浙教版八年级科学下册1.4电动机

1 教师姓名 学生姓名 教材版本 浙教版 学科名称 科学 年 级 八年级 上课时间 课题名称 电动机 教学目标 1、通过演示实验，知道磁场对电流有力的作用。 2、知道通电导线在磁场中受到力的方向与哪些元素有关。 3、通过演示实验，知道矩形线圈在磁场中转动情况。 4、了解直流电动机的构造和工作原理，理解换向器的作用。 教学重点 磁场对电流的作用，直流电动机的构造和工作原理，理解换向器的作用 磁场对电流作用的现象和规律，直流电动机的构造和工作原理，理解换向器的作用 教 学 过 程 备 注 【知识梳理】 第 4 节 电动机 【引入】 问电动机工作时，能是如何转化的？－－电能转化为机械能。其实电动机也是利用了电和 磁的原理制成的。那么，通电后电动机怎么会转动起来呢？ 【实验】磁场对通电导线的作用 一、磁场对通电导线和线圈的作用 1、磁场对通电导线的作用： (1)当合上开关使导线 AB 通电时， 实验现象：原来静止在导轨上的导体 AB 会沿导轨运动。 实验表明：通电导线在磁场中要受到力的作用。 (2)改变电流方向或磁铁的磁极方向时，实验现象：导体 AB 的运动方向发生改变。 实验现象分析：导体 AB 的运动方向改变，说明导体 AB 所受力的方向发生改变。表示磁场对导体 AB 的作用力的方向发生改变。即通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。 2、磁场对通电线圈的作用： （1）通电线圈处于（a）位置－－线圈平面与磁场平行时，线圈发生转动。 通电线圈处于（b）位置－－线圈平面与磁场垂直时，线圈不发生转动。 通电线圈在磁场中为什么在（a）位置会发生转动？转到什么位置会停下来，为什么？在（b）位置 为什么不发生转动？ 分析：如图 4 所示，由于通电线圈的两条对边中电流方向相反，它们在磁场中受到磁场力的方 向相反且不在一条直线上，在这两个力作用下线圈会发生转动。当线圈从（a）位置转过 90°时，这 两上力恰好在同一直线上，而且大小相等、方向相反，是平衡力。线圈在这对平衡力作用下可以在 该位置保持静止。线圈的这一位置（b）叫做平衡位置，此时线圈的平面恰与磁感线垂直。 （2）通电线圈转到平衡位置时，为什么不立即停下来，而是在位置附近摆地动几下才停下来？－－ 通电线圈转到平衡位置前具有一定速度，由于惯性它会继续向前运动，但由于这时受到的磁场力及 摩擦力等又会使它返回平衡位置，所以它要摆动几下后再停下来。 二、直流电动机 【问题】：怎样使线圈在转过平衡位置后继续沿原来的方向转动下去？ 1．直流电动机靠直流电源供电，是利用通电线圈在磁场里受到力的作用而转动的现象制成的， 是把电能转化为机械能的装置。 2．直流电动机主要由磁铁和线圈组成，此外还有换向器、电刷等。 3．换向器的作用：每当线圈转过平衡位置时，它能自动改变线圈中的电流方向。 2 (1)“换向器”是怎样实现“换向”的？ 用直流电源给处在磁场中的线圈通电时，要使线圈能绕轴连续转动的关键，在于使线圈一到平 衡位置就能自动改变线圈中的电流方向，“换向器”就是能完成这一任务的装置。 ①“换向器”由两个半铜环组成。 ②两个半铜环的开口处（即绝缘处）安装。 ③当线圈由于惯性稍稍转过平衡位置时，能交换电刷与换向器的半铜环的接触，从而改变了线圈中 的电流方向和受力方向，使线圈仍能按原来的绕向转动 (2)直流电动机和交流发电机的区别。 学生实验：安装直流电动机模型 1．直流电动机模型的安装顺序是从内到外，从下到上的。具体顺序是支架→线圈（转子）→电刷→ 磁极（定子）。 安装直流电动机模型的要点： ①应按一定次序安装； ②电刷与换向器之间的松紧，线圈转子与定子之间的间隙要适中； ③安装完毕后用手拨一下转子，观察其运转是否良好，否则应加以调试。 2．改变直流电动机转动方向的方法：改变通过线圈的电流的方向（对调电源两极）或者改变磁感线 方向（对调磁铁的两极）。 3．改变转速的方法：改变线圈中电流的大小。 4．实验步骤： ①仔细观察换向器，弄清换向器的作用；②安装直流电动机模型；③画出有关电路图，并按图连接 电路；④经检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器至合适位置，观察电动机转动情况； ⑤按下表进行实验，把结论填入表中。 【小结】1、电动机原理：通电线圈在磁场里受力而转动 2、直流电动机：利用直流电源供电的电动 机叫直流电动机 3、直流电动机的组成：模型：由磁体、线圈、换向器和电刷组成 实际的电动机由 转子和定子两个基本部分组成 4、换向器的结构和作用：结构：由两个半环构成 作用：每当线 圈转过平衡位置，自动改变线圈中电流的方向 5、能量转化：电动机工作时把电能转化为机械能 第四节--电动机（一） 一．填空题 1．实验表明：通电导线在磁场中要受到 的作用，它的方向跟 的方 向和 的方向都有关系． 3 2．直流电动机在工作时，线圈转到 位置的瞬间，线圈中的电流断开，但由于线圈 的 ，线圈还可以继续转动，转过此位置后，线圈中电流方向靠 的作用而发生改 变． 3．直流电动机是利用 制成的．电动机基本由两部分组成：能够转动的 和固定不动的 ．电动机是把 能转化成 能的机器． 4．电动机安装完成后，闭合电路电动机不运转，但轻轻的转一下就转动起来了，出现这种现象 的原因是 ． 5．直流电动机模型的换向器由两个铜制的 组成，并随 一起转动，每当线圈 刚转过 ，就能自动改变线圈中的 ．从而达到使线圈连续转动的 目的． 二．选择题 6.下面各种家用电器中没有用到电动机的是 B A.电风扇 B.电熨斗 C.录音机 D.洗衣机 7．通电导体在磁场中受力而运动时（ ） A．消耗了电能，产生了机械能 B．消耗了机械能，产生了电能 B．消耗了机械能，产生了内能 D．消耗了化学能，产生了电能 8．跟热机相比，下列各项不属于电动机的优点是（ ） A．开动与停止均比较方便 B．结构简单，制造便宜，占地较小 C．效率较低 D．对环境没有污染 9．直流电动机换向器的作用是 （ ） A．改变线圈的转动方向 B．改变线圈中的电流方向 C．改变磁感线的方向 D．以上作用同时存在 10．安装一台直流电动机模型，接入电路后能正常转动.下列哪一种做法不能改变电动机原来转 动方向（ ） A．调换直流电动机的磁铁极性 B．改变线圈中直流电的方向 C．调节滑动变阻器，改变电流的大小 D．调换电源的正、负极 第四节--电动机（二） 1.通电导线在磁场中受到力的作用，其受力的方向跟________方向和________方向有关. 2.利用通电线圈在磁场中转动的基本原理可制成________机.它工作时，把________能转化为 ________能. 3.直流电动机工作过程中，当线圈刚刚转过平衡位置时，____________就能自动改变线圈中的 电流方向，从而改变线圈的________方向，使线圈可以持续转动. 4.跟汽车等交通工具中的内燃机相比，电动机有许多优点，电动机的开动和停止都比内燃机 ________，只要用开关把电路________或________就行；电动机的构造比内燃机________；电动机 的效率比内燃机________，而且对环境________. 二．填空题 4 5.一台组装齐全的直流电动机模型，接通电源后电动机不转，用手拨动一下转子后，线圈转子 就正常转动起来，则该直流电动机模型开始时不转的原因是 A.线圈正好处于平衡位置 B.线圈中的电流太小 C.换向器与电刷接触不良 D.线圈内部断路 6.要想使一台直流电动机的转速增大，下列方法中不可行的是 A.改换磁极的位置 B.增大线圈中的电流 C.增大电动机的供电电压 D.增强磁场 7.要改变直流电动机的转向，以下方法不能做到的是 A.改变线圈中的电流方向 B.改变磁感线的方向 C.将电源的正、负极和两个磁极同时对调 D.将电源的正、负极和两个磁极不同时对调 8.某个直流电动机的模型通电后不能转动，其发生的故障不原因可能是：（ ） A.磁铁磁性太弱 B.电流方向接反了 C.换向器和电刷接触不良 D.轴与轴架的摩擦太大 9.要改变直流电动机的转动方向，应采取的方法是：（ ） A.增强磁极的磁性； B.加大通电电流； C.改变线圈中的电流方向； D.将磁铁的磁极对调. 9.关于直流电动机模型安装实验中，下列现象可能发生的是：（ ） A.将电源两极对调，线圈转动方向不变 B.将磁铁两极对调，线圈转动方向不变 C.将电源和磁铁两极都同时对调，线圈转动方向不变 D.将电源和磁铁两极都同时对调，线圈会反方向转动 10．下列哪些措施中，不能增大直流电动机线圈的转速（ ） A．换用磁性更强的磁极(其他量不变) B．换用电压更高的电源（安全范围内） C．将 N、S 极对调 D．增大线圈的匝数 第四节--电动机（三） 1.额定功率对直流电动机来说，指的是 功率。 2．探究通电导体在磁场中受到的力与哪些因素有关时，小丽同学做了如下三组实验，如图 9-38 所 示,其中 AB 是通电导体的一部分，导线上的箭头表示电流方向，F 表示导体受力的方向，N、S 表示 磁体的两极． 5 图 9-38 ⑴通过实验（a）和（b）说明，通电导体在磁场中的受到力方向与 的方向有关． ⑵通过实验（b）和（c）说明，通电导体在磁场中的受到力方向与 的方向有关． 二．单项选择 3. 一台直流发电机，额定功率 22kW，额定电压 230V，额定电流是( )A。 A.100 B.95.6 C.94.6 D.200 4.直流电动机直接起动时的起动电流是额定电流的( )倍。 A.4～7 B.1～2 C.10～20 D.20～30 5. 关于直流电机换向极的安装，下列正确的是：（ ） A、安装在定子上，与电枢绕组并联 B、安装在定子上，与电枢绕组串联 C、安装在转子上，与电枢绕组并联 D、安装在转子上，与电枢绕组串联 6. 电动机的额定功率是指（ ）。 A 输出的机械功率 B 输入的机械功率 C 输入的电功率 D 输出的电功率 7. 电机拖动负载顺时针恒速运行时，负载转矩为顺时针方向，若电动机电磁转矩突然改变方向，该 电机运行情况为（ ）。 A．原来运行于电动状态，电磁转矩改变方向后将加速 B．原来运行于电动状态，电磁转矩改变方向后将减速 C．原来运行于电动状态，电磁转矩改变方向后将恒速运行 D．原来运行于制动状态，电磁转矩改变方向后将加速 E．原来运行于制动状态，电磁转矩改变方向后将减速 8．电动机起动时，过大的电枢电流是对于电动机来说是不利的，下面哪种说法是错误的？ A.换向困难 B. 绕组受损害 C. 产生机械冲击 D. 电动机不能转动 三．综合题 12.一台直流电动机，额定电压是 36V，正常工作时通过的电流是 15A，它的效率是 80%。求电动机正 常工作时输出的机械功率和损失的功率各多大？ 思维方式：明确各种功率的物理意义，选择适当公式计算。 解答： 电动机正常工作时消耗的电功率为 P=UI=36×15=540(W) 因为效率 所以输出机械功率 P 机=P 有用=ηP=0.8×540=432(W) 损失功率 P 损=P－P 机=540－432=108(W)