人教版九年级物理下册-电动机教案

第4节电动机

教学目标

一、知识与技能

1.通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用,知道力的方向与电流方向和磁场方向有关。

2.了解直流电动机的构造和工作原理及其能量转化。

二、过程与方法

通过实验探究过程,培养学生分析问题、解决问题的能力。

三、情感、态度与价值观

通过了解物理知识如何转化成实际技术应用,激发学生思维,提升物理学习的兴趣,并使学生在此过程中体验获取知识、探究新事物的方法。

教学重点

磁场对通电导线的作用。

教学难点

直流电动机的构造和工作原理。

教具准备

电源、滑动变阻器、开关、蹄形磁体、导体棒、开关、导线、矩形线圈、多媒体课件。

教学过程

独立自主学习：请快速阅读课本P133---P136的相关内容，然后独立完成以下学习任务。

1.磁场的基本性质:就是对放入其中的磁体产生的作用。

2.通电导线周围存在着，由此猜想：通电直导线放入磁场中可能会受到的作用。

3．通电导线在磁场中要受到力的的作用，猜想它的方向可能跟的方向和的方向都有关系。

4．电动机就是由能转动的和不动组成。

5．电动机是把能转化成能的机器。

请结对相互更正，然后在组内展示质疑，如果还有不清楚的地方，请其他小组来帮忙解决。

新课引入

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．你知道电动机的工作原理吗？从学生的质疑中导入新课。

合作探究

探究点一磁场对电流的作用

活动1：展示如图所示的装置，让学生猜想一下，当开关闭合后，将会观察到什么现象？

学生诧异？闭合开关，让学生观察实验现象？根据实验现象讨论、交流产生此现象的原因是什么？

师适当点拨：

现象→原因→有磁场

↓↓↓

导线运动→受力的作用→通电导体是磁体

归纳总结：磁场对通电导体有力的作用。

知识拓宽：并不是所有的通电直导线在磁场中都受到力的作用，当通电直导线与磁感线方向平行时，此时通电的直导线不受力的作用。

活动2：要想改变导体在磁场中的运动方向，如何操作？学生交流、讨论，发表自己的观点，师总结。

总结：改变磁场的方向；可以改变电流的方向。

活动3：根据学生的猜想，进行验证。让学生观察实验现象，讨论得出实验结论。

归纳总结：通电导线在磁场中受力方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关；当电流方向、磁感线方向发生改变时，通电导体受力方向也发生改变。

活动4：根据实验现象，大家讨论一下，在这个装置在能量的转化是怎样的？在生活中哪些用电器是利用这一原理来工作的？学生交流、讨论，发表自己的观点。

归纳总结：

（1）将电能转化为机械能；

（2）生活中的电动车、电风扇、电动机等工作时的原理与此相同。

探究点二电动机的基本构造

活动1：一根通电直导线在磁场会受力运动，一个通电的线圈在磁场中会怎样呢？展示如图所示的装置，让同学们猜想，然后再展示。

总结：通电的线圈在磁场中会转动。

活动2：让学生讨论、交流转动的原因。然后各组发表自己的观点。师归纳总结。

归纳总结：

思路：将通电线圈分解为四个通电直导线，即导线ab、导线bc、导线cd、导线da。导线bc、导线da的方向与磁感线方向平行，故不受力的作用，导线ab、导线cd处在同一磁场中，但通过电流的方向相反，故受力方向相反，所以通电的线圈会在磁场中会转动。

活动3：根据原因的分析，说出导线ab、导线cd所受力的特点？

总结：这两个力的大小相等、方向相反，作用在同一个线圈上，但不在同一条直线上。

活动4：线圈能否在磁场中持续转动？为什么？采取什么措施让线圈持续转动？从受力的角度展开分析。

总结：力的特点：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，故将会在这个位置处于静止状态。

措施：改变磁感线的方向或者改变线圈中电流的方向。

活动5：让学生自学课本P136找出要让通电线圈在磁场中持续转动的方法，然后交流，统一答案。

活动6：根据以上的探究，总结说出电动机的工作原理、能量转化、构造。学生之间交流、讨论，阐明自己的观点，不同意见的，给予补充。

归纳总结：

（1）原理：通电线圈在磁场中受力转动。

（2）构造：电动机由能够转动的线圈和固定不动的磁体两部分组成。在电动机里，能够转动的部分叫转子，固定不动的部分叫定子。

（3）电动机转动的方向：与电流和磁场方向都有关，改变电流方向或磁场方向，电动机的转动方向就随之改变；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。（4）能的转化：电动机工作时，将电能转化为机械能。

活动7：走进生活，列举出生活中的电动机有哪些？在使用的过程中有什么优点？

归纳总结：

（1）应用：电风扇、洗衣机等多数用交流电动机。电动玩具、录音机等小型电器多使用直流电动机。

（2）电动机的优点：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。

典例如图所示为小玲和小辉同学制作的直流电动机模型，他们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，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。

（1）直流电动机的工作原理是_________________。

（2）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，其作用与直流电动机中的____________作用相同。

（3）通过改变____________________方向，可以改变线圈的转动方向。

（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，请你分析可能的原因是

_______________。

思路导引：该线圈之所以能转动，是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的，但是该线圈在转过平衡位置时，若不改变电流的方向，此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动，故为了使线圈持续转动，将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动；而真正的直流电动机工作时，为