九年级物理全册《20.4 电动机》教案 （新版）新人教版-（新版）新人教版初中九年级全册物理教案.doc

第4节 电动机
教学目标
1．通过演示实验，知道磁场对电流有力的作用。
2．知道通电导体在磁场中受力方向与哪些因素有关。
3. 通过演示实验，知道通电矩形线圈在磁场中的转动情况。
教学建议：
1.在演示实验中引导学生联系力的有关知识，从而知道磁场对电流有力的作用。
2.通过实验或课件，引导学生通过想象和分析得出通电导体在磁场中受力方向与哪些因素有关，知道通电矩形线圈在磁场中的转动情况。
教学过程
一、直接引入
出示：玩具电动小汽车，接上一节干电池并开动。
设问：它是靠什么装置来运动的？电动机是根据什么原理工作的呢？
二、讲解新课
1.演示通电导体在磁场中运动，得出通电导体在磁场里会受到力的作用。
演示：按课本4-37实验，将一根直导体AB放在蹄形磁体的磁场里，按通电源，让电流通过。
设问：看见什么现象？
实验现象：原来静止在导轨上的导体AB会沿导轨运动。设问：通电导体AB为什么会发生移动？导体由静止变运动的原因是什么？
实验表明：通电导体受到了力的作用。
演示：拿去蹄形磁体，让直导体AB在原导轨上，接通电源。
设问：看见什么现象？（直导体AB不动）
实验结论：实验说明通电导体在磁场里会受到力的作用。
2．通电导体在磁场里受力方向的几个因素。
演示：重做图4-37实验，将两个导轨接线柱的接线对调，接通电源，要求观察。
分析得出：通电导体在磁场里受力方向与电流方向有关。
演示：对调蹄形磁铁N、S极位置，重复上述操作，要求观察。
分析得出：通电导体在磁场里受力方向与磁场方向有关。
演示：同时改变磁场方向和电流方向，重复上述操作，要求观察。
结论：通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关。
3．磁场对通电线圈的作用。
演示：按课本4-38实验，通电矩形线圈分别处于a位置和b位置时，观察线圈的转动情况。
现象：通电线圈处于（a）位置－－线圈平面与磁场平行时，线圈发生转动。
通电线圈处于（b）位置－－线圈平面与磁场垂直时，线圈不发生转动。
设问：通电线圈在磁场中为什么在（a）位置会发生转动？转到什么位置会停下来，为什么？在（b）位置为什么不发生转动？
分析（用书本模拟线圈）：
（1）（a）位置时，由于通电线圈的两条对边中电流方向相反，它们在磁场中受到磁场力的方向相反且不在一条直线上，在这两个力作用下线圈会发生转动。当线圈从（a）位置转过90°时，这两上力恰好在同一直线上，而且大小相等、方向相反，是平衡力。线圈在这对平衡力作用下可以在该位置保持静止。线圈的这一位置（b）叫做平衡位置，此时线圈的平面恰与磁感线垂直。
（2）通电线圈转到平衡位置时，为什么不立即停下来，而是在位置附近摆地动几下才停下来？－－通电线圈转到平衡位置前具有一定速度，由于惯性它会继续向前运动，但由于这时受到的磁场力及摩擦力等又会使它返回平衡位置，所以它要摆动几下后再停下来。
设问：如何使线圈能连续的转动下去呢？（为下一课时直流电动机的教学做好铺垫）
4．通电线圈在磁场中转动，电能转化为机械能。
分析：从以上实验知道，当开关闭合，线圈中有电流通过，线圈由静止变运动，线圈获得了机械能，而电流通过线圈，线圈消耗电能。
三、课堂小结
1．通电导体在磁场里会受到力的作用。
2．通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。
3．通电线圈在磁场中受力转动，在平衡位置时静止
4．通电导体在磁场中运动消耗了电能，得到了机械能。
四、课堂巩固练习
1、如图所示，把一根直导线AB放在蹄形磁铁的磁场中，接通电源后，让电流通过导体AB，下列说法正确的是（ ）
A. AB仍静止 B. AB在水平方向运动起来
C. AB沿磁场方向运动 D. AB沿电流方向运动

2、关于通电导体在磁场里受力方向与电流方向和磁感线方向之间的关系，下列说法中错误的是（ ）
A．电流方向改变时，导体受力方向改变
B．磁场方向改变时，导体受力方向改变
C．电流方向和磁场方向同时改变，导体的受力方向改变
D．电流方向和磁场方向同时改变，导体的受力方向不变
3、将一矩形线圈悬挂在磁场中，通电后线圈却不能转动，其原因可能是（ ）
A. 线圈中的电流太大 B. 线圈平面与磁场方向平行
C. 线圈方向与磁场方向垂直 D. 线圈平面与磁感线夹角小
参考答案：1、B 2、C 3、C
五、课外巩固：
作业本作业。
复习本次课内容。
预习下次课内容。

第四节 电动机（第二课时）
教学目标
1．知道直流电动机的原理和主要构造。
2．理解换向器在直流电动机中的作用。
3.了解直流电动机的优点及其应用。
4．培养学生把物理理论应用于实际的能力。
教学建议
1．本节采用程序性的提问和讨论，启发学生弄清线圈受力情况和转回来的原因，以及解决问题的办法，可以培养学生的思维和创造能力。
2．换向器是教学的难点，利用放大的直观模型或课件很有必要。靠这一节课教学，一部分学生可能还没有完全弄清楚，下节课学生将进一步认识它。
3．通过前面几节的学习，学生识图能力应该有所提高，本节电动机原理图要尽量让学生自己看图理解。
教学过程
一、复习引入新课
提问：上节课我们做实验给磁场中的导体通电，发现了什么？（通电导体在磁场中受力的作用开始运动）。
提问：这个力的方向与哪两个因素有关？（电流方向和磁感线方向）
提问：通电线圈在磁场中怎样运动？（线圈会转动）
提问：这个现象中能量是怎样转化的？（电能转化为机械能）
引入新课：电动机就是利用通电线圈在磁场中受力而转动的现象制成的，它将电能转化成机械能。下面我们来研究电动机是如何利用上述现象制成的，先讨论最简单的一种直流电动机。
二、进行新课教学
(1)使磁场中的通电线圈能连续转动的办法
很多同学可能马上想到通电线圈在磁场中不能连续转动（转到平衡位置要停下来），而实际的电动机要连续转动。怎样解决这个问题呢？（此处可告诉学生把理论用于实际需要再付出很多劳动，以培养学生对应用科学的兴趣）要解决这个问题，我们还得进行深入研究。
提问：在上节课的演示实验中，线圈转到平衡位置时是立即停止吗？为什么它不立即停止？（由于惯性线圈会稍转过平衡位置）
提问：转过平衡位置后，为什么它又转回来呢？（利用模型分析：转过平衡位置后，ab边受力仍向里，cd边受力仍向外，正是这一对力使线圈转回来的）
提问：要使线圈不转回来，应该在线圈刚转过平衡位置时就改变线圈的受力方向，即使线圈刚转过平衡位置就使ab边受力变为向外，cd边受力变为向里。怎样才能使线圈受力方向发生这样的改变呢？
引导学生回忆影响受力方向的两个因素，从而得出：应该在此时改变电流方向，或者改变磁感线方向。进一步引导学生分析：改变磁感线方向就是要及时交换磁极，显然这不容易做到；实际的直流电动机是靠及时改变电流方向来改变受力方向的。
板书：〈1．使磁场中的通电线圈连续转动，就要每当线圈刚转过平衡位置，就改变一次电流方向。〉
(2)换向器
提问：怎样才能使线圈刚转过平衡位置时就及时改变电流方向呢？
让学生想办法并开展讨论，教师下去了解学生的情况并鼓励和指导。
教师引导：出示电动机模型，要求学生观察两个半圆铜环和电刷，指出：靠这两样东西就可以解决问题。引出换向器的作用。
提问：“换向器”是怎样实现“换向”的？利用电动机课件或课本图4—39相似的模型演示。
①“换向器”由两个半铜环组成。
②两个半铜环的开口处（即绝缘处）安装。
③当线圈由于惯性稍稍转过平衡位置时，能交换电刷与换向器的半铜环的接触，从而改变了线圈中的电流方向和受力方向，使线圈仍能按原来的绕向转动，从而实现线圈连续转动。
(3)直流电动机的构造
出示直流电动机模型：主要构造由磁体、线圈、换向器和电刷组成。
介绍实际的电动机由转子和定子两个基本部分组成
演示：给直流电动机模型通电转动，提高学生兴趣。
告诉学生：下节课同学们将自己装一台小直流电动机，进一步弄清楚它的有关知识。
(4)交流电动机
让学生阅读课文最后一个自然段，了解交流电动机和电动机的优点和应用。
三、课堂小结
1、电动机原理：通电线圈在磁场里受力而转动。
2、直流电动机：利用直流电源供电的电动机叫直流电动机。
3、直流电动机的组成：模型：由磁体、线圈、换向器和电刷组成；
实际的电动机由转子和定子两个基本部分组成
4、换向器的结构和作用：结构：由两个半环构成
作用：每当线圈转过平衡位置，自动改变线圈中电流的方向
5、能量转化：电动机工作时把电能转化为机械能。
四、课堂巩固练习
1、直流电动机能持续转动，主要是因为（ ）
A. 线圈的作用 B. 电流的作用 C. 磁场的作用 D. 换向器的作用
2.直流电动机工作时，线圈经过垂直磁感线的位置时( )
A.线圈受力平衡，速度为零 B.线圈受力平衡，速度不为零
C.线圈受力不平衡，速度为零 D.线圈受力不平衡，速度不为零
3.下列说法正确的是( )
A.电动机是把机械能转化为电能的机器
B.电动机是把电能转化为机械能的机器
C.直流电动机是利用线圈的转动而产生电流的
D.改变线圈中的电流方向，可以改变电动机线圈转动的快慢
参考答案：1、D 2、B 3、B