初中华师大版1 电能的获得和转化教案配套课件ppt

导入新课

如今电车、电气列车、电动自行车、电动摩托车、电动汽车已相继诞生，为现代化城市交通的发展做出了巨大贡献。那么这些电动工具的“心脏”是什么？你知道它是利用什么原理制成的吗？

思考：这些电动工具的“心脏”是什么

 引入新课

讲授新课

一、直流电动机

活动

1、通电线圈在磁场中受力

（1）把一个小型线圈放在蹄形磁铁两极间的磁场中，若给线圈通以电流，观察将有什么现象发生。并把你观察到的现象叙述出来。

现象：通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发生逆时针转动。线圈靠惯性越过平衡位置的后，磁场力作用的结果使线圈顺时针旋转.最终通电线圈静止在平衡位置.

（2）. 若改变通入线圈的电流方向，则又如何？

线圈靠惯性越过平衡位置的后改变电流的方向，线圈将继续沿逆时针方向运动。

（3）通电线圈在磁场中转动视频

2、观察直流电动机模型的转动

（1）观察直流电动机模型通电后，电枢线圈向什么方向转动？

直流电动机模型通电后发现电枢线圈沿顺时针（或逆时针）方向转动。

（2）改变通入电枢线圈的电流方向，观察其转向是否改变？

改变通入电枢线圈的电流方向，电枢线圈的转动方向也发生改变，现在变成沿逆时针（或顺时针）方向转动。

3、思考讨论

（1）作为可以实际使用的电动机我们需要解决哪些问题呢？

必须解决两个问题：一是这样的一个简单装置不能使线圈连续转动；

二是要解决如果线圈能连续转动，线圈两端的输电导线会发生缠绕的问题。

（2）怎样解决不能使线圈连续转动；如果线圈能连续转动导线会发生缠绕的问题呢？

如果每当线圈即将转到平衡位置时，切断通入线圈的电流，让它利用惯性转过平 衡位置后，立即改变通入线圈的电流方向，这样便能使线圈向一个方向连续转动了。换向器就是在这样的想法下设计出来的。

4、换向器

（1）E、F是换向器

是由两个彼此绝缘的半圆金属环所组成

作用：及时改变线圈中的电流方向，使受力方向总是相同，线圈一直转动下去。

A、B是电刷

 作用：与半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。

利用换向器与电刷的接触方式，既解决了线圈的连续转动问题，同时也解决了输电导线缠绕的问题。

（2）换向器的工作原理示意图

（a）

电流从线圈a端流入线圈的AB边受到一个向上的力，CD边受到一个向下的力，线圈顺时针方向转动。

（b）

线圈转至平衡位置时，两电刷跟两个半环间绝缘部分接触，线圈中无电流.线圈由于惯性会继续转动。

（c）

由于换向器的作用，电流从线圈d端流入线圈，线圈仍然沿顺时针方向转动。

（d）

线圈又转至平衡位置时，线圈中无电流.线圈由于惯性会继续转动。

思考1、电动机连续转动的原因是什么？

每当线圈刚转过平衡位置时，半环就立即改变线圈中的电流方向，线圈两边受到的力就会改变，线圈就按照原来的方向继续转动下去。

思考2、电动机原理是什么？

电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。

思考3：电路元件都正常，闭合开关，电动机模型不转你知道原因吗？

原因可能是线圈处于平衡位置，此时线圈中没有电流，用手拧一下转轴，线圈就会离开平衡位置致使线圈中有电流通过而转动。

学以致用

如图为电动机和发电机模型,其中图———　　(填“甲”或“乙”)为电动机模型,其工作原理是—————————————;电动机工作时,能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠—————————实现的。

答案：甲　通电导体在磁场中受力运动　换向器。

二、安装直流电动机模型

1、实验目的

学习安装直流电动机模型，了解直流电 动机的转动原理。

2、实验器材:直流电动机模型配件，电池组或低压直 流电源（电压 3~4.5 V），滑动变阻器，开关， 导线，螺丝刀。

3、实验步骤

（1）安装电动机模型

按照课本上的实验步骤动手安装电动机模型。

（2）、按电路图把直流电动机模型、滑动变阻器、开关和电源用导线连接起来。

（3）、如果改变流入电枢线圈的电流方向，重复试验，观察转子的转向有什么不同？

如果只改变流入电枢线圈的电流方向，重复试验发现转子的转向也发生改变。

（4）、如果把定子上方磁铁的磁极位置对调，重复试验，观察转子的转向会有什么不同？

如果只把定子上方磁铁的磁极位置对调，重复试验发现转子的转向也发生改变。

（5). 在电动机模型转动的情况下，如果适当改变滑动变阻器滑片的位置，观察电动机的转速有什么变化？

在电动机模型转动的情况下，如果增加滑动变阻器接入电路的电阻电动机的转速会变慢，如果减小滑动变阻器接入电路的电阻电动机的转速会变快。

思考讨论：观察电动机的转速有什么变化，这一变化说明了什么？

（1）线圈转动方向跟电流方向、磁感线方向有关，而这只能改变其一，两者都改变时，转动方向不变；

（2）电动机的转动速度和电流大小有关，电流越大，转速越快。

注意：

实验结束后，要将直流电动机模型的各部件小心拆卸开来，放在指定的盒中。在使用螺丝刀安装和拆卸各部件时，要留神操作，避免手指受伤。

三、直流电动机和交流电动机

1、直流电动机：使用直流电的电动机叫做直流电动机。

例如：电动剃须刀、玩具电动车、录音机小型电器等。

方向不变的电流叫做直流电，如干电池、蓄电

池提供的电流都是直流电。

2、交流电动机：使用交流电的电动机叫交流电动机，例如：电风扇、洗衣机、家用电器等。

3、直流电动机特点

结构简单， 启动快，倒转、变速方便的特点，与内燃机比较，还具有高效率、低噪声、无尾气 排放等明显优点。

4、直流电动机应用

直流电动机广泛应用于交通运输工具，如作为电气列车、地铁 等轻轨列车以及无轨电车、电动汽车、电动自行车等车辆的动力设备。

思考与讨论

1、为什么说直流电动机具有启动快、倒转和变速方便的特点？

直流电动机启动、制动转矩大，所以易于快速启动、停车;线圈转动方向跟电流方向、磁感线方向有关，只要改变其中之一就能使它倒转；电动机的转动速度和电流大小有关，只要改变电流的大小就能改变转速。

2、若把直流电动机模型上的两个接线柱用导线连接在灵敏电流计上组成闭合电路则

（1）用手指转动电动机的电枢线圈时，猜想会有什么现象产生。

灵敏电流计的指针会发生偏转。

（2） 这时的电动机已转换成什么角色？从能的转化观点来看，它实现着怎样的能量转化过程？

这时的电动机已转换成发电机，实现了机械能转化为电能的过程。

（3） 若使电枢线圈向一个方向连续转动，灵敏电流计指针的偏转方向将发生怎样的变化？

灵敏电流计的指针将会左右摆动。

3. 如图所示的是自行车上的“摩电灯”，依靠自行车车轮的转动带动“摩电灯”上端的转轮转动，就能使车头上的照明灯发光。你能猜想出“摩电灯”内部的结构吗？

“摩电灯” 是由发电机、磨擦轮、灯泡等组成。

摩电灯固定在自行车的前叉上，在其基座内固定一电机，电机的一端竖向固定一磨擦轮，电机的输出端与灯泡连接。这样在磨擦轮与自行车轮接触产生转动就能产生电流向灯泡供电，提供照明。

学以致用

1、下列叙述不属于电动机优点的是 (　　)

A．电动机开动和停止都比较方便             

B. 电动机构造简单,体积小             

C. 电动机效率高,对环境无污染                

D. 电动机要消耗能源          

答案：D

2、为了探究“影响电动机转动的因素”，请你完成下列的探究过程．

①连接电路，闭合开关，观察电动机转子转动的情况．若电路连接良好，但开始时，电动机不转动，则应当_________________________．

②通过改变___________________改变电动机电流方向，并观察到电动机反向转动．

③保持电流的方向不变，将_______________  ，观察到电动机反向转动。

④移动滑动变阻器的滑片，使它接人电路的电阻增大，观察到电动机的转速将—————— 。

（3）分析论证：实验结论是———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— 　 ．

答案：①用手拨动一下转轴；②电源正负极；③磁极对调；④减慢；（3）①电动机转动的速度与电流的大小有关，且电流越大转速越快；

②电动机转动的方向与电流的方向或者磁场的方向有关．

巩固提升

1、直流电动机换向器的作用是 (　　)

A. 改变直流电源中的电流方向；                 B. 改变电动机线圈的方向；            

C. 改变流经电动机中的电流方向；             D. 以上说法都不对。

答案： C

2．有关直流电动机的换向器的作用，正确的是（   ）

A、当线圈平面与磁感线平行时，自动改变电流方向

B、当线圈平面与磁感线垂直时，自动改变电流方向

C、当线圈平面与磁感线平行时，自动改变磁感线的方向

D、当线圈平面与磁感线平行时，自动改变线圈转动方向

答案：B

3．为了改变电动机的转动方向，下述可采取的措施正确的是（    ）

A、改变电源电压的大小;

B、改变通过线圈的电流的大小;

C、改变通过线圈的电流的方向;

D、对调N、S两磁极的位置，同时对调电源的正、负极。

答案：C

4．要使直流电动机线圈持续转动，必须设法使线圈转到_______位置时，即线圈平面与磁感线相互             _______的位置时，自动改变通过线圈的_______方向，实现这个作用的装置叫_______。

答案：平衡，垂直，电流，换向器

5．跟热机相比，电动机有许多优点：电动机的_______、______都比热机方便；电动机的构造比热机______，造价便宜，占地小；电动机______比热机高，而且对环境__________。

答案：开动; 停止; 简单; 效率; 没有污染.

学生动手实验观察通电线圈在磁场中受力

观察实验总结实验现象

观察观察直流电动机模型的转动并自己动手做实验

阅读课文回答问题（1）作为可以实际使用的电动机我们需要解决哪些问题

阅读课文说出换向器的结构及作用

观察换向器的工作原理示意图说出线圈的转动方向

思考讨论有关问题

学生练习

学生动手安装电动机模型

改变流入电枢线圈的电流方向、磁铁的磁极位置对调观察模型的转动方向

阅读课文知道直流电动机的特点

思考讨论有关问题

学生练习

学生练习

锻炼学生的动手能力及观察能力

锻炼学生的总结能力

理解电动机模型的转动的方向与电流的关系

锻炼学生的思考阅读总结能力

锻炼学生的自学能力

让学生理解换向器的工作原理

锻炼学生合作交流的能力

巩固所学知识

锻炼学生的动手能力

锻炼学生的观察动手能力

锻炼学生的阅读能力

锻炼学生的思考解决问题的能力

进一步理解电动机的特点以及影响电动机转动的因素

巩固所学知识

课堂小结

1、换向器的作用

及时改变线圈中的电流方向，使受力方向总是相同，线圈一直转动下去。

3、   会安装直流电动机模型

4、   直流电动机特点

5、   直流电动机应用结构简单， 启动快，倒转、变速方便的特点

梳理本节课知识内容，把自己所学到的知识与老师同学交流，最后总结出本节课的知识点。

培养学生总结归纳的能力。梳理机械运动知识形成一个完整的知识体系。同时也可以帮助学生记忆。

板书

电能的获得和转化

一、直流电动机

1、通电线圈在磁场中受力

2、观察直流电动机模型的转动

3、换向器

及时改变线圈中的电流方向，使受力方向总是相同，线圈一直转动下去。

二、安装直流电动机模型

三、直流电动机和交流电动机

1、直流电动机：使用直流电的电动机叫做直流电动机。

2、交流电动机：使用交流电的电动机叫交流电动机。

3、直流电动机特点

结构简单， 启动快，倒转、变速方便的特点

4、直流电动机应用