17.2 电动机转动的原理-【木牍中考·名师教案】2025-2026学年九年级下册物理（沪粤版·新教材）

17.2　电动机转动的原理 · ◇教学目标◇ 1.通过实验，了解通电导体在磁场中会受到力的作用，知道力的方向跟电流方向和磁场方向有关。 2.了解直流电动机的工作原理及其能量转化，知道换向器的结构及作用。 3.通过学习换向器和电动机的工作原理，感悟科学、技术发展对社会进步带来的影响。 ◇教学重难点◇ 　　1.教学重点：通电导体在磁场中受力方向的影响因素。电动机的工作原理及换向器的作用。 　　2.教学难点：电动机的工作原理。 ◇教学过程◇ 一、新课导入 通过上节课的学习，我们提出了电动机转动原因的猜想。今天我们就来探究它的原理。 二、教学步骤 探究点1　探究磁场中的通电导体受到的作用力 ［阅读课本］P28~29“探究磁场中的通电导体受到的作用力” ［思考］你认为课本P28图17-2-1的三种方案，哪一种方案较好？ ［提示］课本图17-2-1中的（b）实验装置较好。（c）装置不够简便；（a）装置在闭合开关后，需立即断开，因为闭合开关时电路处于短路状态；（b）装置简便、易操作、可调节电路中电流的大小、易于观察探究。 ［思考］闭合开关，蹄形磁铁中的金属棒AB是否能动起来？使金属棒动起来的原因是什么？ ［提示］金属棒AB在磁场中能动起来，是因为通电后金属棒受到了磁场的作用力。 ［思考］如果将蹄形磁铁移开，通电后的金属棒AB还会动吗？这个现象说明了什么？ ［提示］不会动了。这个现象说明磁场对电流有力的作用，物理学上就叫做磁场对电流的作用，这也就是电动机的基本原理。 ［思考］在探究电流方向对通电导体在磁场中的受力方向的影响时，用了什么实验方法？ ［提示］探究电流方向对通电导体在磁场中的受力方向的影响时，控制磁场方向不变；探究磁场方向对通电导体在磁场中的受力方向的影响时，控制电流方向不变。所以在探究过程中，运用了控制变量法。 ［思考］通电导体在磁场中受力的作用，力的方向与哪些因素有关？ ［提示］通电导体在磁场中受力的方向跟磁场的方向和导体中电流的方向有关。 ［思考］实验中能量是怎样转化的？ ［提示］电能转化为机械能。 ［思考］在课本图17-2-2（a）中，线圈红色边和绿色边受力的方向为什么不同？此时线圈将沿顺时针方向转动，还是沿逆时针方向转动？ ［提示］通电后，线圈两边磁场方向相同，电流方向不同，其受力方向相反。根据两边的受力情况可知，线圈将沿顺时针转动。 ［思考］当线圈转动到课本图17-2-2（b）的位置时，线圈红色边和绿色边受到的两个力是否平衡，为什么？ ［提示］当线圈转动到课本图17-2-2（b）的位置时，线圈红色边和绿色边受到的两个力是一对平衡力，因为它们大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一物体上。这一位置叫做平衡位置（线圈平面和磁感线垂直时的位置）。 ［思考］当线圈转动到课本图17-2-2（b）的位置时，由于惯性，会稍转过平衡位置，这时线圈红色边和绿色边受到的两个力的方向改变了吗？线圈会怎样运动？ ［提示］这两条边受到的力的方向没有变化，因为这两条边的电流方向和磁场方向都没发生改变。线圈在平衡位置来回摆动几次就停下来了。 探究点2　换向器的作用 ［阅读课本］P29~30“换向器的作用” ［思考］怎样能够使线圈在磁场中持续转动下去？ ［提示］当线圈由于惯性越过平衡位置时，如果立即改变线圈中的电流方向，线圈就能够继续转动下去。在电动机中完成这一任务的装置叫做换向器。 ［思考］换向器是怎样改变线圈中电流的方向？ ［提示］在电动机电源的引入处有一个“小机关”——换向器，它是由彼此绝缘的两个金属半圆环组成的。换向器的两个半圆环分别跟线圈的两端相连接，并通过电刷接到电源的两极上。当线圈越过平衡位置时，由于换向器的作用，线圈中电流的方向发生了改变，使线圈能够继续转动下去。 ［习题］有关直流电动机中换向器的作用，下列说法正确的是 （　　） A.当线圈平面与磁感线平行时，自动改变电流方向 B.当线圈平面与磁感线垂直时，自动改变电流方向 C.当线圈平面与磁感线平行时，自动改变磁感线的方向 D.当线圈平面与磁感线平行时，自动改变线圈转动方向 ［分析］换向器的作用：线圈转到与磁感线垂直的位置时，自动改变线圈中的电流方向，使得线圈持续转动；且线圈在到达平衡位置前是处于运动状态的，故由于惯性能越过平衡位置，再利用换向器的作用使得其持续转动。综上所述，B项正确。 ［答案］B 探究点3　电动机的工作原理 ［阅读课本］P30~31“电动机的工作原理” ［思考］电动机是根据什么原理制成的？ ［提示］电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。用直流电源供电的电动机叫做直流电动机。 ［思考］直流电动机的工作原理是什么？ ［提示］直流电动机的基本工作原理：通电导体在磁场中受到力的作用使线圈转动，同时通过换向器及时改变线圈中的电流方向，以保持线圈的持续转动。 ［思考］磁场对通电导体作用原理的应用十分广泛，你能举例说明吗？ ［提示］磁电式电流仪表、动圈式扬声器、电动玩具和机器人等都应用了这一原理。 ［阅读课本］P31~32“STSE” ［思考］你认为电动机有哪些优点呢？ ［提示］电动机具有构造简单、造价低、效率高、操作方便、污染小等优点。 ［习题］如图是实验室电流表内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转，线圈中的电流越大，指针偏转角度越大，关于该现象下列说法正确的是 （　　） A.该装置利用了电流的磁效应 B.该装置工作原理与电动机工作原理相同 C.改变线圈中的电流方向，指针转动方向不变 D.线圈中的电流变大，线圈周围的磁场强弱不变 ［分析］通过电流表的内部构造可知电流表的工作原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大，A项错误，B项正确；改变线圈中的电流方向，其转动方向会发生改变，C项错误；通电导线周围有磁场，电流越大，线圈周围的磁场越强，D项错误。 ［答案］B 三、板书设计 17.2　电动机转动的原理 1.探究磁场中的通电导体受到的作用力 （1）结论 （2）受力方向的影响因素 （3）能量转化 2.换向器的作用 （1）结构 （2）作用 3.电动机的工作原理 （1）制成原理 （2）工作原理 （3）应用 ◇教学反思◇ 　　本节的教学应以实验为主，让学生自己动手操作，掌握知识，提高学习兴趣。换向器的作用及工作过程难以理解，可采用实物教学和多媒体模拟相结合的方法。 1 立足安徽 精准备考 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $