
為什么電池外的線(xiàn)圈會(huì)不停轉(zhuǎn)動(dòng)?
1.知道直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。 2.知道直流電動(dòng)機(jī)的工作原理及能量轉(zhuǎn)化。3.了解直流電動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程。3.知道直流電動(dòng)機(jī)的實(shí)際應(yīng)用。
活動(dòng)1:準(zhǔn)備兩節(jié)電池、漆包線(xiàn)一段、磁體、金屬絲支架等器材,進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程:如圖,將漆包線(xiàn)繞成矩形線(xiàn)圈,將漆包線(xiàn)的兩端的漆層全部刮掉,按圖連接電路,觀察線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)動(dòng)情況。
問(wèn)題1:閉合開(kāi)關(guān)后線(xiàn)圈會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。為什么線(xiàn)圈會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)呢?線(xiàn)圈是怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)的?
實(shí)驗(yàn)中的線(xiàn)圈能轉(zhuǎn)動(dòng)是因?yàn)槭艿酱艌?chǎng)力的作用;實(shí)驗(yàn)中的線(xiàn)圈只能轉(zhuǎn)動(dòng)90°角后反復(fù)擺動(dòng),最后停下來(lái)。
問(wèn)題2:為什么實(shí)驗(yàn)中的線(xiàn)圈不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)呢?
線(xiàn)圈開(kāi)始通電時(shí),上下兩個(gè)邊的漆包線(xiàn)中電流的方向是相反的。因此在同一磁場(chǎng)中,一個(gè)邊受到向前的磁場(chǎng)力,而另一個(gè)邊受到向后的磁場(chǎng)力,這兩個(gè)力不在同一條直線(xiàn)上,于是就使線(xiàn)圈開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng).轉(zhuǎn)過(guò)90°角時(shí),這兩個(gè)力變成在一條直線(xiàn)上,這個(gè)位置叫平衡位置。線(xiàn)圈的慣性使它可以沖過(guò)平衡位置,但不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
活動(dòng)2:在活動(dòng)1的基礎(chǔ)上,我們不把線(xiàn)圈兩端的漆層全部刮掉,而是將一段的磁層全部刮掉,另一端的漆層刮掉半周,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。觀看下面的演示視頻,回答相關(guān)問(wèn)題。
問(wèn)題1:為什么在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中線(xiàn)圈能連續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)?你還能想到其他的方法讓線(xiàn)圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)嗎?
電路接通刮去漆皮的半周,電流導(dǎo)通,線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)越過(guò)平衡位置后,轉(zhuǎn)至有漆皮的一端,線(xiàn)圈中沒(méi)有電流經(jīng)過(guò),由于慣性,線(xiàn)圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)半周后再繼續(xù)供電,線(xiàn)圈就可以持續(xù)轉(zhuǎn)下去了。還可以使線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)半周后,改變電流的方向,從而改變受力方向。
活動(dòng)3:電動(dòng)機(jī)就是利用改變電流方向使得線(xiàn)圈能夠持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),從而達(dá)到正常工作的目的。下圖使教學(xué)使用的電動(dòng)機(jī),結(jié)合電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu),回答相關(guān)問(wèn)題。
問(wèn)題1:為什么這種裝置能夠使線(xiàn)圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)?換向器和電刷起了什么作用?
當(dāng)線(xiàn)圈每轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí),自動(dòng)改變線(xiàn)圈中電流方向,從而實(shí)現(xiàn)線(xiàn)圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
與半環(huán)接觸,使電源和線(xiàn)圈組成閉合電路。
開(kāi)始通電時(shí),換向器F 與電刷A接觸,換向器E與電刷B 接觸。電流方向如上圖,由左手定則可知線(xiàn)圈的ab邊受到向上的磁場(chǎng)力,cd邊受到向下的磁場(chǎng)力,于是線(xiàn)圈開(kāi)始沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。
轉(zhuǎn)過(guò)90°后到達(dá)平衡位置。
線(xiàn)圈的慣性使它沖過(guò)平衡位置,于是換向器就改變了所接觸的電刷 ,此時(shí)ab 邊受力方向變成向下,cd 邊受力方向變成向上,于是線(xiàn)圈就繼續(xù)沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)90°。
轉(zhuǎn)到圖丁所示的平衡位置時(shí),又靠慣性沖過(guò)去,就回到了圖甲的狀態(tài)。
問(wèn)題2:通過(guò)下面的示意圖分析電動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程。
1、電動(dòng)機(jī)的工作原理:通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)。2、換向器:通過(guò)換向器可以使線(xiàn)圈剛越過(guò)平衡位置時(shí)改變線(xiàn) 圈中的電流方向(每半周改變一次)。3、電刷:與半環(huán)接觸,使電源和線(xiàn)圈組成閉合電路。4、直流電動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程。
活動(dòng)1:閱讀課本P161頁(yè)“實(shí)用的電動(dòng)機(jī)”的內(nèi)容,了解實(shí)際生活中使用的直流電動(dòng)機(jī)。
問(wèn)題1:說(shuō)一說(shuō)電動(dòng)機(jī)的組成結(jié)構(gòu)以及能量轉(zhuǎn)換。
由能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的線(xiàn)圈(轉(zhuǎn)子)和固定不動(dòng)的磁體(定子)兩部分組成。
問(wèn)題2:請(qǐng)同學(xué)們相互討論,舉一些生活中用到直流電動(dòng)機(jī)的例子。
1、直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造:由能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的線(xiàn)圈(轉(zhuǎn)子)和固定不動(dòng)的磁體(定子)兩部分組成。2、直流電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)化:電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。3、直流電動(dòng)機(jī)在生活中的應(yīng)用。
1.如圖為直流電動(dòng)機(jī)的工作原理圖,下列分析正確的是( )A.改變磁場(chǎng)方向可以改變線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的方向B.電動(dòng)機(jī)通電后不轉(zhuǎn),一定是電路斷路C.電動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中,消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D.線(xiàn)圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)是靠電磁繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)的
2. 關(guān)于直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電流方向,下列說(shuō)法正確的是( )A. 線(xiàn)圈中電流方向不變,外部電路的電流方向不變B. 線(xiàn)圈中電流方向改變,外部電路的電流方向改變C. 線(xiàn)圈中電流方向不變,外部電路的電流方向改變D. 線(xiàn)圈中電流方向改變,外部電路的電流方向不變
3. 要使直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速加快,下列采取的措施不可靠的是( )A.增大線(xiàn)圈中的電流B.更換電壓較高的直流電源C.將磁鐵的兩極對(duì)調(diào)D.再增加一個(gè)磁鐵,使該磁鐵的磁場(chǎng)與原有的磁場(chǎng)方向一致
總結(jié):請(qǐng)畫(huà)出本節(jié)內(nèi)容的思維導(dǎo)圖
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