1.物理觀(guān)念： （1）了解電流在磁場(chǎng)中要受到力的作用，且力的方向與磁場(chǎng)的方向和電流的方向有關(guān)。 （2）知道電動(dòng)機(jī)的工作原理，知道電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)能量如何轉(zhuǎn)化。 （3）知道電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，以及它在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中的廣泛應(yīng)用。
2.科學(xué)思維： 通過(guò)探究“磁場(chǎng)對(duì)電流的作用”，培養(yǎng)學(xué)生觀(guān)察能力和概括能力。
3.科學(xué)探究： （1）通過(guò)探究“磁場(chǎng)對(duì)電流的作用”，培養(yǎng)學(xué)生觀(guān)察能力和概括能力。 （2）通過(guò)“動(dòng)手做”培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，鼓勵(lì)學(xué)生積極開(kāi)展小發(fā)明、小制作活動(dòng)。
4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任： 通過(guò)介紹電動(dòng)機(jī)發(fā)展歷程和應(yīng)用，使學(xué)生了解科技進(jìn)步是人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步的巨大推動(dòng)力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)、熱愛(ài)科學(xué)、關(guān)注科技進(jìn)步的良好素養(yǎng)
教學(xué)重點(diǎn) 探究磁場(chǎng)對(duì)電流的作用規(guī)律。
教學(xué)難點(diǎn) 解決電動(dòng)機(jī)在工作過(guò)程中的轉(zhuǎn)向問(wèn)題和制作小電動(dòng)機(jī)。
航模飛機(jī)是靠電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力的
遙控汽車(chē)是靠電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力的
你玩過(guò)電動(dòng)汽車(chē)嗎？拆開(kāi)后你會(huì)發(fā)現(xiàn)，里面裝有一個(gè)小電動(dòng)機(jī)。接通電源，電動(dòng)機(jī)立刻轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，并帶動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
電動(dòng)機(jī)是應(yīng)用最廣泛的機(jī)械之一，你家中許多電器就是由它來(lái)驅(qū)動(dòng)的。 電動(dòng)機(jī)為什么能轉(zhuǎn)動(dòng)呢？
一、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線(xiàn)的作用
如圖所示，把一根導(dǎo)線(xiàn)ab放在磁體的磁場(chǎng)中，導(dǎo)線(xiàn)的兩端通過(guò)光滑金屬導(dǎo)軌與電源、開(kāi)關(guān)相連接。接通電源，電流通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)ab，觀(guān)察發(fā)生的現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)探究 讓通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中動(dòng)起來(lái)
（1） 如圖所示，接通電源，電流通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)ab，觀(guān)察發(fā)生的現(xiàn)象。 現(xiàn)象：導(dǎo)線(xiàn)ab向右滑動(dòng)。
（2） 如圖所示，磁極方向不變，改變電流方向，電流通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)ab，觀(guān)察發(fā)生的現(xiàn)象。 現(xiàn)象：導(dǎo)線(xiàn)ab向左滑動(dòng)（改變）。
（3） 如圖所示，電流方向不變，改變磁極方向，電流通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)ab，觀(guān)察發(fā)生的現(xiàn)象。 現(xiàn)象：導(dǎo)線(xiàn)ab向右滑動(dòng)（改變）。
分析論證：磁場(chǎng)方向不變、改變電流方向，導(dǎo)體的受力方向改變。導(dǎo)體的受力方向與電流方向有關(guān)。
分析論證：電流方向不變、改變磁極方向，導(dǎo)體的受力方向改變。導(dǎo)體的受力方向與磁場(chǎng)方向有關(guān)。
實(shí)驗(yàn)表明，通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的作用。力的方向與磁場(chǎng)方向和電流方向有關(guān)。
從能量角度來(lái)看，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用，表明電能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。據(jù)此，科學(xué)家提出了電動(dòng)機(jī)的設(shè)想。經(jīng)過(guò)發(fā)明家們幾十年的努力，實(shí)用的電動(dòng)機(jī)的制造技術(shù)才逐漸完善。
從能量角度來(lái)看，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用，表明電能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。據(jù)此，科學(xué)家提出了電動(dòng)機(jī)的設(shè)想。經(jīng)過(guò)發(fā)明家們幾十年的努力，實(shí)用的電動(dòng)機(jī)的制造技術(shù)才逐漸完善?，F(xiàn)在，電動(dòng)機(jī)已成為電氣時(shí)代的標(biāo)志了。
1873年，維也納博覽會(huì)上，一位工作人員很偶然地把兩臺(tái)發(fā)電機(jī)連在一起，一臺(tái)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流通過(guò)另一臺(tái)發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈，后一臺(tái)發(fā)電機(jī)競(jìng)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)！
二、讓線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)起來(lái)
這個(gè)偶然的發(fā)現(xiàn)表明，電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)應(yīng)該有類(lèi)似的結(jié)構(gòu)。可以把通電線(xiàn)圈放在磁場(chǎng)中，使之轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
如圖所示，拿出你做的小發(fā)電機(jī)，接通電源，讓電流通過(guò)線(xiàn)圈。看看線(xiàn)圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)嗎？
實(shí)驗(yàn)探究 磁場(chǎng)對(duì)通電線(xiàn)圈的作用
如圖所示，接通電源，讓電流通過(guò)線(xiàn)圈。 現(xiàn)象：線(xiàn)圈轉(zhuǎn)到豎直位置停下來(lái)！
如圖所示，接通電源，讓電流通過(guò)線(xiàn)圈。通電線(xiàn)圈可以在磁場(chǎng)里轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)一定角度，但不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。 線(xiàn)圈為什么不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去呢？
如圖所示，通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中兩邊受力，但方向相反，發(fā)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖所示，當(dāng)線(xiàn)圈的平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)，通電線(xiàn)圈受平衡力作用，達(dá)到平衡位置。這時(shí)由于慣性，線(xiàn)圈還會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖所示，線(xiàn)圈靠慣性越過(guò)平衡位置后，磁場(chǎng)力作用的結(jié)果使線(xiàn)圈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
如圖所示，通電線(xiàn)圈最后靜止在平衡位置。
怎樣才能使線(xiàn)圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)呢？上面的分析表明，如果在線(xiàn)圈剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置，立即改變線(xiàn)圈中的電流方向，那么，由于受力方向改變，線(xiàn)圈就可以按原來(lái)的方向持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
如果在線(xiàn)圈剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置，立即改變線(xiàn)圈中的電流方向，那么，由于受力方向改變，線(xiàn)圈就可以按原來(lái)的方向持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，每當(dāng)線(xiàn)圈剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置，就改變一次電流方向，線(xiàn)圈可以不停地轉(zhuǎn)動(dòng)下去。
怎樣才能使圖中的線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)呢？用刀片將作為轉(zhuǎn)軸的漆包線(xiàn)同側(cè)的半邊漆皮刮掉，然后把線(xiàn)圈放在支架上，一個(gè)小直流電動(dòng)機(jī)就做好了。
動(dòng)手做 制作一個(gè)電動(dòng)機(jī)
接通電源，試一試，你做的小電動(dòng)機(jī)能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)嗎？和同學(xué)們分析，這個(gè)裝置是怎樣控制電流的方向的？
實(shí)際直流電動(dòng)機(jī)比你制作的小電動(dòng)機(jī)復(fù)雜得多。如圖所示，線(xiàn)圈兩端各連一個(gè)銅半環(huán)，它們彼此絕緣，并隨線(xiàn)圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
兩個(gè)銅制半環(huán)E、F，它們彼此絕緣，叫做換向器（cmmutatr），并隨線(xiàn)圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)；A和B是電刷，它們跟半環(huán)接觸，使電源和線(xiàn)圈組成閉合電路。
換向器的作用：當(dāng)線(xiàn)圈剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí)，及時(shí)改變線(xiàn)圈中的電流方向。 換向器是19世紀(jì)發(fā)明的，一直沿用至今。
觀(guān)察如圖所示的電動(dòng)機(jī)模型的結(jié)構(gòu)，將電動(dòng)機(jī)連接一個(gè)開(kāi)關(guān)，再接到電源上。接通電源，看電動(dòng)機(jī)能否持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
觀(guān)察 電動(dòng)機(jī)模型
觀(guān)將電動(dòng)機(jī)連接一個(gè)開(kāi)關(guān)，再接到電源上。接通電源，看電動(dòng)機(jī)能否持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。 如圖所示，接通電源，電動(dòng)機(jī)順時(shí)針持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
觀(guān)將電動(dòng)機(jī)連接一個(gè)開(kāi)關(guān)，再接到電源上。接通電源，看電動(dòng)機(jī)能否持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。 如圖所示，改變電流方向，電動(dòng)機(jī)逆時(shí)針持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
進(jìn)行各種變化，如改變磁鐵的磁極方向，改變磁鐵與線(xiàn)圈的距離，或水平放置磁鐵，觀(guān)察電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)情況的變化。 實(shí)驗(yàn)表明，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向與電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電流大小和磁性強(qiáng)弱有關(guān)。
利用磁場(chǎng)對(duì)電流的作用使線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)利用換向器及時(shí)改變線(xiàn)圈中電流方向，從而保持線(xiàn)圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。這就是直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。
電動(dòng)機(jī)工作原理：通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)。 電動(dòng)機(jī)能量轉(zhuǎn)化：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、控制方便、體積小、效率高，污染小。 電動(dòng)機(jī)應(yīng)用：電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、空調(diào)器、水泵，起重機(jī)、機(jī)床、電力機(jī)車(chē)等。
電動(dòng)機(jī)應(yīng)用：電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、空調(diào)器、水泵，起重機(jī)、機(jī)床、電力機(jī)車(chē)等。
一部現(xiàn)代化汽車(chē)便應(yīng)用幾十臺(tái)小型電動(dòng)機(jī)。
隨著社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，電動(dòng)機(jī)和人類(lèi)的關(guān)系越來(lái)越密切。
1.下列說(shuō)法不正確的是（ ）A. 導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受里的作用 B. 通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受里的作用 C. 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體作用力的方向與電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān) D. 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用，表明電能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
2.下列說(shuō)法正確的是（ ）A.換向器是兩個(gè)銅環(huán)B.換向器改變平衡位置時(shí)線(xiàn)圈中的電流方向C.換向器改變剛過(guò)平衡位置時(shí)線(xiàn)圈中的電流方向D.兩個(gè)換向器是固定不轉(zhuǎn)動(dòng)的
3.下列說(shuō)法正確的是（ ）A.通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的作用，力的方向只與電流方向有關(guān)B.通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)C.換向器是改變磁場(chǎng)方向的D.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向與電流大小有關(guān)
4.關(guān)于電動(dòng)機(jī)，下列說(shuō)法正確的是（ ）A.電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制復(fù)雜B.電動(dòng)機(jī)體積小，效率高，對(duì)環(huán)境污染小C.電動(dòng)機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能D.電動(dòng)機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象工作的
5.下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的原理與電動(dòng)機(jī)的工作原理相同的是（ ）
1.磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線(xiàn)的作用。通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受力的作用。力的方向與電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)。2.讓線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)起來(lái)。直流電動(dòng)機(jī)的工作原理：利用磁場(chǎng)對(duì)電流的作用使線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)利用換向器及時(shí)改變線(xiàn)圈中電流方向，從而保持線(xiàn)圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。3.電動(dòng)機(jī)與人類(lèi)文明。隨著社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，電動(dòng)機(jī)和人類(lèi)關(guān)系密切。電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、控制方便、體積小、效率高，污染小。應(yīng)用：電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、空調(diào)器、水泵，起重機(jī)、機(jī)床、電力機(jī)車(chē)。
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2 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用

版本： 教科版（2024）

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