科學(xué)探究：電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.通過對直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理的探究，了解通電導(dǎo)體在磁場中會(huì)受力的作用。

2.通過實(shí)驗(yàn)，知道磁場對通電導(dǎo)線的作用力的方向與電流及磁場的方向有關(guān)。

3.知道電動(dòng)機(jī)的工作原理。

4.知道電動(dòng)機(jī)工作過程中能量的轉(zhuǎn)化情況。

【學(xué)習(xí)過程】

（一）電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)

1.觀察并研究電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)

電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)最主要的部件是______和______。

2.探究電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的原理

按圖組裝器材，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集跟下列問題有關(guān)的證據(jù)。

當(dāng)電路不閉合時(shí)，觀察導(dǎo)體AB的狀態(tài)；當(dāng)電路閉合時(shí)，觀察導(dǎo)體AB的狀態(tài)。由此說明了什么？。

當(dāng)電路閉合時(shí)，觀察導(dǎo)體AB的運(yùn)動(dòng)方向，當(dāng)保持磁場方向不變，改變電流方向時(shí)，觀察導(dǎo)體AB的運(yùn)動(dòng)方向，由此說明了什么？

（3）當(dāng)保持電流方向不變，改變磁場方向時(shí)，觀察導(dǎo)體AB的運(yùn)動(dòng)方向，由此又說明了什么？

填一填：

磁場對通電導(dǎo)體具有_____的作用，其作用的方向與________、__________有關(guān)。

例題：

關(guān)于通電導(dǎo)體在磁場里受力方向與電流方向和磁感線方向之間的關(guān)系，下列說法中錯(cuò)誤的是（）

A．電流方向改變，導(dǎo)體受力方向改變

B．磁場方向改變，導(dǎo)體受力方向改變

C．電流方向和磁場方向同時(shí)改變，導(dǎo)體的受力方向改變

D．電流方向和磁場方向同時(shí)改變，導(dǎo)體的受力方向不變

3.電動(dòng)機(jī)怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)

閱讀教材第151頁圖17-26，思考下列問題：

（1）圖a中AB邊，CD邊為什么受力方向相反？

（2）線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)，為什么不受力？又為什么不能立即停止？

（3）線圈轉(zhuǎn)過平衡位置后，要使他繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去，AB邊、CD邊中的電流方向應(yīng)該怎樣改變？是怎樣實(shí)現(xiàn)這一改變的？

拓展：

實(shí)驗(yàn)用電流表的內(nèi)部構(gòu)造主要包括金屬線圈和磁鐵，金屬線圈懸置在磁鐵的兩極間，線圈同時(shí)與一根指針和一根蝸旋旋狀彈簧相連，如圖所示。當(dāng)線圈中有電流通過時(shí)，線圈就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)，顯示出電流的大小。這種電流表的工作原理是（）

A．磁極間存在著力的相互作用B．磁場對通電導(dǎo)體有力的作用

C．通電導(dǎo)體的周圍存在著磁場D．法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象課堂小結(jié)：構(gòu)造構(gòu)造電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)原理電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)原理換向器的作用換向器的作用

【達(dá)標(biāo)檢測】

1.電動(dòng)機(jī)是一種高效率，低污染的動(dòng)力設(shè)備，廣泛地應(yīng)用在日常生活和生產(chǎn)實(shí)踐中。下列家用電器中應(yīng)用了電動(dòng)機(jī)的是（）

A．洗衣機(jī)B．電飯鍋C．電熱水壺D．電熱毯

2.用如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以研究（）

A．電流的磁效應(yīng)B．電磁感應(yīng)現(xiàn)象

C．電磁鐵的磁性D．磁場對電流的作用

3.關(guān)于直流電動(dòng)機(jī)的有關(guān)說法，錯(cuò)誤的是（）

A.直流電動(dòng)機(jī)是利用通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)的原理制成的

B.直流電動(dòng)機(jī)中換向器的作用是在線圈到達(dá)平衡位置時(shí)就能自動(dòng)改變線圈中的電流方向

C.直流電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置

D.以上三種說法都是錯(cuò)誤的

【生活科技鏈接】電動(dòng)機(jī)的發(fā)明電動(dòng)機(jī)使用了通電在中受力的作用的原理（這是不同于電流的磁效應(yīng)的說法，現(xiàn)行人教版九年級物理明確把二者分開），發(fā)現(xiàn)這一原理的的是丹麥物理學(xué)家—，1777年8月14日生于蘭格朗島喬賓的一個(gè)藥劑師家庭。1794年考入，1799年獲博士學(xué)位。1801～1803年去德、法等國訪問，結(jié)識(shí)了許多物理學(xué)家及化學(xué)家。1806年起任哥本哈根大學(xué)物理學(xué)教授，1815年起任丹麥皇家學(xué)會(huì)常務(wù)秘書。1820年因這一杰出發(fā)現(xiàn)獲英國皇家學(xué)會(huì)。1829年起任哥本哈根工學(xué)院院長。1851年3月9日在哥本哈根逝世。他曾對物理學(xué)、化學(xué)和哲學(xué)進(jìn)行過多方面的研究。由于受康德哲學(xué)與謝林的自然哲學(xué)的影響，堅(jiān)信自然力是可以相互轉(zhuǎn)化的，長期探索電與磁之間的聯(lián)系。1820年4月終于發(fā)現(xiàn)了電流對磁針的作用，即電流的磁效應(yīng)。同年7月21日以《關(guān)于磁針上電沖突作用的實(shí)驗(yàn)》為題發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn)。這篇短短的論文使歐洲物理學(xué)界產(chǎn)生了極大震動(dòng)，導(dǎo)致了大批實(shí)驗(yàn)成果的出現(xiàn)，由此開辟了物理學(xué)的新領(lǐng)域──。1812年他最先提出了光與電磁之間聯(lián)系的思想。1822年他對液體和氣體的壓縮性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。1825年提煉出鋁，但純度不高。在聲學(xué)研究中，他試圖發(fā)現(xiàn)聲所引起的電現(xiàn)象。他的最后一次研究工作是抗磁性。他是一位熱情洋溢重視科研和實(shí)驗(yàn)的教師，他說：“我不喜歡那種沒有實(shí)驗(yàn)的枯燥的講課，所有的科學(xué)研究都是從實(shí)驗(yàn)開始的”。因此受到學(xué)生歡迎。他還是卓越的講演家和自然科學(xué)普及工作者，1824年倡議成立丹麥科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)，創(chuàng)建了丹麥第一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)室。1908年丹麥自然科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)建立“奧斯特獎(jiǎng)?wù)隆保员碚米龀鲋卮筘暙I(xiàn)的物理學(xué)家。1934年以“奧斯特”命名CGS單位制中的磁場強(qiáng)度單位。1937年美國物理教師協(xié)會(huì)設(shè)立“奧斯特獎(jiǎng)?wù)隆?，?jiǎng)勵(lì)在物理教學(xué)上做出貢獻(xiàn)的物理教師。1821年完成了第一項(xiàng)重大的電發(fā)明。在這兩年之前，奧斯特已發(fā)現(xiàn)如果電路中有電流通過，它附近的普通羅盤的磁針就會(huì)發(fā)生偏移。法拉第從中得到啟發(fā)，認(rèn)為假如固定，線圈就可能會(huì)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)這種設(shè)想，他成功地發(fā)明了一種簡單的裝置。在裝置內(nèi)，只要有電流通過線路，線路就會(huì)繞著一塊磁鐵不停地轉(zhuǎn)動(dòng)。事實(shí)上法拉第發(fā)明的是第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，是第一臺(tái)使用電流將物體運(yùn)動(dòng)