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第3節 科學探究：電動機為什么會轉動
素養目標
1.觀察電動機的結構,能說出其主要組成部分。
2.能描述電動機的工作過程及能量轉化。
◎重點:探究磁場對通電導體的作用與電流和磁場的關系。
【合作探究】
根據生活經驗,我們知道玩具電動車、冰箱、滾筒洗衣機、空調、電風扇、電動車、路上的新能源汽車、高速列車等物件在工作時有一個共同的特點,在它們的內部都有一個電動機。
任務驅動1觀察并研究電動機的結構和探究電動機的轉動原理
1.嘗試讓電動機轉動起來,并改變電動機的轉動方向。將電動機拆開,觀察內部主要組成。
電動機的主要結構:
①轉子: 。
②定子: 。
2.學生分組完成課本實驗,觀察實驗現象并思考回答下列問題。
①當接通電源時,你看到的現象是什么 說明了什么
。
②只改變電流的方向或磁場的方向,通電導體棒的運動情況發生什么變化
。
③上面的現象說明了什么
。
·學習小助手·
在判斷磁場對通電導線作用力的方向時,注意影響作用力的方向的兩個因素。若只改變一個,作用力的方向就改變;若兩個因素同時改變,則作用力的方向不變。改變電流的大小和磁場的強弱,只能改變作用力的大小,而不能改變作用力的方向。
【答案】任務驅動一
1.換向器、繞組線圈和轉軸
磁體、電刷和外殼
2.看到金屬桿運動起來;磁場對通電導體具有力的作用
當保持磁場方向不變時,改變電流方向時,金屬棒向相反方向運動,當保持電流方向不變時,改變磁場方向時,金屬棒向相反方向運動
說明通電導體受力方向與電流方向、磁場方向有關;只改變電流方向或只改變磁場方向時,金屬桿的受力方向改變
任務驅動2探究電動機如何持續轉動
閱讀課本上電動機的工作原理,回答下列問題。
1.電動機的換向器的作用是什么
。
2.當通電線圈轉至(b)位置時,線圈中還有電流通過嗎 線圈能越過平衡位置的原因是什么
。
3.電動機轉動時,能量是如何轉化的
。
4.若直流電動機接通電源后不轉動,而用手輕輕撥動轉子,電動機就開始轉動起來,其原因可能是什么
。
【答案】任務驅動二
1.當線圈越過平衡位置時,及時改變電流的方向,使線圈能持續轉動
2.轉至(b)位置時,兩電刷剛好接觸兩半環間的絕緣部分,線圈中無電流;由于慣性,線圈會越過平衡位置
3.電能轉化為機械能
4.可能是線圈剛好處于平衡位置,此時電刷與換向器的窄縫處,沒有電流通過,所以電動機不能轉動。當輕輕撥動電動機,電動機的線圈通有電流,所以能轉起來
任務驅動3說一說電動機在生活中的應用并自制簡易電動機
1.電動機原理在生活中的應用。
。
2.自選器材制作一個如圖所示的簡易電動機。
器材: ;
制作方法: 。
3.你做的電動機是否能轉起來,如果能,請改變其轉向。如果不能,請檢查不能轉的原因。
。
4.如何使線圈轉動得快一些
。
【答案】任務驅動三
1.揚聲器、電流表、空調壓縮機、風扇等
2.漆包銅線、磁體、電池、開關、導線
將漆包銅線繞成小線圈,將兩端線頭同一側的漆刮去半圈,繞成的銅線圈搭在金屬圈上,使兩端的線頭能與支架的金屬接觸,用導線連接金屬支架和電源的兩極,使線圈通電,線圈便能轉動起來
3.答案略
4.增大電流或換用一個磁性更強的磁體

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