九年级物理全册 14.6直流电动机课件+教案+学案+练习（打包7套）（新版）北师大版.zip

1六、直流电动机一、选择题1．在制作简易电动机的过程中，若要改变电动机的转动方向，可以( )A．将电源的正、负极对调B．改变通电电流的大小C．换用磁性更强的磁体D．增加电动机的线圈匝数2．2016·聊城如图 K－30－1 所示为直流电动机的基本构造示意图。以下相关的分析正确的是( )图 K－30－1A．电动机是利用电流的磁效应原理工作的B．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能C．使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的D．仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向3．小明用漆包线绕成线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，如图 K－30－2 所示，闭合开关 S 后，发现线圈只能偏转至水平位置，不能持续转动。为使线圈持续转动，2下列措施中可行的是( )图 K－30－2A．换用电压更大的电源B．换用磁性更强的磁体C．重新制作匝数更多的线圈，将线圈两端的漆全部刮去D．在线圈的一端重抹油漆，干后在适当位置刮去半圈二、填空题4．电动机在许多家用电器中应用十分广泛，请你列举出三种装有电动机的家用电器的名称：________；________；__________。三、实验探究题5．研究电动机的工作过程。(1) 电动机的工作原理是磁场对________有力的作用。图 K－30－3 甲中，线圈左右两边框 ab、 cd 的受力方向相反，其原因是________________。线圈从图示位置再转动________度后线圈将恰好达到平衡位置，并最终停在该位置。图 K－30－3(2)图乙中的线圈可以持续转动，是因为它加装了________，该装置能在线圈________(选填“刚转到” “即将转到”或“刚转过”)平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。6．2017·潍坊同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线绕成约 3 cm×2 cm 的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约 3 cm。然后，用小刀刮两端引线的漆皮。用硬金属3丝做两个支架，固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连，把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁体，如图 K－30－4 所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。图 K－30－4(1)在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是________(选填“A”或“B”)。A．两端全刮掉B．一端全部刮掉，另一端只刮半周(2)线圈在转动过程中________能转化为________能。(3)小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，写出一条可能造成该现象的原因：________________________________________。41． A [解析] 将电源的正、负极对调，则线圈中电流方向改变，电动机的转动方向改变，故 A 正确。电流方向影响线圈转动方向，电流大小影响的是线圈的转动速度，改变通电电流的大小，线圈转动速度改变，但转动方向不变，故 B 不正确。磁场方向影响线圈转动方向，磁场强弱影响的是转动速度，故 C 不正确。增加电动机的线圈匝数可以增大转速，不改变转动方向，故 D 不正确。2． D [解析] 电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的，故 A 错误；电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，有一部分电能转化成了内能，故 B 错误；使线圈连续不停地转动下去是靠换向器来实现的，故 C 错误；电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的，且所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，故仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向，故 D 正确。3． D [解析] 将线圈两端的漆全部刮去后，相当于没有了换向器，不能改变线圈中的电流方向，所以闭合开关 S 后，发现线圈只能偏转至水平位置，不能持续转动。要想让线圈持续转动，需增加换向器，具体做法是：在线圈的一端重抹油漆，干后在适当位置刮去半圈，故 D 符合要求。4．电风扇 洗衣机 抽油烟机5．1)电流(或通电线圈) 电流方向不同 90 (2)换向器 刚转过 (3)① 线圈与电刷接触不良(答案合理即可)6．(1) B (2)电 机械(或动) (3)电源电压较低(或磁场太弱、或线圈处于平衡位置)114.6 直流电动机 学习目标：1、知识与技能（1）知道简单直流电动机的原理和主要构造。（2）知道换向器在直流电动机中的作用。（3）学会组装简单直流电动机.2、过程与方法（1）通过观察、分析和讨论，制作简单直流电动机，知道电动机转动的原理，并感悟电动机的制成有一个技术创新的过程。（2）通过组装简单直流电动机，培养学生动手操作的能力。3、情感、态度与价值观(1) 通过对电动机结构、原理的学习，认识科学与技术之间的辨证关系。(2) 从电动机在生产和生活中的广泛应用，感悟物理知识源于生活，进而促进现代科技的发展，从而在学习中重视理论与实践的联系。教学重点与难点教学重点：直流电动机的工作原理教学难点：换向器的作用。预习导学案（预习要求：请同学们根据“预习目标”，仔细阅读课本的相关内容，简要回答以下几个问题，请将你的答案写在题目下面的空白处，并保证在 20 分钟之内独立完成。）1、 磁场对通电导体有什么作用？这个作用受什么因素影响？2、 如何自制一个电动机的线圈（用老师发给大家的漆包线），做的时候要注意什么？3、 电动机的基本构造是什么？4、生活中的电动机有哪些？它们有什么优点？课内探究学案一、合作探究，自主研修：【学点一】磁场对通电导体有力的作用1、自制电动机（学习要求：用自己制作的电动机线圈和老师提供的器材，参考课本自制一个电动机。）2器材：线圈、回形针和塑料板做的支架、磁铁、导线、电源说明：1、先用手轻轻推一下线圈把它发动起来后它才会转动2、如果线圈不转，可以用手拿着磁铁改变它对着线圈的方向。2、探究如何改变电动机线圈的转动方向猜想：线圈的转动方向与 、 有关实验步骤：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿结论：线圈的转动方向与 、 有关，当或者 改变时线圈转动方向会随之改变。 3、实验：磁场对通电导线的作用通电导体在磁场中要受到 的作用，力的方向跟＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿都有关系，当 方向或者 方向变得相反时，通电导体受到的力的方向也变得相反。 跟踪练习1、 如图所示是检验磁场对通电导体作用力的实验装置．当导线 ab 中有某方向电流通过时，它受到磁场的作用力向上．(1)如果仅将两磁极对调位置，导线 ab 受力向___________；(2)如果磁极位置不变，仅改变 ab 中的电流方向，导线 ab 受力向__________；(3)如果同时对调磁极位置和改变电流方向，导线 ab 受力向____________。2.把一个通电的矩形线圈 ABCD 放入磁场中，线圈 ABCD 可看作四段直导线。当线圈平面和磁感 应线平行时，BC 边和 DA 边与磁感应线平行，不受磁场力的作用，而 AB 边和 CD 边中电流方向＿＿＿，两边受到磁场力的方向＿＿＿，且不在同一条直线上，在这两个力的作用下，线圈就要沿＿＿＿＿＿＿转动。当线圈转到垂直磁感应线的位置时（通常称平衡位置），整个线圈受到一对平衡力的作用，最后停止转动。【学点二】电动机的基本构造通过上面的练习二我们知道线圈无法一直转动下去，要解释电动机能够连续转动下去的原因要求阅读课本，回答下列问题：1、电动机的构造：能够转动的叫 ，固定不动的叫 。2、线圈转动中有一个特殊位置，叫 位置，此时两根线圈大小相等，方向相反，线圈是靠 越过这个位置。3、线圈越过平衡位置后， （能/不能）继续转动，因为所受到的力的方向与原来 （相同/相反）。所以又会回到平衡位置。4、自制电动机漆皮刮去一半，是为了使线圈转动中只有 圈获得动力，另外半圈停止给线圈供电，线圈靠 越过这半圈。5、实际的电动机中安有换向器，如下图中的下图一中 E、F，能够与电刷 A、B 接触，换向器作用是改变后半周线圈中电流的 。从而改变线圈的受力方向。6、根据右图，进一步了解换向器的作用。 7、电动机的作用：把 能转化为 能。8、应用 电动机：电风扇、洗衣机等家用电器。 电动机：电动玩具、录音机等小型电器。能力提升学案3基础训练1.在下列家用电器中，应用直流电动机工作的是（ ）A.电熨斗 B.电冰箱 C.电动剃须刀 D.家用吸尘器2.（多选）要改变直流电动机的转向，下列哪些方法是可行的( )A.改变线圈中的电流方向 B.改变磁场方向C.将电源的正负极和两个磁极同时调换 D.电源的正负极或两个磁极调换3. 小源动手做了一个直流电动机模型，接通电路后发现电动机不转动，可当他拨了一下线圈后，电动机就迅速地转了起来，造成这一情况的原因可能是 （ ）A．电源电压过低 B．电刷接触不良C．电源正．负极接反了 D．开始时，线圈处于平衡位置了4.直流电动机中换向器的作用是（ ）A.改变直流电源中的电流方向 B.改变电动机线圈的转动方向C.改变流经电动机的电流方向 D.以上说法都不对5.（多选）关于直流电动机说法正确的是（ ）A.直流电动机主要是由转子和定子组成 B.直流电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的 C.在直流电动机线圈中通过的电流方向是变化的 D.直流电动机在工作时将机械能转化为电能6.在直流电动机中，当线圈转到什么位置时，换向器能自动改变线圈中的电流方向（ ）A.线圈转到任意位置 B.线圈平面与磁感线平行C.线圈平面与磁感线垂直 D.线圈平面与磁感线成 45°角．7.跟热机相比，电动机具有_____ _方便、构造____ _、体积_____ 、效率_____ 、对环境污染______ 等优点。拓展训练1．实际的电动机内部线圈总是有电阻的，电流通过时会发热，一部分电能转化成_____能，使电动机的温度升高，这就是说，电动机工作时，并没有将电能全部转化成______能。2.在安装直流电动机模型的实验中，要减小电动机的转速，正确的措施是（ ）A.增大电源电压 B.调换磁铁的磁极C.改变线圈中电流方向 D.减小线圈中的电流3.一个能自由转动的矩形线圈悬挂在磁场中，通电后，线圈不动，这可能是（ ）A.线圈中电流方向接反了 B.线圈中通的是交流电4C.线圈此时正好处在“平衡位置” D.以上说法均不对4.小晶学习了通电导体在磁场中受力运动后，就想：通电导体在磁场中受力的大小与什么有关呢？她找到几个要好的同学开始了讨论和猜想：既然电流有大小之分．磁场有强弱之分，那么通电导体在磁场中受力的大小是否与这两者有关呢？于是她们开始做实验，首先按照课堂上探究通电导体在磁场中受力运动的实验装置重新安装了仪器，并且多串联了一个滑动变阻器和电流表，以便改变通电导体的电流大小。关闭电路后先逐渐增大电流，观察导体的运动情况，发现通电导体在磁场中受力运动的速度变大；然后他又保持电流大小不变，换用磁性强的磁铁来实验，发现通电导体在磁场中受力运动的速度也变大。根据你刚才的阅读，请回答下列问题： （1）小晶从自己的实验中能得出什么结论？（2）她们在实验中主要用了哪两种研究方法？ 和 。（3）要想让电动机运转的更快，可以采用哪些措施？写出两点即可。（4）请你解释一下当电池用了很长时间后，录音机为什么拉不动录音带？1六、 直流电动机教材解读本节内容是上一节内容的延伸，直流电动机是磁场对电流作用的应用之一。通过演示实验了解直流电动机的工作原理、基本结构和工作过程，知道实际生产、生活中使用的电动机和教学电动机的区别，了解电动机在实际生产生活中的应用。知识与技能 掌握电动机的基本结构和工作原理。过程与方法 经历制作模拟电动机的过程，了解直流电动机的结构和工作原 理。教学目标情感态度与价值观 通过了解知识如何转化成实际技术的应用，进一步提高学生学习科学技术知识的兴趣。重点难点重点：电动机的工作原理和工作过程。难点：理解通电线圈在磁场中为什么会转动。教学方法实验法、启发法、演示法2新课导语【导入一】 (创设问题情境，引入新课)师：在我们生活中，很多地方都用到了电动机。演示：直流电动机通电转动。师：电动机为什么会转呢？(引导学生回忆磁场对电流的作用)师：下面我们就来研究电动机的工作原理，探索其中的奥秘。【导入二】 (实验引入新课)师：通电线圈在磁场中会怎样运动？演示实验：演示教材 P159 图 14－45 所示实验。师：线圈为什么会转动？又为什么不会连续地转动下去？怎样才能使它连续转动而成为一个电动机呢？今天我们就来探讨一下。学点 1 直流电动机的原理阅读教材 P159，观察图 S14－6－1，思考下列问题：图 S14－6－1问题 1：图( a)中，线圈能转动，是因为__通电导线在磁场中受到力的作用__。开始通电时，上下两个边的漆包线中电流的方向是__相反__的，因此在同一磁场中，一个边受到向前的磁场力，而另一个边受到__向后__的磁场力，这两个力不在同一直线上，于是就使线圈开始转动。当线圈转过 90°角时，上下两个边受到的磁场力变成在一条直线上，这个位置叫作__平衡位置__。线圈的__惯性__使它可以冲过此位置，但不能持续转动。问题 2：图( b)中，教学用电动机的线圈能连续转动，是因为有__换向器__和__电刷3__的缘故。 自学教材 P160～ P161 ，观察图 S14－6－2，小组交流讨论，完成下列问题：图 S14－6－2问题 3：图甲开始通电时，换向器 F 与电刷 A 接触，换向器 E 与电刷 B 接触，线圈的ab 边内电流由__b__向__a__，由左手定则可知，受到__向上__的磁场力，cd 边内电流由__d__向__c__，受到__向下__的磁场力，于是线圈开始沿顺时针方向转动。问题 4：图乙中，ab 和 cd 边受到的磁场力在一条直线上，线圈处于__平衡__位置。线圈的惯性使它冲过此位置。问题 5：图丙中，换向器改变了所接触的电刷，E 与__A__接触，F 与__B__接触，这时ab 边内电流由__a__向__b__，由左手定则可知，受力方向变成__向下__，cd 边内电流由__c__向__d__，受力方向变成__向上__，于是线圈就继续沿顺时针方向转动 90°。问题 6：图丁中，ab 和 cd 边受到的磁场力又在一条直线上，处于__平衡__位置，靠线圈的__惯性__冲过去，回到了图甲的状态。问题 7：(1)直流电动机的工作原理是__磁场对通电导体具有力的作用__，在工作过程中把__电__能转化为__机械__能。(2)换向器的作用：当线圈越过__平衡__位置时，换向器自动改变线圈中__电流__的方向，从而使线圈持续稳定地转动下去。(3)要想改变电动机的转动方向，可以改变__电流__ 方向或__磁场__方向。(4)要想使电动机转动速度加快，可以采取的措施有：①__选用磁性更强的磁体__；②__增大线圈中的电流__ 。(5)若接通电源后，电动机的线圈不转动，则可能的原因有：①__线圈的起始位置刚好为线圈的平衡位置__；② __电刷与换向器之间接触不良(或摩擦力过大)等__。学点 2 实用的电动机4自学教材 P161，回答下列问题：问题 1：实际使用的直流电动机由__定子__和__转子__两部分组成，如图 S14－6－3所示。电磁铁属于__定子__。问题 2：直流电动机由__直流电源__供电，大型的直流电动机常用在__电力机车__、__公交电车__、__货运电瓶车__、__轧钢机__、__起重机__和__刨床__等方面。问题 3：交流电动机由__交流电源__供电，电压为__220_ V__，家用的__电扇__、__洗衣机__、__电冰箱__，农村中带动水泵和农产品加工机械的电动机也是交流电动机。114.6 直流电动机教学目标知识与技能知道直流电动机的工作原理；知道换向器在直流电动机中的作用；能区分直流电动机和交流电动机.过程与方法经历制作模拟电动机的过程，了解直流电动机的结构和工作原理.情感、态度与价值观通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学习科学技术知识的兴趣.教学重点：直流电动机的原理。教学难点：直流电动机的工作情况。教学过程：一、新课引入复习提问：1.要改变通电导体在磁场里受力方向，可以通过改变（ ）或改变（ ）来实现。2.通电导体在磁场里运动，消耗了（ ）能得到了（ ）能。演示实验 1：通电线圈在磁场中会怎样运动？提出问题，通电线圈放在磁场中，将会发生什么现象？学生能够回答线圈在磁场中转动。演示实验 2：给电动机通电观察到什么现象？二、讲授新课（1）演示通电线圈在磁场中的直观模型。线圈能够在磁场中转动，但不能持续转动。①线圈为什么在图甲位置转动起来？②在图乙位置能够保持平衡？（2）讲解线圈在磁场中转动情况及原因。①线圈在图甲位置的 ab 和 cd 边受力方向相反且不在一条直线上，所以会转动。②线圈在图乙位置时，ab 和 cd 边受力大小相等，方向相反，在一条直线上，受平衡力作用，所以能保持平衡。（3）换向器的作用2讨论：线圈在图 14－47 乙位置，为什么摆动几下才停下来？提问：①线圈为什么能转过平衡位置？由于惯性②线圈转过平衡位置为什么还向回转？因为线圈受力方向没有改变。启发提问：能不能想一个办法让线圈继续转动呢？讨论总结：要让线圈继续转动，就必须改变受力方向。根据上节所学知识，可以用两种方法，一是在平衡位置及时改变电流方向；二是及时改变磁场方向。提问：①从实际出发，在两种方法中，哪一种方法最好呢？应选用改变电流方向的方法，于是出现了换向器。②换向器的作用是什么呢？（让学生观察电动机模型上的换向器，介绍构造。 ）总结：每当线圈刚转过平衡位置，换向器就能自动改变线圈中的电流方向。这样就改变了线圈的受力方向，使得线圈继续转动。（3）实用的电动机①结构以及能量转化换向器 电能→机械能②电动机的优点与热机相比，电动机有哪些优点？启止方便，构造简单，效率高，无污染。③电动机的结构转子→机壳和磁极，换向器→许多铜片。④电动机的应用作业 课后练习 1、2、3教学反思 2从本堂课学习可以看出，要把理论运用于实际，我们还得付出很多的劳动，磁场力使线圈转动是科学，能使线圈连续不停地转动是技术，两者缺一不可。由此可见，科学家的发现是伟大的，发明家的创造同样是伟大的。1六、 直流电动机图 14－6－1一 直流电动机的原理1．通电线圈在磁场中受力的作用通电线圈在磁场中受到力的作用可以发生________，当线圈平面跟磁感线方向________时，线圈受到的磁力平衡，这个位置叫作____________。2．直流电动机的结构及工作原理直流电动机是根据__________________________________________的原理制成的。在直流电动机中，能使线圈在刚转过平衡位置，就能自动改变电流方向的装置是__________。二 实用的电动机实际使用的电动机由________和________两部分组成。大型的电动机通常由电磁铁代2替永磁体来提供磁场。实用的电动机主要有______________和____________两种，其中__________的应用更为广泛。类型一 探究通电线圈在磁场中的运动例 1 如图 14－6－2 所示，使线圈位于两磁极间。[导学号：62512077]图 14－6－2(1)通电后，图甲中 ab 段导线中的电流方向是____________(选填“由 a 到 b”或“由 b 到 a”)。图甲中 ab 段导线受磁场力的方向向上，用箭头表示出图丙中 ab 段导线所受磁场力的方向。(2)线圈转过图乙所示位置，用______________的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈。[方法指导]通电线圈在磁场中的运动精析研究通电线圈在磁场中的运动，重点是分析线圈两条边的受力情况。给线圈通电，线圈两条边中的电流方向始终相反，因此，它们的受力方向相反。在一般位置，线圈的两边受力不在一条直线上，线圈处于非平衡状态，所以线圈开始转动。但当线圈平面跟磁感线方向垂直时，线圈两边受到的力是平衡力，线圈就会在这个位置(平衡位置)停下来(因为惯性，不会立即停下来，要来回摆动几次)，不能持续转动下去。类型二 电动机例 2 如图 14－6－3 所示为小玲和小辉同学制作的直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。[导学号：62512078]3图 14－6－3(1)直流电动机的工作原理是__________________________________。(2)将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，其作用与直流电动机中的_________作用相同。(3)通过改变____________方向，可以改变线圈的转动方向。(4)如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不转动，请你分析可能的原因是__________________________。[易错辨析](1)直流电动机转动的方向与磁场的方向和线圈中的电流方向有关，只改变线圈中的电流方向(或磁场方向)，转动方向发生改变，同时改变线圈中的电流方向和磁场方向，转动方向不变。(2)直流电动机的转速与磁场的强弱、线圈中的电流大小及线圈的匝数有关。增强磁场、增大线圈中的电流及增加线圈的匝数可以增大电动机的转速。(3)直流电动机接入电路不转动的原因：①线圈中无电流，不受磁场作用力；②磁场太弱或线圈中的电流太小，线圈在磁场中受力太小；③接入时线圈恰好处于平衡位置，线圈受平衡力。课堂反馈(三十)[直流电动机]1.电动机是利用______________________________的原理使线圈转动，并利用4__________及时改变__________________，以保持线圈的持续转动。电动机在工作过程中，将电能转化为________能，从而对外做功。2．如图 30－1 所示，线圈 abcd 位于磁场中，当开关接通时，ab 段导线受磁场力 F 的方向向上；此时，cd 段导线受磁场力( )图 30－1A．方向向上 B．方向向下C．为零，因为线圈处于水平位置 D．为零，因为 ab 段导线向上转动3．线圈 abcd 转动过程中经过图 30－2 甲、乙位置时，导线 ab 所受磁场力的方向( )图 30－2A．相反，是由于磁场方向相反了B．相反，是由于流过 ab 的电流方向相反了C．相同，是由于磁场方向、流过 ab 的电流方向都改变了D．相同，是由于磁场方向、流过 ab 的电流方向都没改变4．下列关于换向器的说法中，错误的是( )A．换向器由彼此绝缘的两个铜制的半环组成B．当直流电动机的线圈刚刚转过平衡位置(线圈平面与磁场的磁感线垂直)时，换向器能立即改变线圈中的电流方向C．如果直流电动机中没有换向器，电动机不会连续转动D．通电线圈每转动 90°，换向器就会使线圈中电流方向自动改变一次55．要改变直流电动机线圈转动的方向，可行的办法是( )A．改变电流的大小 B．改变磁场的强弱C．只改变电流的方向 D．同时改变电流的方向和磁场的方向