1.使线圈静止在图乙位置上,闭合开关,观察。 现象:发现线圈没有运动。
原因:这是由于线圈ab、cd两个边受力大小一样,方向相反的原因,这个位置是线圈的平衡位置。
2.使线圈静止在图甲位置上,闭合开关观察。 现象:线圈受力沿顺时针方向转动。
结论:可是线圈能靠惯性越过平衡位置,但不能继续转下去,最后要返回平衡位置。为什么会返回呢?
3.看图丙,使线圈静止在这个位置上,这是刚才线圈冲过平衡位置以后所到达的地方,闭合开关,观察。
现象:线圈向逆时针方向转动。
结论:这说明线圈在这个位置所受力是阻碍它沿顺时针方向转动的,这也就使线圈返回平衡位置。
那我们在探究实验中,线圈为什么能连续转动呢? 探究点三:换向器的作用
换向器的构造,两个铜半环E和F跟线圈两端相连,它们彼此绝缘,并随线圈一起转动。A和B是电刷,它们跟半环接触,使电源和线圈组成闭合电路。线圈转动时,
— 25 —
它通过换向器使电流方向发生改变,使线圈的受力方向总是相同,线圈就可以不停地转动下去了。
换向器的作用:当线圈刚刚转过平衡位置时,换向器能自动改变线圈中电流的方向,从而改变线圈受力方向,使线圈连续转动。
如甲图所示:电刷B和半环E接触,电刷A和半环F接触,此时线圈中电流方向是a→b→c→d,受力方向是ab边受力向上,cd边受力向下,线圈的转动方向是顺时针。
如图乙所示:当线圈转到平衡位置时,此时电刷正好接触了两个金属半环中间的绝缘部分,所以线圈中没有电流流过,此时线圈在磁场中也不受力的作用。
如丙图所示:当线圈由于惯性刚刚转过平衡位置时,电刷B和半环F接触,电刷A和半环E接触,此时线圈中电流方向是d→c→b→a,受力方向是ab边受力向下,
— 26 —
cd边受力向上,转动方向是顺时针。
如图丁所示:当线圈转到平衡位置时,此时电刷正好接触了两个金属半环中间的绝缘部分,所以线圈中没有电流流过,此时线圈在磁场中也不受力的作用。由于线圈的惯性,当其刚转过平衡位置时,就又返回到了如图甲所示的情况了,这样这个直流电动机就能连续不断的转动下去了。
[来源:Z*xx*k.Com]
在“小小电动机”中我们只利用了一半的电力,也就是线圈每转一周,只有半周获得动力。如果设法改变后半周电流的方向,使线圈在后半周也获得动力,线圈将会更平稳、更有力地转动下去。实际的直流电动机是通过换向器来实现这项功能。 播放动画:电动机原理
介绍:扬声器的结构示意图及发声原理。 指导阅读课本课本p29“不同功能的电动机” 继续播放课件:电动机——生活中的电动机。
— 27 —
拓展:实际的直流电动机都有多个线圈,每个线圈都接在一对换向片上。除直流电动机外,生活中还经常用到交流电动机,交流电动机也是利用通电导体在磁场中受力来运转的。
电动机工作实质是电能转化为机械能。电动机优点:构造简单、控制方便、体积小、效率高、功率可大可小、无污染。 板书设计
17.2 探究电动机转动的原理
一、磁场对通电导线的作用
1.通电导体在磁场中受到力的作用。
2.通电导体在磁场中受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关。 二、换向器的作用 三、电动机的工作原理 教学反思
本节内容是由两部分组成,一是“磁场对通电导线的作用” 的实验,二是“电动机的工作原理”。在设计实验上,我首先通过实验将来与学生互动,让学生在实验中观察到实验现象,进而得出磁场对通电导体有力的作用以及通电导体在磁场中受到的力的方向与电流通过导体的方向和磁感线的方向有关。在处理电动机的工作原理时,由于这一部分知识比较抽象,我把多匝线圈分解为通电的一匝长方形线圈导线,这对学生来说就化抽象为形象、化复杂为简单,就很容易接受了。但线圈在磁场中不能够持续转动?怎么办。此时让学生出谋划策,这样就使得学生在不知不觉中接受了换向器这一知识点。
— 28 —
相关推荐: