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授課時(shí)間
課題
20.4 電動(dòng)機(jī)
教學(xué)
目標(biāo)
1. 通過實(shí)驗(yàn)，了解通電導(dǎo)線在磁場中會受到力的作用，知道力的方向與電流方向和磁場方向有關(guān).
2. 了解直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理及其能量轉(zhuǎn)化.
教材
分析
電動(dòng)機(jī)是一種常見的電氣設(shè)備，它將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用非常廣泛。本節(jié)內(nèi)容由“磁場對通電導(dǎo)線的作用”和“電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造”兩部分構(gòu)成。教學(xué)的重點(diǎn)是磁場對通電導(dǎo)線的作用。突出教學(xué)重點(diǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是做好“通電導(dǎo)線在磁場中受到力”的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出“通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用，力的方向跟電流的方向、磁感線的方向都有關(guān)系”的結(jié)論。教學(xué)難點(diǎn)是直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理。突破難點(diǎn)的關(guān)鍵是做好“讓線圈轉(zhuǎn)起來”的實(shí)驗(yàn)，然后通過演示“線圈不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)，分析原因，進(jìn)而尋找解決辦法。換向器的引入使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)成為可能，這樣直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造及工作原理也就全部展現(xiàn)出來了。在設(shè)計(jì)上述教學(xué)過程時(shí)，應(yīng)以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維為核心，以培養(yǎng)他們分析問題、解決問題的能力為目的，讓學(xué)生主動(dòng)獲取知識，并使他們從中體驗(yàn)獲取知識、探究新事物的方法。
教學(xué)
器材
蹄形磁鐵、電源、導(dǎo)線、開關(guān)、銅棒（導(dǎo)體）、金屬支架、導(dǎo)軌、線圈、電動(dòng)機(jī)模型、能夠發(fā)光的燈泡、5號電池（2節(jié)）、硬漆包線、小刀、圓形強(qiáng)磁鐵、羊眼釘、硬底板、木塊、導(dǎo)線。
多媒體ppt，包含視頻《通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用》、《讓線圈轉(zhuǎn)起來》、《通電線圈在磁場中扭轉(zhuǎn)》、《電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的原理》等。
教學(xué)過程
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
導(dǎo)入新課
【演示實(shí)驗(yàn)或播放視頻】
（1）把一個(gè)磁鐵靠近正在發(fā)光的燈泡的燈絲，看看會發(fā)生什么現(xiàn)象？
（2）觀看小視頻《電動(dòng)機(jī)模型》。
（3）在生活、生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)中應(yīng)用電動(dòng)機(jī)的實(shí)例。
【提問】把磁鐵靠近正在發(fā)光的燈泡的燈絲，燈絲為什么會振動(dòng)？電動(dòng)機(jī)通電后，為什么它就能夠轉(zhuǎn)動(dòng)呢？今天學(xué)習(xí)第4節(jié)——《電動(dòng)機(jī)》。
觀看實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或視頻，思考問題，進(jìn)入情景。
學(xué)習(xí)新課 一、磁場對通電導(dǎo)線的作用
【提問】我們知道，磁體在磁場中會受到力的作用，磁體間通過磁場相互作用。通電導(dǎo)線周圍有磁場，那么通電導(dǎo)線是不是也會受到磁場的作用力呢？
1. 探究磁場對通電導(dǎo)線的作用
（1）提出問題：通電導(dǎo)線在磁場中是否受到力的作用？如果受到力的作用，力的方向與什么因素有關(guān)？
（2）猜想與假設(shè)：通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用，力的方向可能與磁場的方向、導(dǎo)體中電流的方向有關(guān)。
（3）設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
①把導(dǎo)線ab放在磁場里，接通電源，讓電流通過導(dǎo)線ab，觀察它的運(yùn)動(dòng)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
②在實(shí)驗(yàn)①中，去掉蹄形磁體，接通電源，觀察記錄現(xiàn)象。
③保持磁體N極、S極位置不變，把電源的正、負(fù)極對調(diào)后接入電路，使通過直導(dǎo)線ab的電流方向與原來相反，接通電源，觀察記錄現(xiàn)象。
④保持直導(dǎo)線ab中的電流方向與實(shí)驗(yàn)①中相同，把磁體的兩個(gè)磁極對調(diào)，讓磁感線方向與原來方向相反，接通電源，觀察現(xiàn)象。
⑤在實(shí)驗(yàn)①中，同時(shí)改變直導(dǎo)線ab中的電流方向和磁感線方向，接通電源，觀察現(xiàn)象。
【分析論證】
（1）分析實(shí)驗(yàn)①和②：在實(shí)驗(yàn)①中，閉合開關(guān)，導(dǎo)線ab向左運(yùn)動(dòng)。在實(shí)驗(yàn)②中，去掉蹄形磁體，接通電源，直導(dǎo)線ab不運(yùn)動(dòng)。說明通電導(dǎo)體在磁場中才會受到力的作用。
（2）分析實(shí)驗(yàn)①和③：只改變導(dǎo)線中的電流方向時(shí)，導(dǎo)線ab向右運(yùn)動(dòng)，與①運(yùn)動(dòng)方向相反。說明通電導(dǎo)體在磁場中受力的方向跟電流的方向有關(guān)。
（3）分析實(shí)驗(yàn)①和④：只改變磁感線方向，導(dǎo)線ab向右運(yùn)動(dòng)，與①運(yùn)動(dòng)方向相反。說明通電導(dǎo)體在磁場中受力的方向跟磁場的方向有關(guān)。
（4）分析實(shí)驗(yàn)①和⑤：同時(shí)改變直導(dǎo)線ab中的電流方向和磁感線方向，通電導(dǎo)線受力的方向不變。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用，力的方向跟電流的方向、磁感線（磁場）的方向都有關(guān)系。
【播放視頻】——《磁場對通電導(dǎo)體的作用》
2. 探究磁場對通電線圈的作用
【提問】實(shí)驗(yàn)中的直導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)一段距離就會離開磁場，很難持續(xù)地運(yùn)動(dòng)。如果把一個(gè)通電線圈放在磁場中，它又會怎樣運(yùn)動(dòng)呢？
（1）設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
①如圖甲所示，把矩形線圈放入磁場中并通電，其電流方向?yàn)閍→b → c → d，觀察線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)情況。
【現(xiàn)象】線圈沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過一定角度，但不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
②如圖乙所示，改變電流方向，其電流方向?yàn)閐→c → b → a，觀察線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)情況。
【現(xiàn)象】線圈沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過一定角度，但不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
③如圖丙所示，保持電流方向不變a→b → c → d，對調(diào)磁極（改變磁感線的方向），觀察線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)情況。
【現(xiàn)象】線圈沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過一定角度，但不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
（2）分析論證
分析實(shí)驗(yàn)①與②現(xiàn)象，磁場的方向不變，當(dāng)電流的方向發(fā)生改變時(shí)，線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生改變，但不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
分析實(shí)驗(yàn)①與③現(xiàn)象，電流的方向不變，當(dāng)改變磁場的方向時(shí)，線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生改變，但不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①通電線圈在磁場中的轉(zhuǎn)動(dòng)方向跟電流的方向、磁場方向都有關(guān)系。
②通電線圈在磁場中會受力而轉(zhuǎn)動(dòng)，但不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
【播放視頻】——《通電線圈在磁場中扭轉(zhuǎn)》
3. 探究通電矩形線圈在磁場中不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的原因
（1）在如圖甲所示位置時(shí)，通電線圈的兩邊在磁場中都受力，ab邊受力方向豎直向上，cd邊受力方向豎直向下，方向相反，發(fā)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
甲 乙
（2）當(dāng)線圈的平面與磁場垂直時(shí)（圖乙），通電線圈ab邊與cd邊受平衡力作用，達(dá)到平衡位置。這時(shí)由于慣性，線圈還會繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
丙 丁
（3）如圖丙所示，線圈靠慣性越過平衡位置后，ab邊受力方向豎直向上，cd邊受力方向豎直向下，方向相反，磁場力作用的結(jié)果使線圈又逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
（4）通電線圈最后靜止在平衡位置（圖?。?。
4. 讓線圈轉(zhuǎn)起來——電動(dòng)機(jī)模型
【提問】通電線圈在磁場中可以轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，但不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。如何使線圈持續(xù)地轉(zhuǎn)動(dòng)下去？
如果在線圈越過平衡位置后停止對線圈供電，由于慣性，線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)半周后再繼續(xù)供電，線圈不就可以持續(xù)轉(zhuǎn)下去了嗎？
【實(shí)驗(yàn)】制作電動(dòng)機(jī)模型
（1）實(shí)驗(yàn)器材：漆包線、小刀、干電池、圓形強(qiáng)磁鐵、羊眼釘、硬底板、木塊、導(dǎo)線等。
（2）制作線圈：將粗漆包線制成一個(gè)線圈，把一端的絕緣漆全部刮掉，另一端只刮半周。
（3）組裝器材：如圖所示，將線圈的兩端放在羊眼釘上，在線圈的下方置于圓形強(qiáng)磁鐵，然后接上電源，這樣就制成了一個(gè)小小的電動(dòng)機(jī)。通電后，看看線圈能否轉(zhuǎn)動(dòng)？
（4）小電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理
實(shí)驗(yàn)中，將線圈一端的漆皮全部刮掉，另一端的漆皮只刮掉半周，線圈就能持續(xù)地轉(zhuǎn)動(dòng)起來。
【提問】把一端線圈的絕緣漆只刮掉半周的目的是什么？
【分析】將線圈一端的漆皮全部刮掉，另一端的漆皮只刮掉半周，從而保證給線圈適時(shí)供電或停電。
這種設(shè)計(jì)，線圈每轉(zhuǎn)一周，只有半周獲得動(dòng)力，在另半周線圈沒有電流通過，線圈不受力，但由于慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)過這半周后，又回到原來的狀態(tài)，線圈又受到向同方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力，線圈就可以持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。
【播放視頻】——《讓線圈轉(zhuǎn)起來》
【例題1】如圖所示，閉合開關(guān)，銅棒向左運(yùn)動(dòng)，為使銅棒向右運(yùn)動(dòng)，下列操作不可行的是（ D ）
A．只對調(diào)電源的正、負(fù)極
B．只對調(diào)磁體的N、S極
C．導(dǎo)線①接A、C接線柱，導(dǎo)線②接B、D接線柱
D．同時(shí)對調(diào)電源正、負(fù)極和磁體N、S極
【解析】A．只對調(diào)電源的正、負(fù)極，電路中電流方向改變，則通電導(dǎo)體的受力方向改變，銅棒向右運(yùn)動(dòng)，故A不符合題意；
B．將磁體的N、S極對調(diào)，磁場方向改變，則通電導(dǎo)體的受力方向改變，銅棒向右運(yùn)動(dòng)，故B不符合題意；
C．導(dǎo)線①接A、C接線柱，導(dǎo)線②接B、D接線柱，改變了電路中電流的方向，則通電導(dǎo)體的受力方向改變，銅棒向右運(yùn)動(dòng)，故C不符合題意；
D．將電源正、負(fù)極對調(diào)，同時(shí)將磁體N、S極對調(diào)，影響磁場力方向的兩個(gè)因素同時(shí)改變，則通電導(dǎo)體的受力方向不變，銅棒仍然向左運(yùn)動(dòng)，故D符合題意。所以選D。
【例題2】小明為觀察磁場對通電線圈的作用。用漆包線做成線圈，線圈兩端的漆全部刮去，放在接有電源的金屬支架上并放入磁體中（如圖所示）。閉合開關(guān)后，看到線圈______（“持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)”、“左右擺動(dòng)”或“靜止不動(dòng)”）。為了使線圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，正確的刮漆方法應(yīng)該是下列哪兩種____。
A．兩側(cè)全刮 B．一側(cè)全刮，另一側(cè)刮半周
C．兩側(cè)均刮上半周 D．一側(cè)刮上半周，一側(cè)刮下半周
【答案】左右擺動(dòng)；BC。
【解析】由圖可知，閉合開關(guān)后，通電線圈在磁場中受力運(yùn)動(dòng)；線圈受力的方向與磁場的方向和電流的方向有關(guān)；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，線圈受到的磁場力發(fā)生變化，使得線圈在平衡位置擺動(dòng)幾次后很快就停下來，故閉合開關(guān)后，看到線圈左右擺動(dòng)。
為了使線圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，正確的刮漆方法應(yīng)該是將線圈兩端的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，或兩側(cè)均刮上半周；按這兩種方法刮漆，線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)，線圈中沒有電流，線圈由于慣性能夠按原方向持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，故BC符合題意，AD不符合題意。
故選BC。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或觀察實(shí)驗(yàn)。
分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，歸納結(jié)論，知道通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用，力的方向跟電流、磁場的方向有關(guān)。
觀看視頻，了解探究的過程。
觀察實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
進(jìn)行分析論證，歸納出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：影響通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)方向的因素。
與老師一起分析通電矩形線圈在磁場中不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的原因。
思考問題，進(jìn)入情景。
制作電動(dòng)機(jī)模型，通過電動(dòng)機(jī)模型了解電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的原理。為下面學(xué)習(xí)電動(dòng)機(jī)原理做鋪墊。
觀看視頻，了解電動(dòng)機(jī)模型的制作過程。
做例題1，進(jìn)一步理解掌握知識：磁場對通電導(dǎo)線有力的作用、影響力的方向因素。
做例題2，掌握電動(dòng)機(jī)模型的制作與原理。
學(xué)習(xí)新課 二、電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造
【提出問題】前面的電動(dòng)機(jī)模型中，能夠持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，是因?yàn)樵诹戆胫芫€圈沒有電流通過，線圈不受力，靠慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。如果在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的后半周，不是停止給線圈供電，而是設(shè)法改變后半周的電流方向，使線圈在后半周也獲得動(dòng)力，線圈不就能轉(zhuǎn)得更平穩(wěn)了嗎？電動(dòng)機(jī)就是根據(jù)這個(gè)原理工作的。
1. 電動(dòng)機(jī)的組成
電動(dòng)機(jī)由兩部分組成：能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈，也叫轉(zhuǎn)子；固定不動(dòng)的磁體，也叫定子；電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，轉(zhuǎn)子在定子中飛快地轉(zhuǎn)動(dòng)。
2. 換向器
（1）線圈不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的原因
如圖所示，使線圈位于磁體兩磁極間的磁場中并靜止在圖中所示位置上，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)線圈并沒有運(yùn)動(dòng)。這是由于線圈上下兩個(gè)邊受力大小一樣、方向卻相反。這個(gè)位置是線圈的平衡位置。線圈不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，是因?yàn)榫€圈越過了平衡位置以后，受到的力要阻礙它的轉(zhuǎn)動(dòng)。
（2）使線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的方法
如果在越過了平衡位置后停止對線圈供電，由于慣性，線圈不是就能連續(xù)轉(zhuǎn)下去了嗎？
前面我們用刮去引線漆皮的辦法來控制電路的通斷，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，從而保證給線圈適時(shí)供電或停電。這種設(shè)計(jì)，線圈每轉(zhuǎn)一周，只有半周獲得動(dòng)力，在另半周線圈將要受到阻礙它轉(zhuǎn)動(dòng)的力時(shí)沒有電流通過，線圈不受力；當(dāng)線圈靠慣性轉(zhuǎn)過這半周后，又回到原來的狀態(tài)，線圈又受到向同方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力，以保證線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。
如果在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的后半周，不是停止給線圈供電，而是設(shè)法改變后半周電流的方向，使線圈在后半周也獲得動(dòng)力，線圈將會更平穩(wěn)、更有力地轉(zhuǎn)動(dòng)下去。那么，如何使線圈在后半周也能獲得向同方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力呢？
（3）換向器
實(shí)際的電動(dòng)機(jī)是通過換向器來實(shí)現(xiàn)這一目的的。
①換向器的構(gòu)造：兩個(gè)銅半環(huán)E和F跟線圈兩端相連，可隨線圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)，兩半環(huán)中間斷開，彼此絕緣。A和B是電刷，它們分別跟兩個(gè)半環(huán)接觸，使電源和線圈組成閉合電路。
②換向器的作用：當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，自動(dòng)改變線圈中的電流方向。
如圖所示，無論線圈的哪個(gè)邊，只要它處于靠近磁體S極的一側(cè)，其中的電流都是從讀者這邊朝紙內(nèi)的方向流去，這時(shí)它的受力方向總是相同的（向上），線圈就可以不停地轉(zhuǎn)動(dòng)下去了。
3. 直流電動(dòng)機(jī)的工作原理
（1）如圖甲所示，通電線圈在磁場中，ab、cd兩邊電流方向相反，受力方向相反，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
甲 乙
（2）如圖乙所示，線圈轉(zhuǎn)到平衡位置，電刷接觸到換向器中間絕緣部分，不受力，利用慣性線圈轉(zhuǎn)過平衡位置。
丙 丁
（3）如圖丙所示，線圈越過平衡位置后，利用換向器改變了電流方向，線圈受力方向改變，仍然順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
（4）如圖丁所示，線圈利用慣性轉(zhuǎn)過平衡位置后，又改變了電流的方向和受力方向，線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
【播放視頻】——《電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理》
4. 實(shí)際的電動(dòng)機(jī)
（1）實(shí)際的電動(dòng)機(jī)有多個(gè)線圈，每個(gè)線圈都接在一對換向片上，以保證每個(gè)線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中受力的方向都能使它朝同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
（2）電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
（3）家用電器用到的電動(dòng)機(jī)
例如，電吹風(fēng)、電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、剃須刀、空調(diào)等都用到了電動(dòng)機(jī)。
【例題3】如圖的線圈abcd位于磁場中，ab和cd的受力方向______，（相同/不同）理由是：________，此時(shí)線圈_____（在/不在）平衡位置。
【答案】不同；ab和cd中電流的方向不同；不在.
【解析】通電導(dǎo)體在磁場中受力方向與磁感線方向和電流方向有關(guān)，根據(jù)圖示信息，電流從電源的正極出發(fā)回到負(fù)極，則線圈中ab段的電流方向與cd段的電流方向恰好相反，所以它們的受力方向也不同。
此時(shí)線圈的兩個(gè)邊受力方向相反，所以線圈會發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，即線圈不在平衡位置。
【例題4】研究磁場對電流有力的作用。
（1）利用如圖甲所示的裝置研究“磁場對電流的作用”時(shí)，應(yīng)在 “a”、“b”之間接入________，根據(jù)該原理可制成________；
（2）若要繼續(xù)研究導(dǎo)體受力的大小與電流大小的關(guān)系，可在上述電路中再串聯(lián)一個(gè)___________，改變電流大小后，根據(jù)______________可初步判斷受力的大小是否發(fā)生改變；
（3）乙、丙兩個(gè)圖中，_______圖的線圈恰好處于平衡位置；
【答案】（1）電源，電動(dòng)機(jī)；（2）滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)體棒擺動(dòng)的幅度；（3）丙；（4）換向器，剛轉(zhuǎn)過.
【解析】1）因?yàn)橥妼?dǎo)體在磁場中受力會運(yùn)動(dòng)，觀察圖可知缺少一個(gè)電源，應(yīng)在“a”、“b”之間接入電源，根據(jù)此原理制成了電動(dòng)機(jī)。
（2）要研究導(dǎo)體受力的大小與電流大小的關(guān)系，可在上述電路中再串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器；根據(jù)導(dǎo)體棒偏動(dòng)幅度可初步判斷受力的大小是否改變。
（3）當(dāng)通電線圈所在平面與磁感線垂直時(shí)，線圈處于平衡狀態(tài)，此時(shí)線圈受力平衡，所以圖丙的線圈恰好處于平衡位置，另一個(gè)圖中線圈左右兩邊所受力不滿足二力平衡條件中的不在同一直線上。
（4）丁圖中加裝了換向器，所以線圈可以持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，它能在線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，自動(dòng)改變線圈中的電流方向。
知道電動(dòng)機(jī)的主要構(gòu)造。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或觀察現(xiàn)象，分析線圈不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的原因。
小組進(jìn)行討論，找出使線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的方法。
知道換向器的作用及工作原理。
與老師一起分析電動(dòng)機(jī)的工作原理。
觀看視頻，進(jìn)一步理解電動(dòng)機(jī)的工作原理。
做例題3，會分析電動(dòng)機(jī)的工作原理。
做例題4，會綜合運(yùn)用磁場對電流有力的作用知識解決有關(guān)問題。
學(xué)習(xí)新課 三、揚(yáng)聲器是怎么發(fā)聲的
【提問】學(xué)校的操場上掛著揚(yáng)聲器（喇叭），收音機(jī)、電視機(jī)、音響中都有揚(yáng)聲器，每天我們都能聽到揚(yáng)聲器發(fā)出的悠揚(yáng)聲音。揚(yáng)聲器是怎樣發(fā)出聲音的呢？
1. 作用：它是把電信號轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇粜盘柕难b置。
2. 結(jié)構(gòu)：線圈、永久磁體、錐形紙盆。
3. 原理
揚(yáng)聲器的線圈中通入攜帶聲音信息、時(shí)刻變化的電流，由于線圈中的電流方向是不斷的變化，線圈就不斷的來回振動(dòng)，帶動(dòng)紙盆也不斷地來回振動(dòng)，于是揚(yáng)聲器就發(fā)出了聲音。

【例題5】如圖所示是揚(yáng)聲器（喇叭）的結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)揚(yáng)聲器的線圈中通入因攜帶聲音信息而時(shí)刻變化的電流時(shí)，線圈會在永久磁體的作用下受到力的作用并帶動(dòng)紙盆振動(dòng)發(fā)聲。下列說法中錯(cuò)誤的是（ D ）
A．揚(yáng)聲器工作時(shí)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
B．揚(yáng)聲器的工作原理是通電線圈在磁場中受力運(yùn)動(dòng)
C．揚(yáng)聲器中的永久磁體周圍存在磁場
D．揚(yáng)聲器工作時(shí)線圈中的電流不變
【解析】AB．揚(yáng)聲器工作時(shí)，通電線圈在磁場中受到力的作用運(yùn)動(dòng)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故AB項(xiàng)正確；
C．揚(yáng)聲器中的永久磁體周圍也存在磁場，故C項(xiàng)正確；
D．揚(yáng)聲器的線圈中通入聲音信息而時(shí)刻變化的電流，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
所以選D。
知道揚(yáng)聲器的作用、結(jié)構(gòu)及發(fā)聲原理。

課
堂
練
習(xí)
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1. 如圖，閉合開關(guān)，銅棒向右運(yùn)動(dòng)，為使開關(guān)閉合后銅棒向左運(yùn)動(dòng)，下列操作可行的是（ ）
A．換用更細(xì)的銅棒 B．將磁體的N、S極對調(diào)
C．移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 D．將電源正、負(fù)極和磁體N、S同時(shí)對調(diào)
【答案】B。
【詳解】ABC. 銅棒受力的運(yùn)動(dòng)方向與電流的方向和磁場的方向有關(guān)，與電阻及電流的大小無關(guān)，所以AC錯(cuò)誤．不符合題意，B符合題意；
D．將電源正負(fù)極對調(diào)，同時(shí)將磁體磁極對調(diào)，影響磁場力方向的兩個(gè)因素同時(shí)改變，則通電導(dǎo)體的受力方向不變，銅棒仍然向右運(yùn)動(dòng)，故D不符合題意。故選B。
2. 如圖所示，兩根絕緣細(xì)線懸掛著的導(dǎo)體，放在U形磁鐵中央， 兩端連接著導(dǎo)線。若要探究電動(dòng)機(jī)的工作原理，虛線方框中接入的實(shí)驗(yàn)器材是（ ）

A．電源 B．電壓表 C．靈敏電流計(jì) D．滑動(dòng)變阻器
【答案】A。
【詳解】電動(dòng)機(jī)是根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場中會受到力的作用原理制成的，在虛線框中接入電源時(shí)，通電導(dǎo)體在磁場中會受到力的作用，可以探究磁場對電流的作用，與電動(dòng)機(jī)的原理相同。
所以選A.
3. 如圖所示是揚(yáng)聲器（喇叭）的結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)揚(yáng)聲器的線圈中通入攜帶聲音信息的時(shí)刻變化的電流時(shí)，線圈會在永久磁體的作用下帶動(dòng)錐形紙盆振動(dòng)發(fā)聲。下列說法中正確的是（ ）
A．揚(yáng)聲器工作時(shí)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
B．揚(yáng)聲器工作時(shí)線圈中不會有電流
C．揚(yáng)聲器中的永久磁體不會對線圈有作用力
D．揚(yáng)聲器的工作原理是通電線圈在磁場中受力運(yùn)動(dòng)
【答案】D。
【詳解】A．揚(yáng)聲器工作過程中消耗電能，把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故A錯(cuò)誤；
B．動(dòng)圈式揚(yáng)聲器工作時(shí)線圈會有地電流，故B錯(cuò)誤；
C．揚(yáng)聲器中的永久磁體會對線圈有作用力，故C錯(cuò)誤；
D．揚(yáng)聲器的工作原理是磁場對電流有力的作用，故D正確。
所以選D.
4. 如圖所示，在“探究磁場對通電直導(dǎo)線的作用”實(shí)驗(yàn)中，小明把一根輕質(zhì)的鋁棒EF置于蹄形磁體的磁場中。
（1）接通電源，通過觀察___________來判斷磁場對通電直導(dǎo)線有力的作用；
（2）若只將磁體的兩極對調(diào)，接通電源，觀察到鋁棒EF會向相反方向運(yùn)動(dòng)，說明力的方向與__________有關(guān)；
（3）小明想探究“通電直導(dǎo)線在磁場中受力大小是否與電流大小有關(guān)”，請你幫助
他寫出具體的操作：___________；
【答案】（1）導(dǎo)體EF擺動(dòng)；（2）磁場方向；（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的位置，改變電路中電流大小，觀察導(dǎo)體EF擺動(dòng)幅度大小。
【詳解】（1）如圖，當(dāng)閉合開關(guān)接通電源后，我們能夠觀察到輕質(zhì)的鋁棒EF從原來的靜止變?yōu)閿[動(dòng)，根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象就可以判斷磁場對通電直導(dǎo)線有力的作用。
（2）實(shí)驗(yàn)中只將磁體的兩極對調(diào)，即是磁場的方向變了，接通電源后，能夠觀察到鋁棒EF會向相反方向擺動(dòng)，這說明導(dǎo)體受力的方向與磁場方向有關(guān)。
（3）小明想探究“通電直導(dǎo)線在磁場中受力大小是否與電流大小有關(guān)”，只需要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的位置，改變電路中電流大小，觀察導(dǎo)體EF擺鐘幅度大小即可。
5. 學(xué)習(xí)了電和磁的知識后，小明將強(qiáng)磁體靠近接在家庭電路中正在發(fā)光的白熾燈的燈絲，觀察到燈絲來回晃動(dòng)，經(jīng)過分析，他認(rèn)為燈絲動(dòng)起來的原因是_________；同時(shí)，由于通電燈絲的電流是交流電，電流的_____周期性改變，最終使得燈絲來回晃動(dòng)。

【答案】燈絲受到磁場力的作用，方向。
【詳解】正在發(fā)光的白熾燈的燈絲中有電流經(jīng)過，將強(qiáng)磁體靠近燈絲，由于通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用，所以燈絲受到磁場力的作用，來回晃動(dòng)。
交流電是交變電流的簡稱，是指電流方向不是固定一個(gè)方向，而是會周期性的改變，由于燈絲中的電流方向會周期性改變，所以燈絲受到磁場力的方向也會周期性改變，故燈絲會來回晃動(dòng)。
6. 如圖甲是葉子姐姐自制的小風(fēng)扇，使用時(shí)發(fā)現(xiàn)小風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，但風(fēng)卻向后吹。葉子姐姐設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)，探究其原因。
（1）閉合開關(guān)，給導(dǎo)體棒ab通電，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒ab向右運(yùn)動(dòng)，這表明導(dǎo)體棒ab在磁場中受到_____ 的作用；
（2）保持磁場方向不變，將電源正、負(fù)極對調(diào)后接入電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒ab向左運(yùn)動(dòng)，這表明_____________________；
（3）保持電流方向不變，將磁體的兩極對調(diào)，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒ab向右運(yùn)動(dòng)，這表明__________；
（4）上述實(shí)驗(yàn)的原理與_____裝置的原理相同。
A．動(dòng)圈式話筒 B．揚(yáng)聲器
【答案】（1）力；（2）通電導(dǎo)體棒ab在磁場中受力的方向與導(dǎo)體中的電流方向有關(guān)；（3）通電導(dǎo)體棒ab在磁場中受力的方向與磁場方向有關(guān)；（4）B。
【詳解】（1）閉合開關(guān)，給導(dǎo)體棒ab通電，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒ab向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，這表明導(dǎo)體棒ab在磁場中受到力的作用。
（2）保持磁場方向不變，改變電流的方向，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒ab向左運(yùn)動(dòng)，這表明導(dǎo)體棒ab在磁場中受力的方向與導(dǎo)體中的電流方向有關(guān)。
（3）保持電流方向不變，改變磁場的方向，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒ab向右運(yùn)動(dòng)，這表明導(dǎo)體棒ab在磁場中受力的方向與磁場方向有關(guān)。
（4）動(dòng)圈式話筒的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，揚(yáng)聲器的工作原理是通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用，故B符合題意，A不符合題意。故選B。
7. 在研究“磁場對通電導(dǎo)體的作用”實(shí)驗(yàn)中：
（1）利用如圖甲所示的裝置研究“磁場對電流的作用”時(shí)，應(yīng)在a、b之間接入_______（選填“靈敏電流計(jì)”或“電源”）；
（2）在乙圖中，通電后cd段導(dǎo)線受磁場力F1的方向?yàn)樨Q直向下，此時(shí)，ab段導(dǎo)線所受磁場力F2的方向是豎直向____（選填“上”或“下”）；
（3）要使圖乙中的線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)在其外部加裝換向器，自動(dòng)改變線圈中的______方向。圖乙中的設(shè)備將電能轉(zhuǎn)化為_________。
【答案】（1）電源；（2）上；（3）電流，機(jī)械能。
【詳解】（1）研究“磁場對電流的作用"時(shí)，即必須有電源，使得導(dǎo)體中先有電流，所以在a、b間應(yīng)接電源。
（2）乙圖中，ab段導(dǎo)線的電流方向與cd段導(dǎo)線的電流方向相反，所以ab段導(dǎo)線所受磁場力F2的方向與cd段導(dǎo)線受磁場力F1的方向相反，所以磁場力F2的方向是豎直向上的。
（3）要使圖乙中的線圈可以持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，是在外部加裝了換向器，當(dāng)通電線圈所在平面與磁感線垂直時(shí)，它能自動(dòng)改變線圈中的電流方向，從而使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
8. 當(dāng)開關(guān)閉合后，cd段所受到的磁場力的方向如圖1所示。請畫出圖2和圖3兩種情況中ab段所受到的磁場力的方向。
【答案】見下圖。
【詳解】通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向與磁場方向和電流方向有關(guān)，當(dāng)磁場方向或電流方向改變時(shí)，通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向也會改變。圖2和圖1相比，磁場方向與電流方向都改變，ab受力方向不變；圖3與圖1相比，電流方向與磁場方向都沒變，受力方向不變。據(jù)此作圖如下：
板
書
設(shè)
計(jì)
第4節(jié) 電動(dòng)機(jī)
一、磁場對通電導(dǎo)體的作用
（1）通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用。
（2）影響力的方向的因素：電流的方向和磁場的方向。
二、電動(dòng)機(jī)
（1）原理：通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)。
（2）基本組成：換向器、轉(zhuǎn)子、電子。
（3）換向器作用：線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，自動(dòng)改變線圈中電流的方向。
（4）能量轉(zhuǎn)化：把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
課
堂
小結(jié)
第4節(jié) 電動(dòng)機(jī)
作業(yè)

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第4節(jié) 電動(dòng)機(jī)

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