資源簡介

(共32張PPT)
17.1 關于電動機轉動的猜想
第十七章 電動機與發電機
逐點
導講練
課堂小結
作業提升
課時講解
1
課時流程
2
了解電動機的結構
電動機轉動原因的猜想
從身邊的問題出發
根據生活經驗，我們知道下面這些物體在工作時有一個共同特點：通電后轉動。
為什么它們通電后都能轉動，是不是在這些物體的內部有一個相同的部件呢？是的，在它們內部有一個電動機。電動機通電后會轉動，它內部一定有能轉動的結構，下面讓我們揭開電動機神秘的面紗。
學會思考
根據物體在工作時的相同特點——轉動，歸納推測這些物體的內部有一個相同的結構——電動機。接下來，根據結構決定功能，進一步思考：電動機內部一定有能轉動的結構。
知識點
了解電動機的結構
知1－講
1
活動一：讓電動機轉起來
如圖(a)所示，用導線把電動機模型與電源、開關連接起來。閉合開關，觀察電動機是否轉動。并思考：
知1－講
(1)在實驗中連接好電路，開關閉合后，電動機是否轉動？
(2)如果電動機不轉，不轉的原因是什么？
(3)和鄰組同學交流一下，電動機的轉動方向是否一樣？如果不一樣，是什么原因？
(4)電動機為什么會轉動？
知1－講
注意：電動機轉動方向與電流方向和磁場方向有關，若改變電流方向或磁場方向，則電動機的轉動方向會發生改變。
若電流方向和磁場方向同時改變，則電動機的轉動方向不會改變。
知1－講
活動二：探究電動機的內部結構
學生活動：拆開電動機模型，觀察電動機的內部結構。
結論：電動機的主要部件是磁體和線圈。
轉子：在電動機模型中線圈能夠轉動，
所以線圈是轉子。
定子：在電動機模型中磁體不動，
所以磁體是定子。
知1－講
技巧點撥
直流電動機的模型組裝：
(1)直流電動機模型的安裝順序是從內到外，從下到上。具體的安裝順序：支架→線圈轉子→電刷→定子( 磁體)。
(2)安裝時電刷與換向器之間的松緊、線圈轉子與定子之間的間隙要適中。
(3)安裝完畢后用手撥動一下轉子，觀察運轉是否處于良好狀態，否則應加以調試。
知1－講
知識拓展
電動機的分類按照工作電源種類劃分，可分為直流電動機和交流電動機。一些功率大的家用電器一般都使用交流電動機，如電扇、洗衣機等；而一些功率小的電器一般都使用直流電動機，如電動玩具、錄音機等。電動機的基本構造都是“轉子”和“定子”。
知1－講
例 1
在“連接電動機模型”實驗中，小明同學按照如下順序進行：
(1)組裝直流電動機模型：如圖所示，安裝直流電動機時應先把線圈固定在_____上；再將支架固定在 _____上，并將 ______安裝在支架上；用螺釘把銅片固定在_____上，同時使銅片與轉軸上的銅制半圓環接觸，這樣換向器也就制成了；然后在固定銅片的兩個螺釘上引出
兩個引線，把兩弧形鐵片的一端用螺釘固定
在_____上，用_____夾住另一端。
轉軸
底座
轉軸
底座
底座
磁鐵
知1－講
思路導引：安裝直流電動機時應先把線圈固定在轉軸上；再將支架固定在底座上，并將轉軸安裝在支架上；用螺釘把銅片固定在底座上，同時使銅片與轉軸上的銅制半圓環接觸，這樣換向器也就制成了；然后在固定銅片的兩個螺釘上引出兩個引線，把兩弧形鐵片的一端用螺釘固定在底座上，用磁鐵夾住另一端。
知1－講
(2)有一個電動機模型經過檢查，一切都按要求安裝完
畢后，排除接觸不良、短路、磁鐵沒有磁性、電源沒有電壓等各種原因后，接通電源仍不能轉動。小佳同學用手去旋轉線圈，剛一旋轉，電動機就立即持續轉動起來。則原來電動機不轉動的原因可能是( )
A. 電動機轉軸生銹而被卡住了
B. 轉軸沒潤滑油轉不動
C. 線圈所處的位置對它的轉動有影響
D. 線圈轉動要靠外力
C
知1－講
思路導引：線圈不動，但用手轉動后，線圈立刻轉動起來，可能是線圈所處的位置對它的轉動有影響。
知1－講
(3)在安裝直流電動機模型的實驗中，一名同學安裝了一個如圖所示的直流電動機模型。安裝完畢，閉合開關后，線圈沿順時針轉動，則能使線圈沿逆時針轉動的做法是( )
A. 減少一節電池
B. 把電源和磁鐵的兩極同時對調
C. 增加一節電池
D. 把電源兩極對調
D
知1－講
思路導引：線圈轉動的方向與兩個因素有關：磁場方向和電流方向。若要改變線圈轉動方向，只能改變磁場方向或電流方向。
知1－講
①一變就變，二變不變
“一變就變，二變不變”用來判斷磁場方向、電流方向和電動機轉向的關系，即只要磁場的方向和電流的方向有一個發生改變，電動機的轉向就發生改變，磁場的方向和電流的方向都發生改變，電動機的轉向不發生改變。
知1－講
溫馨提示
親自動手組裝直流電動機模型，是理解電動機模型構造和組裝過程的最好方法。
知1－講
②一增則增，全增更增
“一增則增，全增更增” 用來判斷電動機的轉速與磁場的強弱和電流的大小關系，即電流增大或磁場增強都會引起電動機的轉速加快，如果磁場增強，同時電流也增大，電動機轉速就會增加更多。
知1－練
1. 在安裝直流電動機模型的實驗中，為了使實驗能順利進行，安裝時應盡量減小軸與軸架之間的______，按電路圖連接好電路，合上開關，假定電動機按順時針轉動，若要使電動機逆時針轉動，可采取的方法有__________
_____或______________ 。若要提高電動機的轉速，可采用____________________________的方法。
摩擦
改變磁場
方向
改變電流方向
增強磁場或增大線圈中的電流
知2－講
知識點
認識磁場
2
1. 現象和猜想
現象 猜想
現象1: 線圈中沒有電流通過時，線圈不轉動；線圈中有電流通過時，線圈就會轉動 猜想1：電動機的轉動可能跟電流有關
知2－講
現象2：取下電動機模型中的磁鐵，給線圈通電，線圈不轉動；重新裝上電動機模型中的磁鐵，給線圈通電，線圈能夠轉動 猜想2：電動機的轉動可能跟磁場有關
現象3：給電動機模型的線圈通電，線圈由靜止變為
運動 猜想3：根據力與運動的關系，可以猜測：由于磁場對通電線圈產生力的作用，電動機才會轉動起來
知2－講
思維引導
逆向思維法猜測電動機轉動的原因：
奧斯特實驗的發現——電流周圍存在著磁場，并通過磁場對磁體發生作用，即電流對
磁體有力的作用，再讓我們逆向
思維，磁體對電流有無力的作
用呢？
知2－講
2. 電動機結構的簡化
思想方法
簡化法：
定義：為了研究問題簡便，忽略掉對事物發展與變化影響不大的因素，抽取出對事物發展與變化影響較大的因素的方法。
本節體現：通電導線在磁體中是否受力與通電導線的形狀、磁體的形狀無關，為了研究問題簡便，我們取一根導線代替線圈、用U形磁體代替復雜磁體。
知2－講
(1)電動機轉子簡化過程示意圖
知2－講
(2)電動機定子簡化過程示意圖
知2－講
3. 簡化目的：將電動機結構簡化為一根通電導線和一個蹄形磁體，這樣就可以用線圈或單根直導線與蹄形磁體進行實驗研究了。
知2－講
例2
為了探究通電線圈受力轉動的具體情況， 需要對電動
機的部件進行合理的簡化， 簡化的情況是： 電動機轉子上的線圈組→_________________ → ____________________→ 一個線圈中的一段直導線；對鑲嵌在定子槽內比較復雜的通電線圈(電磁鐵)，則可以簡化為__________。將相關部件簡化后， 我們就可以用_________________和________來研究電動機轉動的原因了。
轉子上的一組線圈
一組線圈中的一個線圈
蹄形磁鐵
線圈或單根直導線
蹄形磁鐵
知2－講
思路導引：“簡化”就是把某部分在保持其主要影響因素的前提下忽略次要因素的方法。所以我們可以把實際電動機中的線圈組最終簡化為一段通電直導線；而根據電動機中的電磁鐵的形狀把電磁鐵簡化為蹄形磁鐵。
知2－講
③電動機主要部件的簡化過程
線圈的主要作用是作為可通電的導線。
電動機的磁體或電磁鐵的主要作用是給通電導線提供磁場。
關于電動機轉動的猜想
1. 電動機的兩個主要部件：
磁體（定子）和線圈（轉子）
2. 電動機的轉動猜想：
電動機轉動可能與磁場和電流有關。磁場可能會
對通電線圈產生力的作用而使線圈轉動。
關于電動機轉動的猜想
1. 在科學探究的過程中，對復雜事物進行簡化，是一種
常用的思路和研究方法。為了探究通電線圈受力轉動
的具體情況，可以對電動機的主要部件進行合理簡化。
2. 影響直流電動機轉動方向和快慢的因素：電流和磁場。
3. 電動機不轉動的原因：(1)電動機轉軸因生銹等原因導
致摩擦太大而被卡住；(2)電路斷路；(3)電壓過低；(4)
線圈初始位置受力平衡，即線圈處于平衡位置。

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