向外)移动，这与刚才的方向相反。结论：这表明磁场中作用在带电导体上的力的方向与通过导体的电流的方向有关。3.保持导体ab中的电流方向不变，但改变蹄磁铁的上下磁极，使磁场方向与原来相反，并观察导体ab的移动方向。现象：改变磁极后，观察到导体ab的运动方向发生变化。结论：这表明带电导体在磁场中的运动方向与磁感应线的方向有关。实验表明，导线在磁场中受力，力的方向与电流和磁感应线的方向有关。当电流或磁感应线的方向相反时，导线的力的方向也相反。指南：当电流方向或磁感应线方向反方向变化时，带电导体的应力方向也反方向变化。那么，当一个带电的线框被置于磁场中时，它是如何运动的呢？考虑一下，然后去做。询

4、问：让线圈转动。如图所示，将线圈放在支架上，并将磁铁放在线圈下面。通电后，用手轻轻推动观察现象。此时，线圈将继续转动。事实上，这是一个小型发动机。我们制造一个小马达，那么马达的基本结构是什么？让我们互相了解一下。询问点2:电机的工作原理当电源接通时，线圈在磁场中旋转，但旋转无法持续，旋转90度并摆动几次后停止。如何解释这一现象？观看演示。演示：将线圈置于磁铁两极之间的磁场中。1.使线圈静止在图b所示的位置，关闭开关并观察。现象：发现线圈不动。原因：这是因为线圈ab和cd的两侧受力大小相同，方向相反，这个位置就是线圈的平衡位置。2.将线圈保持在位置s结论：这表明在该位置施加在线圈上的力阻止其顺时

5、针旋转，这使得线圈返回到平衡位置。那么为什么在我们的探索性实验中线圈可以连续旋转呢？询问点3:换向器的功能在换向器结构中，两个铜半环E和F与线圈的两端相连，它们相互绝缘并与线圈一起转动。a和b是电刷，它们与半环接触，使电源和线圈形成闭合电路。当线圈转动时，它改变了通过换向器的电流方向，这样线圈的力的方向总是相同的，并且线圈可以保持转动。换向器功能：当线圈刚刚转到平衡位置时，换向器会自动改变线圈中电流的方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈连续旋转。如图A所示，电刷B与半环E接触，电刷A与半环F接触，此时线圈中的电流方向为abcd，力方向为向上力的ab侧和向下力的cd侧。线圈的旋转方向是顺时针方向

6、。如图二所示，当线圈转到平衡位置时，电刷刚好接触到两个金属半环之间的绝缘部分，所以线圈中没有电流流动，线圈不受磁场力的影响。如图C所示，当线圈由于惯性刚好转到平衡位置时，电刷B与半环F接触，电刷A与半环E接触，此时线圈中的电流方向为dcba，应力方向为ab面朝下，cd面朝上，旋转方向为顺时针方向。如图D所示，当线圈转到平衡位置时，电刷刚好接触到两个金属半环之间的绝缘部分，因此线圈中没有电流流动，线圈不受磁场力的影响。由于线圈的惯性，当它刚转到平衡位置时，它又回到图一所示的状态，这样DC电机就可以连续转动。在“小电机”中，我们只使用一半的功率，也就是说，每次线圈旋转时，只有一半获得功率。如果我们

7、试图在周期的后半段改变电流的方向，并使线圈在周期的后半段获得功率，线圈将会旋转得更加平稳和有力。实际的DC电机通过换向器实现这一功能。播放动画：运动原理简介：扬声器结构示意图及其发声原理。导读教材p29“不同功能的电机”继续播放课件：马达生活中的马达。外延：实际的DC电机有多个线圈，每个线圈连接到一对换向器片。除了DC电机之外，日常生活中也经常使用交流电机，交流电机也是通过利用通电导体在磁场中施加的力来工作的。电机工作的本质是将电能转化为机械能。电机的优点：结构简单，控制方便，体积小，效率高，功率可变，无污染。黑板设计17.2探索电机旋转的原理首先，磁场对带电导线的影响1.带电导体在磁场中受到力的作用。2.带电导体在磁场中的应力方向与电流方向和磁感应线方向有关。二、换向器的作用三、电机的工作原理教学反思本节由两部分组成，一部分是“磁场对带电导线的影响”实验，另一部分是电机的工作原理。在设计实验时，我先通过将来的实验与学生互动，让学生在实验中观察实验现象，然后得出结论：磁场对带电导体有很强的影响，带电导体在磁场中施加的力的