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文檔簡介

1、電動機為什么會轉動適用學科初中物理適用年級九年級適用區域或版本滬科版課時時長(分鐘)2課時知識點1、了解磁場對通電導線的作用。2、了解直流電動機的結構和工作原埋。3、初步認識科學與技術、社會之間的關系教學目標(一)知識與技能1 .經歷制作模擬電動機的過程,提高動手能力;2 .經歷探究的過程,提高實驗觀察能力、分析歸納能力。(一)過程與方法1 .經歷制作模擬電動機的過程,提高動手能力;2 .經歷探究的過程,提高實驗觀察能力、分析歸納能力。(二)情感態度與價值觀通過了解物理知識如何轉化成為實際技術應用,進一步提高學習科學技術知識和應用物理知識的興趣。教學重點1 .通電導線在磁場中受到力的作用2 .

2、力的方向跟電流的方向、磁場的方向有關。教學難點1 .電動機的基本構造與原理2 .換向器的作用教學過程、復習預習1 .電流的方向;2 .磁場的概念;3 .力是改變物體運動狀態的原因。二、知識講解考點/易錯點1:磁場對通電導線的作用1 .通電導體在磁場里受到力的作用。力的方向跟磁感線方向垂直,跟電流方向垂直;2 .通電導體在磁場里受力的方向,跟電流方向和磁感線方向有關。(當電流方向或磁感線方向兩者中的一個發生改變時,力的方向也隨之改變;當電流方向和磁感線方向兩者同時都發生改變時,力的方向不變。)3 .當通電導線與磁感線垂直時,磁場對通電導線的力最大;當通電導線與磁感線平行時,磁場對通電導線沒有力的

3、作用。考點/易錯點2:磁場對通電線圈的作用通電線圈在磁場中受到力的作用可以發生轉動,如圖所示。力”和運動”磁場對通電導體的作用是力”而不是運動”,也就是說,通電導體在磁場中會受到磁力的作用,但不一定運動。如圖乙所示,此時線圈的ab邊和cd邊受力的方向不但相反,而且力的作用線也在一條直線上,線圈受到平衡力,線圈會停在這個位置(即線圈平面與磁感線垂直的位置被稱為平衡位置)而不運動。考點/易錯點3:直流電動機1構造:磁極、線圈、換向器和電刷組成。2工作原理:利用通電線圈在磁場里受力而發生轉動的原理工作的。3換向器的作用:(1)構造:由兩個銅制半球環構成;(2)作用:當線圈剛轉過平衡位置,能及時改變線

4、圈中電流方向,使線圈能連續轉動。4能量轉換:電能一機械能。5. 優點:構造簡單、控制方便、體積小、效率高、功率可大可小,價格便宜、無污染6. 直流電動機不轉或轉速過小的原因:安裝直流電動機模型時,線圈不轉的原因主要有電路開路、磁鐵無磁性和線圈處于平衡位置等幾種情況。轉速過小是因為電流小或磁性弱。三、例題精析【例題1】【題干】下列設備中,利用“通電導體在磁場中受力運動”原理工作的是()A.電鈴B.發電機C.電動機D.電磁起重機【解析】A、電鈴的主要元件是電磁鐵,電磁鐵的原理是電流的磁效應;B、發電機的原理是電磁感應現象;C、電動機的原理是通電導體在磁場中受力,或者說通電線圈在磁場中受力轉動;D、

5、電磁起重機的主要元件是電磁鐵,原理是電流的磁效應.故選C.【例題2】【題干】在如圖所示的實驗裝置中,當開關閉合時,能觀察到導體棒ab沿金屬導軌運動.利用這一現象所揭示的原理,可制成的設備是()A.電熱器B.發電機C.電動機D.電磁繼電器【答案】C【解析】本實驗研究的內容是通電導體在磁場中受力運動的現象人類利用該現象制造了電動機,所以選項A、B、C.【例題3】【題干】在安裝直流電動機模型的實驗中,小杰同學按照科學教材的要求安裝了一臺如右圖所示的直流電動機模型.安裝完畢,閉合開關后,線圈順時針方向轉動,則能使線圈逆時針方向轉動的做法是D是錯誤的.故選()15 / 16A.減小一節電池B.把電源和磁

6、鐵的兩極同時對調C.增加一節電池D.把電源兩極對調【解析】直流電動機的轉動方向與線圈中的電流方向和磁場方向有關,若使通入直流電動機的電流方向改變,它的轉動方向將改變.故選D.【例題4】【題干】小明用漆包線繞成線圈,將線圈兩端的漆全部刮去后放入磁場,如圖所示,閉合開關S后,發現線圈只能偏轉至水平位置、不能F列措施中可行持續轉動.為使線圈持續轉動,的是()A.換用電壓更大的電源B.換用磁性更強的磁體C.重新制作匝數更多的線圈,將線圈兩端的漆全部刮去D.在線圈的一端重抹油漆,干后在適當位置刮去半圈【答案】D【解析】將線圈兩端的漆全部刮去后,沒有了換向器,不能改變線圈中的電流方向,就不能改變線的受力方

7、向,所以閉合開關S后,發現線圈只能偏轉至水平位置、不能持續轉動,要想讓線圈持續轉動,需增加換向器,即在線圈的一端重抹油漆,干后在適當位置刮去半圈,相當于添加一個換向器,使線圈能夠持續轉動,故D符合要求;換用電壓更大的電源、換用磁性更強的磁體、重新制作匝數更多的線圈不能改變線圈的受力方向,仍然不能持續轉動,故ABC不符合要求.故選D.【例題5】如圖所示四個實驗現象中,揭示了電動機原理的是()【答案】B【解析】本題考查電動機的原理。A實驗是奧斯特實驗的實驗裝置;B實驗是研究通電導體在磁場中受力運動的實驗裝置,也是電動機的原理圖;C實驗是探究電荷間相互作用規律的實驗裝置;D實驗是研究電磁鐵磁性的實驗

8、裝置。【例題6】關于動圈式揚聲器的說法中正確的是()A.動圈式揚聲器音圈中有強電流通電時才會發聲B.動圈式揚聲器工作時是將機械能轉化為電能C.動圈式揚聲器的工作原理是通電線圈在磁場中受力運動D.動圈式揚聲器工作時線圈中通過的電流不一定是交變電流【答案】C【解析】本題考查揚聲器的原理。只要有強弱變化的電流,動圈式揚聲器就會發聲,A說法錯誤;動圈式揚聲器把電能轉化為機械能,B說法錯誤;動圈式揚聲器是把強弱變化的電流變成聲音信號的裝置,它利用了磁場對電流有力的作用的原理,C說法正確;動圈式揚聲器工作時線圈中通過的電流一定是交變電流,D說法錯誤,故選C。四、課堂運用1,我們使用的電風扇、洗衣機、抽油煙

9、機等家用電器,其主要部件都是用電動機來工作的,那么電動機是根據下列哪種現象制成的()A.電流周圍存在磁場B.磁場對放入其中的永磁體產生力的作用C.磁場對放入其中的通電導線產生力的作用D.二力平衡知識【答案】C【解析】選C。本題考查電動機的原理。電動機里繞有線圈,工作特點是當給電動機通電時,電動機就會轉動,所以電動機是根據磁場對放入其中的通電導線產生力的作用制成的,而不是對永磁體產生力的作用,故C正確。2.在物理實驗課上,小明想觀察直流電動機模型的工作情況,將其接入電路,各部分連接完好,結果電動機卻不工作,他用手輕輕地碰了一下線圈后,直流電動機模型開始正常轉動,其不可能的原因是()A.電動機的磁

10、極裝反了B.電源電壓太低C.線圈剛好處于平衡位置D.線圈中的電流太小【答案】A【解析】選A。如果其他正常,只是電動機的磁極裝反,只能影響電動機的轉動方向,不會導致電動機不工作;由于電動機的轉軸處有摩擦且轉動線圈具有慣性,若電源電壓太低或線圈中的電流太小,產生的使線圈轉動的力很小,不能使電動機啟動,用手輕輕地碰一下線圈,借助外力啟動后,由于慣性盡管線圈受的力很小也可使電動機連續運轉;當線圈剛好處于平衡位置”時,用手輕輕地碰一下,可脫離該位置,一旦轉動起來靠慣性即可越過平衡位置”使電動機正常轉動。3.如圖是一種單元防盜門門鎖的原理圖。其工作過程:當有人在樓下按門鈴叫門時,樓上的人閉合開關,門鎖上的

11、電磁鐵通電銜鐵,銜鐵脫離門扣,這時來人拉開門,進入樓內。在關門時,開關是斷開的,銜鐵在作用下,合入門扣。【答案】吸引彈簧【解析】本題考查電磁鐵在生活中的應用。有人在樓下按門鈴時,樓上的人閉合開關,門鎖上的電磁鐵通電就具有磁性,銜鐵就被吸引,從而脫離門扣,來人就可以拉開門。關門時,開關是斷開的,電磁鐵沒有磁性,此時銜鐵在彈簧的作用下,合入門扣。4,如圖為我們實驗室所用電流表的內部結構示意圖接入電路,有電流通過線圈時,線圈帶動指針偏轉。表的工作原理是。【答案】通電導線在磁場中受到力的作用(或磁場對電流有力的作用)【解析】題通過生活實例考查對磁場對電流的作用的理解。從圖中可以看出,電流表中有永磁體,

12、當有電流通過線圈時,線圈帶動指針偏轉,說明通電導線在磁場中受到力的作用(或磁場對電流有力的作用)5.如圖所示,將線圈一端引線上的絕緣漆全部刮掉,另一端只刮掉了半個側面,放在磁鐵上方后通電,線圈就會轉動起來,這樣便做成了一個簡易電動機。其工作原理是;若要改變線圈的轉動方向,請寫出一種操作方法:【答案】通電導體在磁場中受到力的作用(或通電線圈在磁場中受力轉動或磁場對電流有力的作用)將磁鐵倒置(或對調電池兩極)【解析】本題考查電動機原理探究實驗。電動機的工作原理是通電導體在磁場中受到力的作用;通電導體在磁場中的受力方向與磁場方向和電流方向有關,如果磁場方向不變,改變電流方向時,通電導體在磁場中的受力

13、方向改變,如果電流方向不.變,改變磁場方向時,通電導體在磁場中的受力方向改變,如果同時改變磁場方向和電流方向時,通電導體在磁場中的受力方向將不變。6,如圖是一頂太陽能風扇涼帽,涼帽的頂部裝有一個太陽能電池板,帽沿裝有一個小型電風扇,電風扇里面有一個小電動機這個電動機工作時將能轉化為能。【答案】電機械【解析】本題考查電動機的能量轉化。電風扇是用電器,它工作時消耗了電能,得到了機械能。五、課程小結通過本節課的學習,學會了如下知識內容:1、了解磁場對通電導線的作用。2、了解直流電動機的結構和工作原理。3、初步認識科學與技術、社會之間的關系六、課后作業1、如圖所示是小李探究電磁鐵磁性強弱與什么因素有關

14、的實驗裝置。下列措施中能使電磁鐵磁性增強的是()A,滑片P向右移動,其他條件不變B,滑片P向左移動,其他條件不變C,開關S由1扳到2,其他條件不變D,電源的正負極對調其他條件不變,【答案】B【解析】電磁鐵的磁性強弱與電流強弱、線圈匝數和有無鐵芯(或鐵芯大小)等因素都有關。A項中向右移動滑片P時,滑動變阻器連入電路的電阻增大,電流變小,電磁鐵磁性減弱;B項中向左移動滑片P時,滑動變阻器連入電路的電阻減小,電流變大,電磁鐵磁性增強;C項中的操作會使線圈匝數變少,電磁鐵磁性減弱;D項中的操作只會改變電磁鐵的磁極,而不影響電磁鐵的磁性強弱。故本題選B。2、為了探究電磁鐵的磁性強弱與哪些因素”有關,做了

15、以下幾次實驗,實驗現象如圖所示.根據圖示現象回答下列問題:(1)通過觀察圖甲中A與B兩個電磁鐵,當通過線圈的電流相同時、有無鐵芯相同時,電磁鐵線圈的匝數越多,它的磁性就越(2)通過觀察圖甲中B與C兩個電磁鐵,當通過線圈的電流相同時、線圈的匝數相同時,鐵芯的電磁鐵,它的磁性就越強.(選填宥”或無”)(3)通過觀察圖乙與圖丙,當線圈的匝數相同、有無鐵芯相同時,電磁鐵的電流越,它的磁性就越強.(4)結論:影響電磁鐵磁性強弱的因素有r【答案】(1)強(2)有(3)大(4)電流大小、線圈的匝數、有無鐵芯【解析】(1)圖甲中A、B兩電磁鐵,通過線圈的電流相同時、有無鐵芯相同時,線圈的匝數越多,吸引大頭針數

16、目越多,表明它的磁性就越強.圖甲中B、C兩電磁鐵,通過線圈的電流相同時、線圈匝數相同時,有鐵芯的電磁鐵吸引大頭針數目越多,表明它的磁性就越強.(3)線圈的匝數相同、有無鐵芯相同,圖丙中滑動變阻器連入電路的電阻變短,電阻變小,電路中電流增大,電磁鐵吸引大頭針增多,電磁鐵的磁性增強.說明通過電磁鐵的電流越大,它的磁性就越強.(4)結論:影響電磁鐵磁性強弱的因素有通過電磁鐵的電流大小、線圈的匝數、有無鐵芯.3、如圖所示,在直流電動機的工作過程中,換向器”起了關鍵的作用,它能使線圈剛剛轉過平衡位置時就自動改變線圈中的,從而實現通電線圈在磁場中的連續轉動.電動機工作時是把電能轉化為【答案】1、電流方向2

17、、機械【解析】在直流電動機的工作過程中,換向器”起了關鍵的作用,它能使線圈剛剛轉過平衡位置時就自動改變線圈中的電流方向,從而實現通電線圈在磁場中的連續轉動.電動機工作時是把電能轉化為機械能4、如圖所示,A、B是反映電和磁之間聯系的實驗裝置圖,C、D是這兩種電磁現象的應用裝置.圖A是研究現象的裝置,根據這一現象,制成了機,如圖所不BCD【答案】電磁感應;發電;C;【解析】A圖中導體棒與電流表相連,無供電裝置,故為演示電磁感應的裝置.由這一原理我們制出了發電機,如沒電源的圖C.B圖中有電源供電,而無電流表,但能看到通電導線在磁場中的運動,故本實驗是研究磁場對電流作用的裝置,通過這一現象,我們制成了

18、電動機,如有電源的圖D.故答案為:電磁感應;發電;C;5、如圖所示是電學中很重要的兩個實驗,其中利用甲圖所示的實驗裝置原理可以制造出機,利用乙圖所示的實驗裝置原理可以制造出機.【答案】發電;電動.【解析】甲圖是電磁感應實驗,閉合開關s,當導體ab在磁場中做切割磁感線運動時,電路中會有感應電流產生,電流表指針偏轉,將機械能轉化為電能.根據這個現象制成了發電機.乙圖是通電導體在磁場中受力的作用實驗.閉合開關,導體AB有電流通過,將受力運動.在此過程中,將電能轉化為機械能.根據這個原理制成了電動機.6、下圖是“探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件”的實驗裝置,閉合開關后,銅棒ab、電流表、開關組

19、成閉合電路.小明將實驗中觀察到的現象記錄在下表中.次數開關磁場方向導體ab的運動方向電流表指針的偏轉方向1上N下S向右運動不偏轉2閉合上N下S向右運動向左偏轉3閉合上N下S向左運動向右偏轉4閉合上N下S向上運動不偏轉卜閉合上S下N向下運動不偏轉I6閉合上S下N向右運動向右偏轉7閉合上S下N向左運動向左偏轉(1)小明分析得出:閉合電路中的部分導體在磁場里做時,導體中就會產生感應電流.(2)比較實驗2和3(或6和7)可知:在磁場方向一定時,感應電流的方向與有關.(3)比較實驗2和6(或3和7)可知:.(4)此實驗的研究方法有控制變量法和法.在此實驗的過程中是一能轉化為能,重要的應用是.(5)針對這個實驗小明進行了進一步的探究,他提出了感應

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