《滬科版九年級(jí)物理第十七章第三節(jié) 《科學(xué)探究：電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《滬科版九年級(jí)物理第十七章第三節(jié) 《科學(xué)探究：電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)（2頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、滬科版?17.3 科學(xué)探究：電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)?教學(xué)設(shè)計(jì)
一. 根本要求：
6. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究 ,體驗(yàn)科學(xué)研究的根本方法 ,知道電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理。
7. 學(xué)會(huì)安裝和制作簡(jiǎn)單的電動(dòng)機(jī)。
重點(diǎn)內(nèi)容：知道電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理。
難點(diǎn)內(nèi)容：右手螺旋定那么和電動(dòng)機(jī)是如何轉(zhuǎn)動(dòng)的。
教學(xué)過(guò)程:
(一) 磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用
如下圖 ,在圖甲中 ,通電線圈的ab邊和cd邊在磁場(chǎng)里受到力的作用 ,因兩邊中電流方向相反 ,所以兩力方向相反且不在同一條直線上 ,所以線圈就轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。當(dāng)轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時(shí) ,這兩個(gè)力恰好在同一直線上 ,而且大小相等 ,方向相反 ,線圈保持平衡。我們把這個(gè)位置叫做平衡位置。通過(guò)
2、這個(gè)實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn) ,通電的線圈在磁場(chǎng)中要受力而轉(zhuǎn)動(dòng)。
(二). 直流電動(dòng)機(jī)
電動(dòng)機(jī)就是利用通電線圈在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象制成的 ,它將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。下面我們來(lái)研究電動(dòng)機(jī)是如何利用上述現(xiàn)象制成的 ,當(dāng)然 ,我們先討論最簡(jiǎn)單的一種電動(dòng)機(jī)—直流電動(dòng)機(jī)。
很多同學(xué)可能馬上想到通電線圈在磁場(chǎng)中不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)〔轉(zhuǎn)到平衡位置要停下來(lái)〕 ,而實(shí)際的電動(dòng)機(jī)要連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。怎樣解決這個(gè)問(wèn)題呢？
在前面的實(shí)驗(yàn)中 ,我們知道：當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí) ,不是立即停下來(lái) ,而是在平衡位置附近擺動(dòng)幾下才停下來(lái)。這是因?yàn)榫€圈轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)具有一定速度 ,由于慣性它會(huì)繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動(dòng) ,但由于這時(shí)受到的磁場(chǎng)力又會(huì)使它返回平衡
3、位置 ,所以它要擺動(dòng)幾下 ,最后在摩擦的作用下逐漸停下來(lái)。
要想讓線圈在磁場(chǎng)中不斷的轉(zhuǎn)動(dòng)下去 ,我們就要想方法在線圈剛剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí) ,就改變線圈中兩條邊的受力方向。好在有線圈的慣性存在。要是在線圈正好在平衡位置就改變線圈的受力方向還不行呢 ,因?yàn)檫@時(shí)候兩個(gè)力又是一對(duì)平衡力 ,所以整個(gè)線圈仍然不能轉(zhuǎn)動(dòng)下去。
如何實(shí)現(xiàn)這一想法呢？
我們知道影響通電導(dǎo)體受力方向的兩個(gè)因素 ,從而得出：應(yīng)該在線圈剛剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí)改變電流方向 ,或者改變磁感線方向。而要改變磁感線方向就是要及時(shí)交換磁極 ,顯然這不容易做到；實(shí)際的直流電動(dòng)機(jī)是靠及時(shí)改變電流方向來(lái)改變受力方向的。
所以 ,使磁場(chǎng)中的通電線圈連
4、續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng) ,就要每當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置 ,就改變一次電流方向。
怎樣才能使線圈剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí)就及時(shí)改變電流方向呢？
用兩個(gè)半圓鋁〔銅〕環(huán)和電刷就構(gòu)成了換向器 ,靠換向器就可以解決這個(gè)問(wèn)題。上圖就是換向器。兩個(gè)金屬半環(huán)分別接線圈的兩端 ,兩個(gè)電刷接電源的兩端。
換向器的作用：當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí) ,換向器能自動(dòng)改變線圈中電流的方向 ,從而改變線圈受力方向 ,使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
如甲圖所示：電刷B和半環(huán)E接觸 ,電刷A和半環(huán)F接觸 ,此時(shí)線圈中電流方向是a→b→c→d ,受力方向是ab邊受力向上 ,cd邊受力向下 ,線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是順時(shí)針。
如圖乙所示：當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí) ,此時(shí)電刷正
5、好接觸了兩個(gè)金屬半環(huán)中間的絕緣局部 ,所以線圈中沒(méi)有電流流過(guò) ,此時(shí)線圈在磁場(chǎng)中也不受力的作用。
如丙圖所示：當(dāng)線圈由于慣性剛剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí) ,電刷B和半環(huán)F接觸 ,電刷A和半環(huán)E接觸 ,此時(shí)線圈中電流方向是d→c→b→a ,受力方向是ab邊受力向下 ,cd邊受力向上 ,轉(zhuǎn)動(dòng)方向是順時(shí)針。
如圖丁所示：當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí) ,此時(shí)電刷正好接觸了兩個(gè)金屬半環(huán)中間的絕緣局部 ,所以線圈中沒(méi)有電流流過(guò) ,此時(shí)線圈在磁場(chǎng)中也不受力的作用。由于線圈的慣性 ,當(dāng)其剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí) ,就又返回到了如圖甲所示的情況了 ,這樣這個(gè)直流電動(dòng)機(jī)就能連續(xù)不斷的轉(zhuǎn)動(dòng)下去了。
通過(guò)上面的直流電動(dòng)機(jī)模型我們可以發(fā)現(xiàn)
6、直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造主要有：磁極、線圈、換向器、電刷。
要求同學(xué)們會(huì)組裝直流電動(dòng)機(jī)模型
安裝直流電動(dòng)機(jī)模型時(shí)要注意：①直流電動(dòng)機(jī)模型的安裝順序是從內(nèi)到外 ,從下到上的。支架→線圈轉(zhuǎn)子→電刷→定子〔磁極〕；②安裝時(shí)電刷與換向器之間的松緊、線圈轉(zhuǎn)子與定子之間的間隙要適中。③安裝完畢后用手撥動(dòng)一下轉(zhuǎn)子 ,觀察運(yùn)轉(zhuǎn)是否處于良好狀態(tài) ,否那么應(yīng)加以調(diào)試。
直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與轉(zhuǎn)速
我們知道 ,通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力方向〔轉(zhuǎn)動(dòng)方向〕與電流方向和磁感線方向有關(guān)?，F(xiàn)在要使電動(dòng)機(jī)模型中的線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生改變 ,應(yīng)該將電源兩極對(duì)調(diào)或?qū)⒋盆F的兩極對(duì)調(diào)。改變轉(zhuǎn)速的方法：改變線圈中電流的大小。電流越大 ,直流電動(dòng)機(jī)
7、的轉(zhuǎn)速越快。
跟熱機(jī)相比 ,電動(dòng)機(jī)具有啟動(dòng)、停止方便、構(gòu)造簡(jiǎn)單、體積小、效率高、對(duì)環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)。
二【典型例題】
例1. 要改變直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向 ,可行方法：〔 〕
A. 適當(dāng)減少電流強(qiáng)度
B. 適當(dāng)減弱磁場(chǎng)
C. 改變線圈中的電流方向或把磁鐵兩極對(duì)調(diào)
D. 改變線圈中電流方向的同時(shí)對(duì)調(diào)磁鐵兩極
分析：線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向跟通入的電流方向或磁場(chǎng)方向有關(guān) ,而與電流強(qiáng)弱、磁場(chǎng)強(qiáng)弱無(wú)關(guān) ,但不可同時(shí)改變電流方向和磁感線方向 ,故只有選項(xiàng)C正確。
解：選項(xiàng)C正確。
例2〔2019?鎮(zhèn)江〕如圖是通電金屬棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景 ,據(jù)此原理設(shè)計(jì)的家電是〔 〕
A．電熱水壺
8、 B．電飯鍋 C．電風(fēng)扇 D．電熨斗
解：圖中 ,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)后 ,可以觀察到磁場(chǎng)中的金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng) ,這說(shuō)明通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用 ,電熱水壺、電飯鍋、電熨斗都是利用了電流的熱效應(yīng)設(shè)計(jì)的 ,電風(fēng)扇是利用了通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用的原理制成的 ,故C正確．
應(yīng)選C．
例3. 〔2019?黃石〕以下設(shè)備中是根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力作用的原理制成的是〔 〕
A．電飯煲 B．電鈴 C．電動(dòng)機(jī) D．發(fā)電機(jī)
解：A、電飯煲是利用電流的熱效應(yīng)的原理制成的 ,故該選項(xiàng)也不符合題意；
B、電鈴是利用電流的磁效應(yīng)的原理制成的
9、 ,故該選項(xiàng)不符合題意；
C、電動(dòng)機(jī)即通電能動(dòng) ,消耗電能產(chǎn)生機(jī)械能 ,故是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的作用造成的 ,故該選項(xiàng)正確；
D、發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原理制成的 ,故該選項(xiàng)不符合題意．
應(yīng)選C．
例4.〔2019?淮安〕如下圖 ,閉合開(kāi)關(guān) ,導(dǎo)體ab發(fā)生偏移．此實(shí)驗(yàn)探究的問(wèn)題是〔 〕
A．感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件
B．通電直導(dǎo)線周?chē)拇艌?chǎng)
C．影響電磁鐵磁性的因素
D．磁場(chǎng)對(duì)電流的作用
解：由圖可知電路中有電源 ,當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后 ,導(dǎo)體ab就成為通電導(dǎo)體 ,處于磁場(chǎng)中 ,會(huì)受到磁場(chǎng)的作用 ,故可以驗(yàn)證磁場(chǎng)對(duì)電流的作用．
應(yīng)選：D．
例5. 〔2019?南京〕如下圖是
10、課本中的四個(gè)實(shí)驗(yàn) ,其中說(shuō)明磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用的是〔 〕
A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁
解：甲圖當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)后 ,放在磁場(chǎng)中的導(dǎo)體AB中有電流通過(guò) ,且導(dǎo)體會(huì)動(dòng)起來(lái) ,說(shuō)明磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用 ,符合題意
乙圖當(dāng)導(dǎo)體中有電流通過(guò)時(shí) ,放在導(dǎo)體下方的小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn) ,說(shuō)明通電導(dǎo)線周?chē)嬖诖艌?chǎng) ,不符合題意；
丙圖閉合開(kāi)關(guān)后 ,原來(lái)靜止在磁場(chǎng)中的導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來(lái) ,說(shuō)明受到了磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用．故符合題意；
丁圖該實(shí)驗(yàn)裝置中沒(méi)有電源 ,當(dāng)放在磁場(chǎng)中的導(dǎo)體AB在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí) ,靈敏電流計(jì)的指針就會(huì)偏轉(zhuǎn) ,即產(chǎn)生了感應(yīng)電流 ,這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象 ,不符合題意；
應(yīng)選A．
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滬科版九年級(jí)物理第十七章第三節(jié) 《科學(xué)探究：電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)
