直流电动机示例

直流电动机示例

直流电动机示例

（一）教学目的

1．知道直流电动机的原理和主要构造。

2．知道换向器在直流电动机中的作用。

3.了解直流电动机的优点及其应用。

4．培养学生把物理理论应用于实际的能力。

（二）教具

如课本图12—10的挂图和模型，两个箭头标志（可用饮料盒铝片制作），自制直流电动机模型（参见图12—2），直流电动机原理挂图一幅，小型直流电动机一台，学生电源一台。

（三）教学过程

1．复习

提问：上节课我们做实验给磁场中的导体通电，发现了什么？（学生回答：通电导体在磁场中受力）。

提问：这个力的方向与哪两个因素有关？（学生回答之后，教师强调：改变电流方向，或改变磁感线方向，导体受力方向就随着改变）

提问：出示如课本12—10甲的挂图和模型，根据上面的结论，通电线圈在磁场中是怎样受力的？（学生回答：ab边受力向上，cd边受力向下）

提问：在这两个力的作用下，线圈怎样运动？（学生回答：线圈会转动）

提问：这个现象中能量是怎样转化的？（学生回答：电能转化为机械能）

2．引入新课

教师陈述：电动机就是利用通电线圈在磁场中受力而转动的现象制成的，它将电能转化成机械能。下面我们来研究电动机是如何利用上述现象制成的，当然，我们先讨论最简单的一种电动机—直流电动机。给出直流电动机定义，并板书：

〈第五节 直流电动机〉

3．进行新课

(1)使磁场中的通电线圈能连续转动的办法

很多同学可能马上想到通电线圈在磁场中不能连续转动（转到平衡位置要停下来），而实际的电动机要连续转动。怎样解决这个问题呢？（此处可告诉学生把理论用于实际需要再付出很多劳动，还可简介各国对理论应用于实际的重视，以培养学生对应用科学的兴趣）要解决这个问题，我们还得进行深入研究。

提问：在上节课的演示实验中，线圈转到平衡位置时是立即停止吗？为什么它不立即停止？（学生答：由于惯性线圈会稍转过平衡位置）

提问：转过平衡位置后，为什么它又转回来呢？（利用模型分析：转过平衡位置后，ab边受力仍朝上，cd边受力仍朝下，正是这一对力使线圈转回来的）

提问：要使线圈不转回来，应该在线圈刚转过平衡位置时就改变线圈的受力方向，即使线圈刚转过平衡位置就使ab边受力变为向下，cd边受力变为向上。怎样才能使线圈受力方向发生这样的改变呢？

引导学生回忆影响受力方向的两个因素，从而得出：应该在此时改变电流方向，或者改变磁感线方向。进一步引导学生分析：改变磁感线方向就是要及时交换磁极，显然这不容易做到；实际的直流电动机是靠及时改变电流方向来改变受力方向的。

板书：〈1．使磁场中的通电线圈连续转动，就要每当线圈刚转过平衡位置，就改变一次电流方向。〉

(2)换向器

提问：怎样才能使线圈刚转过平衡位置时就及时改变电流方向呢？

让学生想办法并开展讨论，教师下去了解学生的情况并鼓励和指导。

教师出示：两个半圆铝环和电刷，指出：靠这两样东西就可以解决问题。待学生思考片刻，教师出示已准备的与课本图12—12相似的模型，说明铝环与线圈的连接情况和铝环与电刷的配合过程。

引出换向器的概念并板书：

〈2．换向器的作用：当线圈刚转过平衡位置时，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。〉

让学生仔细观察课本图12—12，进一步弄清楚线圈转动过程，重点是甲图和丙图，回答教师填空式的提问：

甲图：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，转动方向是顺时针。

丙图：电流方向是d→c→b→a，受力方向是ab边受力向下，cd边受力向上，转动方向是顺时针。

(3)直流电动机的构造

出示：直流电动机，介绍主要构造：磁极、线圈、换向器、电刷。

板书：〈3．直流电动机的构造〉

演示：给直流电动机通电转动，提高学生兴趣（若时间不允许，可省些演示）。告诉学生：下节课同学们将自己装一台小直流电动机，进一步弄清楚它的有关知识。

让学生阅读课文最后两个自然段，了解直流电动机的优点和应用。

4．小结（略）

5.作业：（不要求笔做）

(1)预习下节内容。

(2)比较直流电动机和交流发电机，从原理、构造和能量转化等方面说出它们的区别。

（四）说明

1．本节采用程序性的提问和讨论，启发学生弄清线圈受力情况和转回来的原因，以及解决问题的办法，可以培养学生的思维和创造能力。

2．换向器是教学的难点，制作放大的直观模型很有必要。靠这一节课教学，一部分学生可能还没有完全弄清楚，下节课学生将进一步认识它。

3．通过前面几节的学习，学生识图能力应该有所提高，本节电动机原理图要尽量让学生自己看图理解。