第二十章電與磁第4節(jié)電動機

課前準備教學分析1.了解磁場對通電導(dǎo)線的作用。2.了解直流電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理。3.知道換向器在直流電動機中的作用。

學習目標課前準備教學分析學習重點磁場對通電導(dǎo)線的作用。學習難點電動機能夠持續(xù)轉(zhuǎn)動的原因。課前準備學習方法課前通過閱讀教材內(nèi)容和上網(wǎng)查詢相關(guān)知識，自制電動機，帶著疑問去觀察、去思考，鍛煉自學能力和動手能力。學具準備U形磁鐵、電源、導(dǎo)線、開關(guān)、金屬架、線圈、1號電池(2節(jié))、電動機演示模型。

教學內(nèi)容01導(dǎo)入新課03課堂小結(jié)0204課題練習點我喔講授新課導(dǎo)入新課機床水泵電梯電力機車給電動機通電，它就能轉(zhuǎn)動。這是為什么呢？電動機帶動電動機牽引講授新課（磁場對通電導(dǎo)線的作用）磁體在磁場中會受到力的作用。磁體間通過磁場相互作用，通電導(dǎo)線周圍有磁場。那么通電導(dǎo)線會受到磁場的作用力嗎？講授新課（磁場對通電導(dǎo)線的作用）操作方案只把電源正負極對調(diào)，改變導(dǎo)線a、b中的電流方向，則導(dǎo)線a、b向與剛才相反的方向運動，即導(dǎo)線受力的方向發(fā)生改變。如果把電源正負極對調(diào)，同時對調(diào)一下磁極，即同時改變導(dǎo)線a、b中的電流方向和磁場方向，導(dǎo)線a、b的運動方向不變，即導(dǎo)線a、b的受力方向不變。只把磁極對調(diào)一下，改變磁場方向，導(dǎo)線a、b向與剛才相反的方向運動，即導(dǎo)線受力的方向也發(fā)生改變。123講授新課（磁場對通電導(dǎo)線的作用）

電流方向磁場方向?qū)w運動方向1

2

3

4

講授新課（磁場對通電導(dǎo)線的作用）通電導(dǎo)線在磁場中，要受到力的作用，力的方向跟電流的方向、磁感線的方向都有關(guān)系，當電流的方向或者磁感線的方向變得相反時，通電導(dǎo)線受力的方向也變得相反。實驗結(jié)論講授新課（磁場對通電導(dǎo)線的作用）如果把通電線圈放入磁場它會運動嗎？由于導(dǎo)線兩邊的電流方向是不一樣的，那么它們受到的力也就不一樣，就像一個框被相反的力扭動一樣，所以通電線圈是轉(zhuǎn)動的，但不能持續(xù)轉(zhuǎn)動。講授新課（電動機的基本構(gòu)造）電動機能夠轉(zhuǎn)動的線圈轉(zhuǎn)子固定不動的磁體定子（電動機工作時，轉(zhuǎn)子在定子中飛快地轉(zhuǎn)動)。講授新課（電動機的基本構(gòu)造）甲線圈受到的力使它順時針轉(zhuǎn)動乙線圈由于慣性會越過平衡位置丙線圈受到的力使它順時針轉(zhuǎn)動講授新課（電動機的基本構(gòu)造）1.線圈會在什么位置停下來？為什么？2.要使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動下去，應(yīng)采取什么措施？線圈不能連續(xù)轉(zhuǎn)動，是因為線圈越過了平衡位置后，它受到的力要阻礙它的轉(zhuǎn)動。講授新課（電動機的基本構(gòu)造）A、B--電刷：與半環(huán)接觸，使電源和電圈組成閉合電路。E、F--換向器：跟線圈兩端相連，可隨線圈一起轉(zhuǎn)動，兩半環(huán)中間斷開，彼此絕緣。作用：及時改變線圈中的電流方向，使受力方向總是相同，線圈一直轉(zhuǎn)動下去。講授新課（電動機的基本構(gòu)造）1.實際的電動機是通過換向器來實現(xiàn)這一目的的。2.電動機都有多個線圈。每個線圈都接在一對換向片上，以保證每個線圈在轉(zhuǎn)動的過程中受力的方向都能使它朝同一方向轉(zhuǎn)動。實際的直流電動機的轉(zhuǎn)子課堂小結(jié)3．換向器：____________________________________________________________________________。磁場對通電導(dǎo)線的作用1．通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用。2．通電導(dǎo)體所受力的方向跟______________________有關(guān)。電動機1．結(jié)構(gòu)：_____________。2．工作原理：_____________________________。電流方向、磁場方向定子、轉(zhuǎn)子通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動當線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時，能夠自動改變線圈中的電流方向，使線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動課題練習在下面的實驗裝置中，能說明電動機工作原理的是(

)。A.B.C.D.C課題練習如圖所示是張鵬同學設(shè)計的實驗裝置圖，請說明:1.當開關(guān)S閉合后，線圈轉(zhuǎn)動的原因是

___________________________________。2.將線圈兩端引線的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，其作用與直流電動機中________的作用相同。3.要改變線圈轉(zhuǎn)動方向，你的辦法是：________________；_______________。4.人們利用這一原理發(fā)明了________。通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用換向器改變電流方向改變磁場方向電動機第2節(jié)電功率第十八章電功率導(dǎo)入新課講授新課課堂小結(jié)隨堂訓(xùn)練

觀察電能表，常常可以發(fā)現(xiàn)：電能表上的鋁盤在使用一只節(jié)能燈時轉(zhuǎn)得慢，在使用電熱水器時轉(zhuǎn)得快。電能表鋁盤轉(zhuǎn)動的快慢是否與用電器的種類有關(guān)！這兩種用電器究竟有什么不同？下面我們來看它們的銘牌。導(dǎo)入新課燈泡和熱水器銘牌圖熱水器節(jié)能燈上的“24W”和電熱水器上的“2200W”的字樣是什么意思?節(jié)能燈導(dǎo)入新課學習目標1.知道電功率的定義、定義式、單位；2.知道千瓦時的由來和意義；4.知道額定電壓和額定功率；3.會用公式P=UI進行簡單的計算。導(dǎo)入新課分別拿一只25W的燈泡和一只1800W的電熱水壺，分別接在電路上，比較電能表鋁盤轉(zhuǎn)動的快慢，并說明哪個用電器消耗電能較快？物理學中用電功率表示用電器消耗電能的快慢。

“1800W”比“25W”的用電器消耗電能較快！燈泡上的“25W”和電熱水壺上的“1800W”表示消耗電能的快慢。電功率一講授新課

換算關(guān)系：1kW=103W

1W=103mW

各種不同的用電器，電功率一般是不同的，翻看用電器的說明書，我們常?？梢钥吹健半姽β省边@樣的參數(shù)。下面是一些用電器的電功率。1．物理意義：表示電流做功的快慢。2．單位：瓦特，簡稱瓦，符號是W。千瓦 (kW)，毫瓦(mW)講授新課天河一號巨型計算機4.04×106W液晶電視機約100W家用空調(diào)約1000W排風扇約20W吸塵器約800W手電筒約0.5W電吹風機約500W計算器約0.5mW臺式計算機約200W電子表約0.01mW小資料用電器的電功率講授新課電動機農(nóng)田灌溉時用來帶動水泵的電動機，功率大約在幾千瓦到幾十千瓦之間；大型發(fā)電站的發(fā)電功率可達一百萬千瓦以上。發(fā)光二極管的功率約為50mW。小資料講授新課你一定能找對下列用電器的電功率彩色電視機0.4W半導(dǎo)體收音機125W日光燈800W電飯鍋40W試一試講授新課②電流做功相同，比較時間長短，

①通電時間相同，比較做功多少，有哪些方法可以比較電流做功的快慢？電流通過電風扇的電動機，半小時消耗電能72000J，電流通過起重機的電動機，2秒內(nèi)消耗電能40000J，電流通過哪種電動機消耗電能快?做功多的電流做功快。時間短的電流做功快。想一想講授新課P=Wt數(shù)學表達式為:P=UI

由W

=UIt，得:W

——焦耳（J）

t

——

秒（s）

P

——瓦特（W）

3.電功率定義：電流在單位時間內(nèi)所做的功。

1W=1J/s=1V·A功率

=電功時間W

——千瓦時（kW·h）

t

——

小時（h）

P

——千瓦（kW）

1瓦特=1焦耳/秒=1伏特·安培即：講授新課我們學習了功率的公式P=WtP=UI和結(jié)合歐姆定律U=IR，電功率的公式還能變形為P=I2RP=U2R和

僅適合純電阻電路，即電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路。

適合所有電路講授新課在串聯(lián)電路中電流處處相等，若電阻R1、R2的功率分別為P1、P2，則講授新課4.串、并聯(lián)電路中電功率的特點I1I2結(jié)論：串聯(lián)電路用電器的電功率與電阻成正比。在并聯(lián)電路中各支路電壓相等，若電阻R1、R2的功率分別為P1、P2，則U1U2結(jié)論：并聯(lián)電路用電器的電功率與電阻成反比。kW·h和kW是兩個不同物理量的單位。

如果P

和t

的單位分別用kW、h，那么它們相乘之后，就得到電能的另一個單位：千瓦時（度）。W=Pt1千瓦時可以看作功率為1kW的用電器使用1h所消耗的電能。P

=Wt“千瓦時”的來歷二講授新課W=Pt=1kW×1h=1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J即:1kW·h＝3.6×106J思考：從公式W＝Pt你想到了節(jié)能的辦法嗎？

可以在不改變用電時間的情況下，盡可能的減小用電器的功率，也可以在不減小用電器功率的情況下，減少用電時間。也可以同時減小用電器的功率和用電時間。講授新課演示實驗1：將兩只“PZ220V

25W”和“PZ220V

60W”的燈泡，先后并聯(lián)和串聯(lián)接入家庭電路中，觀察燈泡的發(fā)光情況?，F(xiàn)象：在串聯(lián)電路中兩燈泡變暗了，并且在并聯(lián)電路中更亮的燈泡，在串聯(lián)電路中反而更暗。

不同用電器的電功率一般不同，那么，在不同情況下，例如在不同電壓下，同一個用電器的功率總是一樣的嗎?額定電壓額定功率三講授新課演示實驗2：取一個標有“3.8V1.5W”的電燈泡。把它接在3.8V的電路中，它正常發(fā)光。把它分別接在2V和4V的電路中，觀察并比較它們的亮度。

說明用電器消耗的電功率隨著它兩端電壓的改變而改變?，F(xiàn)象：在電壓為3.8V

時，燈泡正常發(fā)光；在低于3.8V

時，燈泡發(fā)光暗淡；在高于3.8V

時，燈泡強烈發(fā)光，甚至燈泡燒壞。講授新課3．實際電壓、實際功率實際加在用電器兩端的電壓U實。用電器在實際電壓下工作時的功率P實。1．額定電壓：用電器正常工作時的電壓U額。2．額定功率：用電器在額定電壓下工作時的功率P額。

U實=U額，則P實=P額；用電器正常工作。

U實>

U額，則P實>

P額；可能燒毀用電器。

U實<

U額，則P實<

P額；用電器不能正常工作。講授新課一個用電器只有一個額定電壓和一個額定功率，但可以有多個實際電壓和實際功率。知識拓展：

燈泡的亮度是由燈泡在電路中工作時的實際功率所決定的。講授新課觀察白熾燈泡和洗衣機的銘牌，理解其中的含義。PZ表示普通照明，220V是它的額定電壓,100W是該燈泡在額定電壓220V工作時的電功率是額定功率。講授新課一只燈泡接在220V的電路中，正常工作20h，消耗1KW·h的電能，求：這只燈泡正常工作時的電流。解：=P=Wt1KW·h20h

=0.05kW=50W=I=PU50W220V=0.23A答：這只燈泡正常工作時的電流是0.23A。練一練講授新課測量方法一：原理：實驗步驟：

用電能表測出用電器消耗的電能W，用停表測出用電時間t，由公式計算出用電器的電功率。電功率的測量四P=WtP=Wt講授新課測量方法二：原理：實驗步驟：用電壓表測出用電器兩端的電壓U，用電流表測出通過用電器的電流I，由公式P=UI計算出用電器的電功率。P=UI講授新課課堂小結(jié)電功率電功率定義：表示電流做功的快慢單位：瓦(W)，千瓦(kW)，豪瓦(mW)表達式：P=Wt推導(dǎo)式：P=I2RP=UI==U2R“千瓦時”的來歷額定電壓和額定功率電功率的測量：P=UI1.下列關(guān)于電功率的說