20.4 电动机 教案 2023-2024学年人教版九年级物理全一册

电动机 一、教学目标 知识目标： 理解电动机的工作原理。掌握电动机的结构和组成。 能力目标： 培养学生的实验操作能力和观察能力。培养学生的科学探究精神和团队协作能力。 情感、态度与价值观目标： 激发学生对物理学的兴趣和好奇心。培养学生的科学态度和探究精神。 二、教学要点 电动机的工作原理。电动机的结构和组成。电动机的应用实例。 三、教学重点与难点 教学重点： 电动机的工作原理。电动机的结构和组成。 教学难点： 如何理解电动机的换向器的工作原理。如何理解电动机在电路中的作用和优点。 四、教学用具 电动机实验装置、电池、导线。 投影仪、PPT课件。 教学实验手册、学生实验报告单。 其他教学用具（如教学模型、实物展示等）。 五、教学过程 导入新课：通过展示一些电动机的应用实例，如电动玩具、电动工具等，引导学生思考这些现象背后的原理，从而引入本课的主题。同时，可以提出一些问题，如“为什么电动机能够转动？”、“电动机的结构是怎样的？”等，激发学生的学习兴趣和好奇心。 知识讲解：详细讲解电动机的工作原理和结构组成。首先，通过PPT展示电动机的结构和工作原理，让学生了解电动机的换向器的工作原理和电刷的作用。然后，通过实验演示或动画模拟，让学生更加深入地了解电动机的工作原理。接着，介绍电动机在电路中的作用和优点，让学生了解电动机在日常生活中的应用。在讲解过程中，可以结合生活中的实际应用案例，如电动玩具、电动工具等，让学生更加深入地了解电动机的应用。 电动机的工作原理：是利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子（如鼠笼式闭合铝框）形成磁电动力旋转扭矩，从而使电动机转动。当电动机转动时，其转子中的电流也会产生一个磁场，这个磁场与定子绕组产生的磁场相互作用，从而维持电动机的持续转动。 具体来说，当电流通过定子绕组时，会产生一个围绕它的磁场。这个磁场的方向与电流的方向有关，遵循右手定则。当电流改变方向时，磁场的方向也会改变。当电流通过转子时，也会产生一个磁场，但由于转子的形状和电流的方向不同，这个磁场的方向与定子绕组产生的磁场相互作用，从而形成磁电动力旋转扭矩。 在电动机转动过程中，转子的转动方向与电流的方向和磁场的相互作用有关。如果改变电流的方向或磁场的相互作用方式，电动机的转动方向也会相应改变。 总之，电动机的工作原理是利用磁场对电流受力的作用，使电动机转动。这个原理是通过通电线圈产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩来实现的。 电动机的结构和组成主要包括定子、转子和端盖三个部分。 定子：定子是电动机的静止部分，主要由铁心和绕组组成。铁心是由许多绝缘的硅钢片叠压而成，目的是减小磁阻和铁损耗。绕组则是由导线绕制而成，通常采用铜线。定子的绕组通常分为若干个线圈，每个线圈都与电源相连，形成电磁场。 转子：转子是电动机的旋转部分，通常由铜或铝制成。转子的形状有多种，如鼠笼型、绕线型等。转子通过电磁感应作用，受到定子电磁场的作用力而旋转。 端盖：端盖是电动机的外壳，起到保护和固定定子和转子的作用。通常由铸铁或铝合金制成，具有良好的导热性能。 此外，电动机还包括电刷、换向器等附件。电刷用于连接电源和转子绕组，将电流引入转子中。换向器则用于将转子中的电流引入定子绕组中，从而形成连续的电流回路。 总之，电动机的结构和组成包括定子、转子和端盖三个主要部分以及电刷和换向器等附件。这些部分共同协作，使电动机能够正常工作。 电动机的换向器的工作原理：是利用电磁感应原理，将直流电源的电流转换为交流电流，从而使得电动机的转子能够连续不断地旋转下去。 具体来说，当电动机转动时，转子中的电流会产生一个磁场，这个磁场与定子绕组产生的磁场相互作用，从而形成磁电动力旋转扭矩。当电动机转动时，转子中的电流方向会不断改变，而换向器的作用就是将转子中的电流引入定子绕组中，从而形成连续的电流回路。 换向器通常由多个电刷和一个可旋转的电极组成。当电动机运转时，电刷会与电极接触，从而改变电流的方向，从而改变电动机的旋转方向。换向器的工作原理可以用一个简单的实验来说明：将一个电动机连接到一个电源上，然后将电动机的轴与一个旋转的轮子相连，当电动机转动时，轮子也会跟着转动。这就是因为电动机的换向器将直流电源的电流转换为交流电流，从而使得电动机的转子能够连续不断地旋转下去。 总之，电动机的换向器的工作原理是利用电磁感应原理，将直流电源的电流转换为交流电流，从而使得电动机的转子能够连续不断地旋转下去。 电动机的应用非常广泛，以下是几个具体的实例： 洗衣机：洗衣机内部的电动机驱动恒定速度的转子，在水箱中形成等速旋转的水流，使衣物达到深度清洗的效果。 吸尘器：吸尘器的电动机带动旋转的吸尘器头，产生强大的吸力，将灰尘、细菌等杂质吸尽。 空调：空调内部的电动机带动压缩机转动，将热量从室内排