第十七章 电动机与发电机-【支点·同步系列】2024-2025学年九年级下册物理教学参考（沪粤版）

物理 九年级HY版 第十七章 电动机与发电机 17.1关于电动机转动的猜想 17.2探究电动机转动的原理 教学目标 会转动，这说明磁铁的磁场对通电线圈有力的作用。所 以，电动机的转动，可能跟磁场和电流有关。 【内容与要求】 1.电动机转动原因的猜想：由于磁场对通电线圈产 L.了解电动机结构中的主要部件有定子（磁铁或通 生力的作用，电动机才会转动起来。 电产生磁场的线圈)和转子（通电线圈）。 2.“简化”是科学探究中常用的一种方法。它是指把 2,通过观察电动机的结构和转动情况，猜想电动机 影响事物发展但变化不大的因素（次要因素）忽略掉，而 转动的原因，并用简化的方法设计探究性实验。 将影响事物发展且变化较大的因素（主要因素）抽取出 3.了解通电导体在磁场中受到力的作用，知道力的 方向与电流方向及磁场方向有关，了解直流电动机的工 来的做法。 例题讲解： 作原理。 【教学重难点】 【例1】在“让电动机转起来”的实验中，下列现象可 1,了解通电导线在磁场中受到力的作用，知道受力 能发生的是 方向跟电流方向和磁场方向都有关。 A.将电源两极对调一下，线圈转动方向不改变 2.了解直流电动机的能量转化 B.将磁铁两极对调一下，线圈转动方向不改变 3.知道电动机能够持续转动的原因」 C将电源两极和磁铁两极同时对调，线图转动方向 【教学准备】 不改变 模型电动机、蹄形磁体、导线、电池、开关，光滑小导轨 D.将电源两极和磁铁两极同时对调，线圈转动方向 教学过程… 改变 【解析】在“让电动机转起来”的实验中，将磁铁两授 新课引入 对调一下，电流方向未改变，发现线国转动方向改变：接 着在磁场方向不改变的情况下，将电源两极对调一下， 教师提问：你玩过电动玩具汽车吗？把它拆开后， 会发现里面装有一个什么部件？ 线圈转动方匀政变；最后将电源两极和磁铁两极同时对 调，发现战圈转动方向没有改变，因此可知，只有C远项 学生回答：玩过，里面装有一个小电动机。 教师启发学生猜想：接通电源后，电动机为什么能 说法正确。 够转动呢？ 【答案】C 新课讲解 三、探究磁场对电流的作用 对电动机转动的原因，我们只是作了猜想，但猜想 一、了解电动机的结构 还需要通过实验来进行验证。 教师引导学生观察电动机的内部结构。 教师演示：探究磁场对电流的作用。 教师提问：电动机的主要部件有哪些？ 教师提问：电路闭合时，骑形磁铁中的金属棒AB是 学生回答：主要是磁体和线圆， 否会动起来呢？使金属棒AB动起来的原因是什么？ 教师归纳总结：电动机的主要部件是定子（磁体）和 学生回答：会动起来，原因是金属棒受到了力的作用。 转子（线圈）。 教师提问：如果将命形磁铁移开，通电金属棒AB还 二、电动机转动原因的猜想 会动吗？这个现象说明什么？ 电动机内磁铁与线圈之间并无接触，但线圈通电就 学生回答：不会动，说明磁场对金属棒产生了力的 下册第十七章 教学参考 作用。 教师提问：改变电流方向，金属棒AB的运动方向是 否改变？ 学生回答：改变。 牧师提问：保持电流方向不变，改变磁场方向，金属 棒AB运动的方向是否数变？ A.按原方向一直转下去 学生回答：改变。 B.立即反转 教师归纳总结：通电导体在磁场中会受到力的作 C立即停止转动 用，力的方向跟电流方向和磁场方向都有关系。 D.转过一个角度后再反转，回到平衡位置 例题讲解： 【解析】当线图转过平衡位置时，由于电流和磁场的 【例2】关于通电直导线在磁场中的受力方向与电流 方向都没有改变，因此线国两边受力的方向不变，即b边 方向和磁感线方向之间的关系，下列说法错误的是 仍然受向上的力，cd边仍然受向下的力，因此线圈转立一 个角度后会反转，最后回到平衡位置。故D符合题意。 A.若只有磁感线方向变为和原来相反，则导线受力 【答案D 方向和原来相反 五、电动机的工作原理 B.若只有电流方向变为和原来相反，则导线受力方 电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理 向和原来相反 制成的。 C,若电流方向和磁感线方向同时变为和原来相反， 1.直流电动机的工作原理：通电导体在磁场中受到 则导线受力方向和原来相反 力的作用使线圈转动，同时通过换向器及时改变线圈中 D若电流方向和磁感线方向同时变为和原来相反， 的电流方向，以保持线圈的持续转动。 则导线受力方向和原米相同 2.动图式扬声器的原理：随声音强弱变化的电流进 【解析】通电直导线放置在磁场中时会受到力的作 人扬声器磁场中的线圈，线圈受到的力的大小发生变 用，其受力方向服电流方向和磁感我方向有关。当只改 化，使线圈产生振动，发出声音。 变电流方向或磁感线方向时，导线的受力方向发生改 例题讲解： 变：若同时改变电流方向和磁感线方向，导线的受力方 【例4】如图所示是直流电动 向不发生改变。故C错误。 机的示意图。下列说法正确的是 【答案]C 四、换向器的作用 A.只改变电流的方向，不能 教师引导学生思考：能用上述结论来说明通电线圈 改变其转动方向 在磁场中是怎样运动的吗？ B.只改变磁场的方向，不能改变其转动方向 分析课本第27页图17-8可发现，通电线圈在磁场 C同时改变磁场和电流的方向，不能改变其转动方向 中转动到平衡位置时就会停下来。那么，怎样才能使通 D.同时改变磁场和电流的方向，可以改变其转动 电线圈在磁场中持续地转动呢？ 方向 1,当线圈由于惯性刚转过平衡位置时，换向器能自 【解析】电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转 动改变线圈中的电流方向，使线圆继续转动。 动的原理制成的。通电导体在磁场中受力方向与电流 【温馨提示】换向器的作用是本节课的一个难点，教 方向和磁场方向有关，二者只改变一个时，导体的受力 师若能结合动画进行讲解，则效果可能会更佳 方向政变：二者同时改变时，导体的受力方向不变。所 2.最简单的换向器是由两个彼此绝缘的金属半圆 以，要改变电动机线国的转动方向，可采取的措施是只 环组成的。 改变电流方向或只改变磁场方向。故C正确。 例题讲解： 【答案】C 【例3】如图所示，闭合开关，线圈转动，当线圈转过 【迷津指点】电动机的转动方向与其线圈的受力方 平衡位置时，如果不改变电流方向，则线圈 ( 向有关，而线圈受力的方向与线圈中电流的方向以及磁 物理 九年级HY版 场的方向有关。要改变电动机的转动方向，需要从影响 教学反思… 通电线圈受力方向的电流方向和磁场方向进行分析。 板书设计 这节课在设计上把演示实验都换成了学生分 组实验，这样可让学生想方设法参与到科学探究活 17.1关于电动机转动的猜想 动中，使学生带着问题去观察、思考，在获得大量信 17.2探究电动机转动的原理 息的基础上进行交流、归纳、总结形成一定的认识， 结构：定子和转子 主动获取新的知识。在教学过程中，磁场对通电导 转动原因的猜想 体能够产生力的作用以及电动机的转动，都能激发 磁场对电流的作用：通电导体在磁场中会受到 学生的学习兴趣和探究欲望。在猜想、实验的过程 力的作用，力的方向跟电流方向和遜场方 电动机 中，循序渐进地提高了学生的学科索养。直流电动 向有关 机中换向器的工作原弹，是本节课的雄点，利用多 换向器作用 媒体教学可取得事半功倍的效果。 组成：两个彼此绝缘的金属半圆环 工作原理：通电线圈在磁场中受力转动 17.3 发电机为什么能发电 教学目标… 教师提问：导线在磁场中静止时，灵敏电流计的指 针会不会偏转？ 【内容与要求】 学生回答：不会 1.知道电磁感应现象，知道磁生电的条件 教师提问：导线在磁场中沿着磁感线运动时，灵敏 2.知道感应电流的方向与导体运动方向和磁场方 电流计的指针会不会偏转？ 向有关。 学生回答：不会。 3.知道发电机的原理及能量转化的过程。 教师提问：导线在磁场中垂直磁感线运动时，灵敏 【教学重难点】 电流计的指针会不会偏转？ 1,通过探究实验，认识电磁感应现象和感应电流， 学生回答：会。 发现磁生电的条件 教师提问：导线在磁场中斜向磁感线运动时，灵敏 2,发电机的工作原理。 电流计的指针会不会偏转？ 【教学准备】 学生回答：会。 手摇发电机、蹄形磁体、导线、线圈、灵敏电流表、 教师提问：将导线换成一个线图，重复上面的实验， 支架 会有什么发现？ ●教学过程 学生回答：会发现灵敏电流计的指针偏转角度更大。 新课引入 1.电磁感应现象（教师归纳总结） (1)内容：闭合电路的一部分导体在磁场里做切割 教师提问：奥斯特实验证明了什么？ 磁感线的运动时，导体中就会产生电流。电流方向与磁 学生回答：证明了通电导线的周围存在着磁场 场方向和导体运动方向有关。 奥斯特发现了电流的周围有磁场后，许多科学家进 (2)产生感应电流的条件：①电路必须是闭合的： 行了逆向的思考：既然电流能产生磁场，那么能否利用 ②一部分导体在磁场中做切制磁感线运动 磁场来产生电流呢？ (3)能量转化：机械能转化为电能。 新课讲解 2.法拉第的发现进一步揭示了电与磁的联系。 例题讲解： 一、认识发电机 【例1】图中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是 敦师演示课本第31页活动1：让我们自己来发电。 闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，下 发电机的主要部件：转子（线圈）和定子（磁体）。 列情况不会产生感应电流的是 二，探究电磁感应现象 教师演示活动3，并引导学生观察灵敏电流计的指 针偏转情况。 下册第十七章 教学参考 因E 因~E 用到的交流电的电压是220V,频率是50Hz,周期 是0.02s。 C D 【例3】刷卡机广泛应用于银 【解析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁 行，超市等。如图所示的POS刷 感线运动时，导体中就会产生感应电流。A,B,C三个图 卡机读出信息的原理是：当带有 检测头 中，导体都微切割磁感线运动，故会产生感应电流。图D 磁条的信用卡在刷卡机上刷过 中，导体运动方向与磁感线方向相同，不切割磁感线，不 时，刷卡机的检测头中就会产：生感应电流，便可读出磁 会产生感应电流。故D符合题意。 条上的信息。下列装置的工作原理与刷卡机读取信息 【答案】D 原理相同的是 【迷津指点】导体运动方向与磁感线方向不平行时， 导体都会做切割磁感线运动 三、发电机的工作原理 电磁感应现象的发现，使人们找到了将机械能转化 为电能的途径，进而发明了发电机， 【解析】由氮意可知，制卡机读取磁条信息时，刷卡 教师引导学生观看动画：交流发电机工作原理」 机的线图切割磁条的磁感线产生感应电流，因此刷卡机 L,发电机是由水轮机、汽轮机或内燃机等带动转子 读出信息的原理是电磁感应现象。图A是演示电流磁 转动的，所产生的感应电流通常都是交变电流（交流 效应的实验装置，图B,D是演示磁场对电流作用的装 电)，且电压较高。 置，图C是演示电磁感应的实验装置。故与刷卡机读取 2.交变电流：电流的大小和方向都在周期性变化 信虑原理相同间的是C装置， 这样的电流叫交变电流，简称交流电。 【答案】C (1)在交变电流中，电流周期性变化的次数与所用 时间的比叫做这一交变电流的频率，单位是赫兹(Hz)。 板书设计 (2)我国电网的交流电频率为50Hz(1s内线圈转动 17.3发电机为什么能发电 50圈)，周期为0.02s:每秒内电流方向改变100次 法拉第进一步揭示了电与磁的联系 例题讲解： 内容 【例2】如图所示是发电机的工作原理图。下列说法 探究电磁 产生感应电流的条件 正确的是 () 感应现象 发电机 感应电流的方向 为什么 能量转化：机械能转化为内能 能发电 结构：定子和转子 原理：电磁感应现象 发电机 交变电流：电流的大小和方向都在周 期性变化的电流 A,发电机的基本原理是通电导体在磁场中受到力的 ●教学反思… 作用 B.发电机的基本原理是电磁感应 本节课首先复习提问奥斯特实验说明了什么， C.线圈在转动过程中，感应电流的大小不变 然后引导学生意识到逆向思考也是一种有效的思 D.线图在转动过程中，感应电流的方向不变 维方式，从而导入新课。本节的重点是引导学生探 【解析】发电机的基本原理是电磁感应，电动机的基 究导体在磁场中产生电流的条件，为了让学生真正 本原理是通电导体在磁场中受到力的作用，A错误，B正 理解产生感应电流的条件，教师应针对性地讲解 璃。发电机线围在转动过程中，产生的感应电流为交变电 “切割”的含义。通过观察实验现象，使学生体验到 流，其大小和方向均随时间的变化而变化，故C,D错误。 科学探究成功的喜悦。发电机的学习扩充了学生 【答案B 的知识面，让学生体会到科学知识对社会发展的巨 【拓展延伸】发电机线图中产生的感应电流的大小 大作用，从而培养学生为社会做贡献的意识。不足 和方向在周期性地变化，这样的电流叫做交变电流，简 之处是，由于缺少发电机模型，对发电机的结构和 称交流电(AC)。在交变电流中，电流在1s内完成周期 原理的讲述生硬，学生不好理解。 性变化的次数叫做频率，单位是赫兹。我们家庭电路中