资源简介

第4节　电动机
知识与技能：
1．知道磁场对电流有力的作用，知道通电导体在磁场中受力方向与哪些因素有关。
2．知道直流电动机的基本构造、工作原理和能量转化。
3．知道换向器在直流电动机中的作用。
4．了解电动机在生活中的应用。
过程与方法：
1．经历探究通电导线在磁场中受力的作用及受力方向与电流方向、磁场方向有关的过程，提高实验探究能力、分析归纳能力。
2．经历制作模拟电动机的过程，了解直流电动机的结构和工作原理，提高动手能力。
情感、态度与价值观：
1．通过观察和实验，培养学生实事求是的实验态度以及与他人交流与合作的精神。
2．通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学生学习科学技术知识和应用物理知识的兴趣。
重点：通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关；直流电动机的原理。　　
难点：电动机能够持续转动的原因；直流电动机换向器的作用。
多媒体课件、蹄形磁体、铁架台、直导体、导线、电源、开关。
一、情景导入
电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具，它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行。电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。同学们知道电动机的工作原理吗？这节课就让我们一起来学习电动机的工作原理。
　
磁体周围存在着磁场，磁体与磁体之间的相互作用是通过磁场发生的(如图甲所示)。除了磁体之外，还有什么周围存在磁场？(学生回答：通电导线)
既然磁体周围和通电导线周围都存在磁场，那么磁体和通电导线之间有相互作用吗(如图乙所示)？本节课我们就探究这些问题。
二、合作探究
　磁场对通电导线的作用
同学们回忆一下奥斯特实验，想一想，磁针为什么会转动？假如通电导线放在磁场中会不会也受到磁场的作用力呢？
(1)将一根直导体放入磁场中，接通电源，让电流通过直导体，观察现象。
(2)把电源的正负极对调后接入电路，使通过直导体的电流方向和原来的相反，观察直导体的运动方向有何变化。
(3)保持直导体中的电流方向不变，把蹄形磁体上下磁极调换一下，使磁场方向与原来的相反，观察直导体的运动方向有何变化。
同学们根据每个实验的实验现象交流讨论，出现该现象说明了什么问题？
(1)通电导体在磁场中要受到力的作用。
(2)通电导体在磁场中受到力的方向与电流的方向、磁感线的方向有关。
启发学生思考：如果电流的方向、磁场的方向都发生改变，直导体受力的方向会怎么变化呢？请你验证一下，得出结论。
认真实验，观察现象，小组讨论后得出结论：如果电流的方向、磁场的方向都发生改变，直导体受力的方向反而不变化。
　电动机的基本构造
1．电动机的构造
多媒体展示图片：电动机是由能够转动的线圈(转子)和固定不动的磁体(定子)构成。
同学们分组交流讨论图中的线圈为什么不能连续转动？能不能采取什么方法让线圈转动起来？电动机在工作过程中能量是如何转化的？
(1)如图所示，此时这两个力的大小相等、方向相反，作用在同一个线圈上，且在同一条直线上，属于一对平衡力。这个位置是线圈的平衡位置。
(2)电动机转动的方向：与电流方向和磁场方向都有关，改变电流方向或磁场方向，电动机的转动方向随之改变；但如果同时改变电流方向和磁场方向，电动机的转动方向不变。
(3)能的转化：电动机工作时，将电能转化为机械能。
2.换向器
当线圈依靠惯性转过平衡位置时，换向器立即改变流过线圈中的电流方向，使线圈持续转下去。
电动机的应用及优点：
(1)应用：电风扇、洗衣机等多使用交流电动机。电动玩具、录音机等小型电器多使用直流电动机。
(2)优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高、功率可大可小、价格便宜、无污染。
电流表的内部结构
电流表是根据通电导体在磁场中受磁场力的作用而制成的。电流表内部有一永磁体，在磁极间产生磁场，在磁场中有一个线圈，线圈两端各有一个螺旋弹簧，两弹簧各连接电流表的一个接线柱，在弹簧与线圈间由一个转轴连接，在转轴相对于电流表的前端，有一个指针。当有电流通过时，电流沿弹簧、转轴通过磁场，电流切割磁感线，所以受磁场力的作用，使线圈发生偏转，带动转轴、指针偏转。由于磁场力的大小随电流增大而增大，所以就可以通过指针的偏转程度来观察电流的大小。这种电流表叫磁电式电流表，就是我们平时实验室里常用的电流表。
第4节　电动机
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见学生用书。
本节课在处理电动机的工作原理时，由于这一部分知识比较抽象，我把线圈分解为通电的直导体，化抽象为形象、化复杂为简单，学生就很容易接受了。但线圈在磁场中不能够持续转动，怎么办？此时让学生出谋划策，这样就使得学生在不知不觉中接受了换向器这一知识点。由于本节内容较多，在让学生经历探究实验的过程时给得时间不够充裕，没有让学生亲自动手操作，对于基础较弱的学生来说显得节奏过快。

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