人教版初中物理九年级全一册 第二十章《电与磁》
第四节《电动机》 教学设计
一、教学目标： （一）知识与技能： 1.了解磁场对通电导线的作用。
2.了解直流电动机的结构、工作原理及知道换向器的作用。
3.初步认识科学与技术之间的关系。
（二）过程与方法： 1.经历探究的过程，体会观察与分析的重要性。
2.经历制作电动机的过程，从而培养学生的动手能力及分析问题、解决问题的能力。
（三）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的应用，进一步提高学生学习科学技术知识和应用物理知识的兴趣。 二、教学重点：1、磁场对通电导线的作用 2、电动机的工作原理 三、教学难点：电动机能够持续转动的原因，换向器的作用 四、教学用具：电源、导线、开关、漆包线、硬金属丝、蹄形磁铁、铜棒、导轨、滑动变阻器、线框、电动机演示模型。
五、教学时数：1课时
六、教学过程：
（一）复习回顾
1.什么是电磁铁？电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关？
2.什么是电流的磁效应？
3.奥斯特实验说明了什么?（课件1）
（二）引入新课
多媒体展示机床、水泵；电力机车、电梯；电扇、冰箱、洗衣机和电动玩具等电器图片，通过提问、讨论得出它们的共性是都是由电动机带动工作的。从而引出课题——电动机（课件2、3） 给电动机通电，它就能够转动。这是为什么？它是根据什么原理制成的？ 1、磁场对电流通电导线的作用
磁体在磁场中会受到力的作用。磁体间通过磁场相互作用，通电导线周围有磁场。那么通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？
演示一：
教师出示演示实验仪器，并按教材P133“演示”实验操作。（课件4）
提问：就此实验装置中，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？哪些条件可改变的？由此你想到了什么？
教师根据学生的想法进行验证，并让学生观察当某一条件发生改变时导体的运动情况会怎样？（课件5）
多媒体展示结论：
（1）通电导线在磁场中要受到力的作用。
（2）通电直导线在磁场中受力的方向跟电流方向、磁感线的方向都有关系。
当电流方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反；若二者同时变得相反时通电导线受力的方向不变。
如果把一个通电的线框放到磁场中，又会怎样运动？（课件6）
演示二：
教材P134“演示”,把一个通电的线框放入磁场中。
可以看到，通电线圈在磁场中可以转过一个角度，但不是持续转动。而是来回扭转。
师生讨论总结：
由于导线两边的电流方向是不一样的，那么他们受到的力也就不一样了，就像一个线框被相反的力扭动一样，所以只能是转动的。（课件7）
能不能让线圈实现持续转动呢？下面我们就来做这个“小小电动机”实验，看看电动机是怎样转起来的。并且思考一下电动机为什么能不停地转动，这和我们的实验器材的结构有没有关系？
教师让学生生阅读教材P134“想想做做”的内容——让线圈转起来，亲自动手，制作小小电动机的线圈。并做实验：让小小电动机转起来。（课件8）
2、电动机的基本构造
电动机由两部分组成：能够转动的线圈和固定不动的磁体。能够转动的部分叫做转子，固定不动的部分叫做定子。电动机工作时，转子在定子中飞快地转动。
在上面的“想想做做”中，我们使线圈转起来了。那么，线圈为什么能不停地转动呢？（课件9）
演示：教师演示课本P135的图20.4-5三个实验，边演示，边用多媒体放大后分析三个瞬间位置上线圈的受力情况，并提问：
（1）什么是平衡位置？为什么称为平衡位置？当线圈越过平衡位置后，为什么不能继续转下去，最后要返回平衡位置呢？
（2）怎样使线圈越过平衡位置后能继续转动下去的？
（3）在刚才我们做的“小小电动机”的实验中是用什么办法保证给线圈适时供电或断电的？这样设计的作用是什么呢？（课件10）
师生讨论总结：
（1）甲图线圈受力使它顺时针转动；乙图中线圈上、下两个边受力大小一样，方向相反，其转动最后要返回该平衡位置；丙图线圈受力使它逆时针转动。 （2）线圈不能连续转动，是因为线圈越过平衡位置后，它受到的力要阻碍它的转动。 （3）越过平衡位置后停止对线圈供电，由于惯性，就能连续转动下去。
电动机的工作原理:通电线圈在磁场中受力会发生转动。（课件11）
那么用什么方法停止对线圈供电呢？
在“小小电动机”的实验中我们采用刮去引线漆皮的办法来控制电路的通断，即一端的漆皮全部刮掉，另一端的漆皮只刮上半周或下半周，从而保证给线圈适时供电或停电。这种设计，线圈每转一周，只有半周获得动力，在另半周线圈将要受到阻碍它转动的力时没有电流通过，线圈不受力；当线圈靠惯性转过这半周后，又回到原来的状态，线圈又受到向同方向转动的力，以保证线圈继续转动下去。
如果在线圈转动，不是停止给线圈供电，而是设法改变后半周电流的方向，使线圈在后半周也获得动力，线圈将会更平衡、更有力地转动下去。（课件12）
那么，如何使线圈在后半周也能获得向同方向转动的力呢？
实际的直流电动机是通过换向器来实现这一目的的。
换向器的构造如图20.4-6 所示。换向器由两个彼此绝缘的半环组成（多媒体展示换向器的图片或动画）。
换向器的作用：及时改变线圈中的电流方向，使受力方向总是相同，线圈持续转动下去。（课件13、14、15）
电动机转动时把电能转化为机械能。
实际的电动机都有多个线圈，每个线圈都接在一对换向片上，以保证每个线圈在转动的过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。（课件16）
3、科学世界：扬声器是怎样发声的
扬声器的作用：扬声器是把电信号转变为声音信号的装置。
扬声器的结构：永久性磁体、线圈、锥形纸盆。
扬声器的原理：当线圈中通有电流时，线圈受到磁铁的作用而运动；当线圈中的电流反向时，线圈向相反方向运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。（课件17）[来
（四）课堂小结
通过本节课的学习，你有哪些收获？又有哪些困惑？
组织学生根据板书，总结本节内容，明确重、难点。（课件18）
课堂练习（课件19、20、21、22、23）
1.下列家用电器中，应用了电动机的是（ ） A.电熨斗 B.电风扇 C.电饭锅 D.电热毯 2.我们的生活赿来赿离不开电，电机（发电机、电动机的统称）在生活中的应用赿来赿广泛．图7所示简易电机正在实现的能量转化是把电能转化为_______ 能．图1中的两个分别与线圈两端相连，而又彼此绝缘的铜半环E和F叫 ．
3.如图2所示的演示实验，可以验证（ ）
A.电磁铁磁强弱与电流大小的关系;
B.产生感应电流的条件;
C.通电导体在磁场中会受到力的作用;
D.磁极间相互作用的规律.
4.在物理实验课上，小明想观察直流电动机模型的工作情况，将其接入电路，各部分连接完好，结果电动机却不工作，他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动，其原因可能是（ ） A.直流电动机的铜半环与电刷接触不良 B.电源电压太低 C.线圈刚好处于平衡位置 D.线圈中的电流太小 5.在电动机工作原理实验中，为了改变电动机的转动方向，可采取的措施是（ ） A.改变磁场的强弱 B.同时改变电流方向和磁场方向 C.只改变电流方向或只改变磁场方向 D.改变电流的大小 6.在电与磁实验的装置图3中，用来研究磁场对电流作用的是（ ）
7.关于通电导体在磁场里受力方向与电流方向和磁感线方向之间的关系，下列说法中错误的是（ ）
A.电流方向改变时，导体受力方向改变
B.磁场方向改变时，导体受力方向改变
C.电流方向和磁场方向同时改变，导体的受力方向改变
D.电流方向和磁场方向同时改变，导体的受力方向不变
8.下列说法正确的是( )
A.电动机是把机械能转化为电能的机器
B.电动机是把电能转化为机械能的机器
C.直流电动机是利用线圈的转动而产生电流的
D.改变线圈中的电流方向，可以改变电动机线圈转动的快慢
9.将线圈悬挂在磁场中，通电后线圈却不转动，其原因可能是（ ） A.线圈中的电流太大 B.线圈平面与磁场方向平行
C.线圈方向与磁场方向垂直 D.线圈平面与磁感线夹角小 10.要想改变通电线圈在磁场中的转动方向，可以采取的办法是（ ） A.只能改变磁场方向
B.只能改变线圈中的电流方向
C.同时改变磁场方向和线圈中的电流方向
D.改变磁场方向或通电线圈中的电流方向
10.直流电动机中的线圈每转动一周，线圈中的电流方向（ ） A.改变一次 B.改变两次 C.改变三次 D.不改变方向
11.当直流电动机中线圈的平面转到与磁感线垂直位置时（ ） A.受到的磁力最大 B.不受磁力作用
C.线圈中的电流方向改变 D.以上情况都可能
12.在如图4所示的实验装置中，当开关闭合时，能观察到导体棒ab沿金属导轨运动．利用这一现象所揭示的原理，可制成的设备是（ ）
A.电热器 B.发电机
C.电动机 D.电磁继电器
13.电动机是把电能转化为_______ 能的机器。如图5所示是直流电动机的工作原理图，图中两个分别与线圈
两端相连而又彼此绝缘的铜半环E 和F 的主要作用是___________。
14.电动机主要是由定子和_____组成，它是利用通电线圈在______中受力而转动的原理制成的。
15.如图6所示为小华同学探究“让线圈转起来”的实验装置图，线圈能够转动的原因是 ；要改变线圈转动方向，可采用 或 的方法。
16.小华安装好直流电动机模型，通电后电动机正常运转，她还想使电动机的转速加快，可采用的方法是（ ）
A.增大电流 B.减小电流
C.对调电源正负两极 D.对调磁体南北两极
17.如图7所示是直流电动机示意图，下列说法正确的是（ ）
A.只改变电流方向，不能改变其转动方向
B.只改变磁场方向，不能改变其转动方向
C.同时改变磁场和电流方向，不能改变其转动方向
D.同时改变磁场和电流方向，可以改变其转动方向
18.小明将电动机模型接入电路，闭合开关后，发现电动机不工作。他用手轻轻地碰了一下线圈后，电动机模型开始正常转动，其原因可能是（ ）
直流电动机的铜半环与电刷接触不良
B.电源电压太低
C.线圈刚好处于平衡位置 D.线圈中的电流太小
19.如图8是直流电动机模型，图9是自制简易电动机模型．现在主要讨论图9简易电动机的制作与操作问题：
（1）绕制线圈的铜丝外表有漆皮，用小刀刮去线圈引线两端的漆皮，目的是使线圈能够____________，左端全部刮掉，右端只刮上半周或上半周。因此这一部位就相当于图8中的__________（填某一部件的名称）．
（2）如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试？（说出两点即可）
①_____________________________；
②_____________________________。
七、板书设计
第4节 电动机
1、磁场对通电导线的作用
（1）通电导线在磁场中受到力的作用。
（2）通电导线所受力的方向跟电流方向、磁场方向有关。
2、电动机的基本结构
（1）电动机的组成：转子和定子。
（2）电动机的原理：通电线圈在磁场中受力会发生转动。
（3）换向器的作用：改变线圈的电流方向，使线圈得以持续转动。
3、扬声器是怎样发声的
（1）作用：扬声器是把电信号转变为声音信号的装置。
（2）结构：永久性磁体、线圈、锥形纸盆。
（3）原理：当线圈中通有电流时，线圈受到磁铁的作用而运动；当线圈中的电流反向时，线圈向相反方向运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
