探究电动机的转动原理

17.2 探究电动机的转动原理

一、教学目标：

（1）了解通电导体在磁场中会受到力的作用，知道力的方向与电流及磁场方向都有关系，了解磁场对通电导线的作用力的作用规律。

（2）经历实验探究“磁场对电流作用”的过程，进一步熟悉科学探究过程的主要环节。

（3）从物理规律的探究中感受成功的喜悦，认识从理论到实际应用过程中的技术的价值。

二、教具：

线圈、电源、开关、“U”形磁铁、导线，共16组。

三、教学过程：

1。探究磁场对电流的作用

（1）复习引入：

在上一节我们猜想了电动机为什么会转动，通电线圈有磁性与永磁体作用应能转动。

为了探究我们的猜想，探究通电线圈受力转动的具体情况，需要对电动机的主要部件进行合理的简化。

最后线圈简化成一段导线。

电动机的磁铁（或电磁铁），我们用蹄形磁铁来代替。

这样，通电线圈受力转动问题就可用单根导线或线圈和蹄形磁铁进行研究。

课本中的图15-6，是同学们设计的三种实验装置，请学生分析这三幅图的优缺点。讲解我们今天选择用线圈的理由。

给同学们讲解这三种方案的原理，那么你的设计方案与这三种方案作比较，如不理想作修改，然后确定你的实验方案，进行实验。

● 进行实验与收集证据

实验前与学生一起分析实验中应注意的事项，先让学生讲解，再总结。

1).按如图三装置准备，接好线路，闭合开关，观察线圈的运动情况。

2).磁极方向不变，改变电流方向（将电池两极对调），重复1实验，观察线圈的运动情况。

3).在步骤1基础上，不改变电流方向，只改磁场方向（将磁极对调），观察线圈的运动情况。

4).在实验3)的基础上，再对磁极进行对调，观察磁场中线圈的运动方向。将以上结果填写在表格中。

电流方向磁场方向导体AB运动方向（向左、向右）

由A到B N极在上

由B到A N极在上

由A到B N极在下

由B到A N极在下

通过实验，可以得出结论：（可由学生总结）

通电导体在磁场中受到________________，力的方向跟________________、___________________都有关系。

2。换向器的作用

利用磁场对电流作用的规律，电动机中的线圈通电后也会运动，但为什么会能一直转动下去呢？

请学生先阅读课本，问学生，从这段文字中，我们发现了，使电动机转动的关键部件是什么？

学生不难回答出是换向器。

由于换向器的作用是难点，在这里要给学生作重点讲解。

拿出自制的电动机模型，讲解线圈平面在平行于磁场的位置受力转动到线圈平面与磁场

垂直时的受力情况。

问：1）线圈在左图位置时，线圈abcd的两边ab、cd中的电流方向分别如何？两边的磁场方向如何？如果ab边的受力方向向上，则边cd的受力方向是怎样的？为什么？

2）此时线圈会怎样运动？不什么？

3）当线圈转动到右图的位置时，线圈的受力情况又是怎样？为什么？

讲解：由于右图位置线圈到一对平衡力的作用，所以此位置叫“平衡位置”。

设疑：如何让线圈持续转动下去呢？

让学生看书，了解换向器的作用，并结合模型进行讲解。

问：1）在线圈刚越过平衡位置时，如何达到继续向同一个方向转动？

（使线圈的受力方向发生改变为与原来相反）

2）用什么可以实现？（换向器）

3）换向器是用什么做成的？它是如何改变线圈中的电流方向的？

师生共同分析，总结换向器的作用：最简单的换向器是两个彼此绝缘的金属半圆环组成，换向器的两个半圆环分别跟线圈的两端边接，并通过电刷接到电源的两极，当线圈刚越过平衡位置时，它会自动改变接触的电刷，使线圈继续转动下去。

我们知道了换向器的作用，就不难理解电动机的原理。学生看课本电动机原理部分，再请学生叙述一下直流电动机的原理。

补充说明什么叫直流电动机：利用直流电工作的电动机叫做直流电动机。

方向不变的电流叫做直流电。

直流电动机的工作原理：

应用通电线圈在磁场中受力的原理使线圈转动，同时用换向器及时改变线圈中的电流方向，以保持线圈的持续转动。

3。磁场对电流的作用的应用

磁场对电流的作用十分广泛，如：磁电式电流仪表、动圈式扬声器（喇叭）、电动玩具和机器人等。

介绍磁电式电流仪表，重点讲解动圈式扬声器。

学生阅读课本，问：你认为动圈式扬声器的工作原理是什么？

随着声音变化的电流通过扬声器的线圈，磁场对线圈中的电流的作用力也是变化的，因此线圈的来回运动带动纸盆的振动而发声。

小结：（用提问的形式）

1）我们今天这节课学到了哪些东西？

2）你对今天这节课的什么最感兴趣？

3）今天这节课我们学到了哪些实验方法？

板书设计：

教学反思：

在这节课之前，我已知道这节课不好上，因为这堂课的内容比较抽象，学生空间想象能力还是比较弱的。因此我事先做好了一个电动机模型，并且在课堂设计上，针对学生的认知特点设置了一些列的问题，安排了学生的探索实验，因此在上课效果上比以前的要好得多。

通过这节教学课，我有以下感想：首先，只有做好充分的准备，备学生备教材，并有所创新，才能上好一节课。在这节课的学生实验前，我把更多的实验空间留给学生去做，有些注意事项没有给学生一个一个交待，学生在实验过程中，有一部分学生能把问题给解决了，而也有一部分学生不能在课堂上解决实验中遇到的问题，而导致这节课的实验任务没能完成。如何去解决这个问题，我有待与同行们进行交流。

第二，在讲课时，速度有时有点快，有些学生在关键问题上有点反应不过来，在以后的上课中讲话速度要注意到这个班级的每一个人。

第三，这节课我是分成两部分来讲解的，在板书上有待改进，这节课没有很好的设计。

第四，在物理课堂上，实验器材一定不能少，而且可视性要好，在讲演示实验时，后面的学生，有几个反应看得不是太清楚。

第五，在课后我与听课的老师进行了交流，收获很大，所以每节上完后能与同行们进行一下交流，能极大地提高自己的业务水平。