16.3 磁场对电流的作用 电动机 教案 ---2022-2023学年苏科版物理九年级下册

16.3 磁场对电流的作用 电动机 教学目标 （1）知道磁场对通电导体有力的作用，知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方 向和磁场方向有关. （2）通过“探究磁场对通电线圈的作用”这一活动，了解电动机的工作原理和能量转化. （3）了解直流电动机的构造，了解电动机在电器中的应用，培养学生的观察能力. 教学难点 1、观察通电导体、通电线圈在磁场中受力运动的过程；电动机的工作原理. 2、理解电动机的原理. 教学过程 一、情境引入 在日常生活中有许多地方用到电动机，大家想一想都有那些地方，并与同学交流。 想一想：给电动机通电，它为什么就能够转动？ 二、探究新知 1、观察磁场对通电直 导线的作用 发现问题： 给电动机通电，它为什么就能够转动？ 猜想与假设： 小电机的转动可能是通电线圈受到磁场的作用。 设计实验验证： 演示实验： （1）如图，把直导线放在磁场当中，接通电，让电流通过导线。 现象：闭合开关，直导线在由静止开始运动 为什么通电直导线会由静止变成运动？因为通电直导线受到了 蹄形磁体的磁场对它的作用。 结论：磁场对通电导线有力的作用 提出问题：力是有方向的，通电导体在磁场中受力的方向可能与哪些因素有关？ 猜 想：可能与磁场方向和电流方向有关 实验方法：控制变量 磁场方向不变，改变电流方向. 电流方向不变，改变磁场方向. 演示实验： （2）把电的正负极对调后接入电路，请学生分析导线中的电流方向，并观察导线的运动方向 实验现象：导线中的电流方向与刚才的电流方向相反，通电导线的运动方向与刚才的运动方向相反 问：由上面的实验现象，你得到了什么结论？ 通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向与电流方向有关，只改变电流方向，受力方向改变。 （3）保持导线中的电流方向不变，但把蹄形磁体上、下磁极对调一下，使磁场方向和原来相反。观察直导线的运动方向。 实验现象：导线中的电流方向与刚才的电流方向相反，通电导线的运动方向与刚才的运动方向相反 问：由上面的实验现象，你得到了什么结论？ 通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向与磁场方向有关，只改变磁场方向，受力方向改变。 终结得出磁场对通电导线的作用规律是怎样的？ 结论： 通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流方向、磁场 向都有关系。当电流方向或磁场方向改变，通电导线受力的方向也改变。 三、合作探究 二、观察磁场对通电线圈的作用 问：刚才的实验证明，通电直导线在磁场中受力运动，如果把 一个通有电流的线圈放到磁场中，它会怎样运动呢？ 演示实验： 如图把线圈放在磁场中，接通电，让电流通过线圈，请学生观 察现象。 磁场中的通电线圈为什么会这样运动？ ①通电线圈受磁场力，开始开始顺时针转动。 ②通电线圈转到平衡位置时，受平衡力作用，这时线圈由于惯性，还会继续转动。 ③通电线圈越过平衡位置后，受磁场力作用，开始逆时针转动。 ④通电线圈最终静止在平衡位置 现象：线圈在磁场中扭转。 线圈平衡位置后，受力方向未改变，但转动效果改变，所以线圈将会反向转动回去。最终停在平衡位置。 平衡位置：通电线圈的平面与磁感线垂直时，线圈受到磁场的作用力是一对平衡力，这个位置称做平衡位置。 结论：通电线圈能在磁场中转动。但通电线圈不能在磁场中持续转动下去。 三、电动机 电动机工作原理：通电线圈在磁场中受力而转动。 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 述原制成的。 首先要解决通电线圈能够磁场中可以连续转动的问题。 我们知道影响受力方向的两个因素，当电流方向或磁场方变时，通电导线受力的方向也改变。 分析得出：当线圈刚转过平衡位置时，如果立即改变其中的电流方向，通电线圈就能在磁场力的作用下继续转动下去。 演示实验： 在通电线圈的两端各连一个铜制半环C、D，它们随线圈一起转动，A、B是电刷，分别与一个半环接触，使电和线圈组成闭合电路。这样的两个半环叫做换向器。 如果在线圈靠惯性越过平衡位置的瞬间，立刻改变其中的电流方向，线圈就会继续转动下去。 总结: 电动机工作原理：通电线圈在磁场中受力转动 换向器的作用：当线圈刚转过平衡位置时，换向器就能自动改变线圈中电流的方向，使线圈在磁场中连续转动。 四、巩固练习 同学们做练习题 5、 课堂小结 知识总结 学科网（北京）股份有限公司 $$