第一篇：電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性教案

第一章

電力拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

【引入】用電動(dòng)機(jī)作原動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)方式，稱為電力拖動(dòng)?，F(xiàn)代化礦井使用著大量的生產(chǎn)機(jī)械，幾乎全部是采用電力拖動(dòng)的。

第一節(jié) 機(jī)械特性

一、電力拖動(dòng)裝置的組成

通常，一套電力拖動(dòng)裝置由工作機(jī)構(gòu)（生產(chǎn)機(jī)械）、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制設(shè)備四部分組成。如圖1.1.1所示。

圖 1.1.1電力拖動(dòng)系統(tǒng)示意圖

1、工作機(jī)構(gòu)

工作機(jī)構(gòu)是生產(chǎn)機(jī)械執(zhí)行工作的機(jī)械部分，如提升機(jī)的卷筒、鋼絲繩及提升容器，采煤機(jī)的滾筒與截齒等。電力拖動(dòng)過(guò)程中，負(fù)荷的變化往往來(lái)自工作機(jī)構(gòu)。

2、電動(dòng)機(jī)

電動(dòng)機(jī)是電力拖動(dòng)裝置的原動(dòng)機(jī)，它的作用是把電源提供的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能用以拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。

電動(dòng)機(jī)分交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩大類。

3、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

大多數(shù)情況下，電動(dòng)機(jī)與工作機(jī)構(gòu)并不直接連接，而是中間還有一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用來(lái)變速或改變運(yùn)行方式，如聯(lián)軸器、皮帶、鏈條及減速器等。

4、控制設(shè)備

控制設(shè)備是控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，由各種控制電器和控制電機(jī)組成，用以控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)等。

除了上述四部分外，還有電源裝置，如各種開(kāi)關(guān)柜，上面配有繼電保護(hù)裝置和指示儀表，用以向電動(dòng)機(jī)和控制設(shè)備供電。

二、拖動(dòng)系統(tǒng)的類型

單軸系統(tǒng)：電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸直接與工作機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸相連接的拖動(dòng)系統(tǒng)； 多軸系統(tǒng)：電動(dòng)機(jī)和工作機(jī)構(gòu)之間通過(guò)若干傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接的拖動(dòng)系統(tǒng)。

1、電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)（第一三象限）

其特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩M的方向與旋轉(zhuǎn)方向(轉(zhuǎn)速n的方向)相同，M為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)從電網(wǎng)取得電能并變?yōu)闄C(jī)械能帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)。

2、制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)（第二四象限）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩M與轉(zhuǎn)速的方向相反，M為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。此時(shí)生產(chǎn)機(jī)械帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)吸收機(jī)械能并變成電能送回電網(wǎng)或消耗在電阻上。關(guān)于制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的分析將在后面有關(guān)章節(jié)中討論。

三、機(jī)械特性

1、生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性

生產(chǎn)機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)中受到阻轉(zhuǎn)矩的作用。此轉(zhuǎn)矩叫負(fù)載轉(zhuǎn)矩M?L反映到電動(dòng)機(jī)軸上即為ML。生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性指其轉(zhuǎn)速nL與負(fù)載轉(zhuǎn)矩ML'的關(guān)系反映到電動(dòng)機(jī)軸上便是

n=?（ML）

大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性可歸納為以下三種類型： 1)恒轉(zhuǎn)矩特性

恒轉(zhuǎn)矩特性的特點(diǎn)是負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，如圖1.1.3所示。礦井提升機(jī)、帶式輸送機(jī)等機(jī)械具有這種特性。

圖1.1.3 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性

a一位能負(fù)載特性；b一反作用負(fù)載特性

恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載又分兩類：位能負(fù)載和反作用負(fù)載。2)通風(fēng)機(jī)類負(fù)載特性

此類負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)速平方成正比，如圖1.1.4所示。在低速下轉(zhuǎn)矩很小，隨著轉(zhuǎn)速的升高，負(fù)載逐漸加大，加大的速率逐漸減小。通風(fēng)機(jī)、水泵具有這種特性。這類負(fù)載低速阻轉(zhuǎn)矩很小，故起動(dòng)容易。

圖1.1.4 通風(fēng)機(jī)類負(fù)載特性

圖1.1.5 恒功率負(fù)載特性

3)恒功率負(fù)載特性

恒功率負(fù)載，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比，即

PL一定時(shí)，ML與n成反比。恒功率負(fù)載特性如圖1.1.5所示。

2、電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性指電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與其電磁轉(zhuǎn)矩的關(guān)系

n=?(M)

如圖1.1.6所示。圖中1、2、3、4分別為同步電動(dòng)機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)、他勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)和串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。

所謂“硬度”系指電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的改變引起轉(zhuǎn)速變化的程度，通常用硬度系數(shù)α表示。特性曲線上任一點(diǎn)的硬度系數(shù)定義為該點(diǎn)轉(zhuǎn)矩變化的百分?jǐn)?shù)與轉(zhuǎn)速變化的百分?jǐn)?shù)之比，即

不同類型的電動(dòng)機(jī)，在相同的△M下△n不同因此α也不同。根據(jù)硬度系數(shù)α的大小，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性可分為三種類型：

1、絕對(duì)硬特性

當(dāng)轉(zhuǎn)矩變化時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速恒定不變，△n=0，硬度系數(shù)α=∞。同步電動(dòng)機(jī)具有這種機(jī)械特性。

2、硬特性

當(dāng)轉(zhuǎn)矩變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化不大，△n較小，硬度系數(shù)較大，α=-（40—10)。異步電動(dòng)機(jī)特性曲線的穩(wěn)定工作部分和他勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)具有此類特性。

3、軟特性

當(dāng)轉(zhuǎn)矩變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化很大，△n很大，硬度系數(shù)小，α為-(5—1)左右直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)具有這種機(jī)械特性。課后小結(jié)：

1、電力拖動(dòng)系統(tǒng)的組成；

2、電力拖動(dòng)系統(tǒng)各物理量的方向；

3、電力拖動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械特性。課后作業(yè)：習(xí)題一

第二節(jié)

拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程式

【復(fù)習(xí)】生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性及其特點(diǎn)。

【引入】電力拖動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)整體，電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩一方面要克服生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和系統(tǒng)的摩擦阻轉(zhuǎn)矩，另一方面還要平衡系統(tǒng)變速所需要的慣性轉(zhuǎn)矩。

一、運(yùn)動(dòng)方程式

根據(jù)動(dòng)力學(xué)的原理，電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式可寫(xiě)為

式中

M——電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，即拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩；

ML——系統(tǒng)的靜阻轉(zhuǎn)矩，包括生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和系統(tǒng)的摩擦轉(zhuǎn)矩；

GD——系統(tǒng)的飛輪慣量，它反映了一個(gè)旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性，與旋轉(zhuǎn)體的重量、形狀和軸的位置有關(guān)；

dn/dt——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化率。從上式看出

(1)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，dn/dt=0，M=ML，電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩只用來(lái)平衡系統(tǒng)的靜阻轉(zhuǎn)矩、電力拖動(dòng)系統(tǒng)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。

(2)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，dn/dt>0，M>ML，電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)轉(zhuǎn)速大于靜阻轉(zhuǎn)矩，多余部分用于系統(tǒng)加速。

(3)減速運(yùn)行時(shí)，dn/dt <0，M

了一部分靜阻轉(zhuǎn)矩。

二、多軸系統(tǒng)的折算

由于中間傳動(dòng)裝置的變速作用，實(shí)際拖動(dòng)系統(tǒng)各部分的轉(zhuǎn)速往往是不同的，轉(zhuǎn)矩也不同。下面以圖1.1.2的提升絞車為例加以討論。

2圖 1.1.2 提升絞車傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖

1、功率的傳遞

電力拖動(dòng)中，電動(dòng)機(jī)把電網(wǎng)提供的電能變成機(jī)械能，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)再把機(jī)械能傳給生產(chǎn)機(jī)械。若忽略傳動(dòng)中的損失，那么

式中

PM——電動(dòng)機(jī)的電磁功率；

P1L——工作機(jī)械的機(jī)械功率。

實(shí)際上，在傳動(dòng)中由于齒輪間、軸與軸承間的摩擦等阻力的作用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)要損失一部分功率，變成了熱能。假設(shè)損失的這部分功率為P0，則

ηt叫傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)效率，它的值小于1?？紤]到傳動(dòng)損失，在電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，2、力和轉(zhuǎn)矩的傳遞

電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)功率略大于生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械功率。

一對(duì)齒輪嚙合時(shí)，在輪齒接觸處，主動(dòng)輪給從動(dòng)輪的作用力等于從動(dòng)輪給主動(dòng)輪的反作用力。由于齒輪的直徑不同，傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩便不相等。對(duì)于減速傳動(dòng)，小齒輪帶動(dòng)大齒輪，轉(zhuǎn)速變低，轉(zhuǎn)矩變大。

如圖1.1.2所示，Z2與Z3固定在同一軸上，這兩個(gè)齒輪上的轉(zhuǎn)矩相等。Z3

與Z4嚙合，使大軸上的轉(zhuǎn)矩又大于中間軸上的轉(zhuǎn)矩。

根據(jù)功率傳遞關(guān)系得出

式中

ML——負(fù)載反映到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩；

M?L——工作機(jī)械的靜阻轉(zhuǎn)矩；

j——電動(dòng)機(jī)軸與工作機(jī)械軸的傳動(dòng)比； ηt——傳動(dòng)效率。

對(duì)于減速傳動(dòng)，由于j大于1，生產(chǎn)機(jī)械反映到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩小于生產(chǎn)機(jī)械軸上的轉(zhuǎn)矩。在一個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)矩與各軸的轉(zhuǎn)速成反比，轉(zhuǎn)速越低的軸，工作轉(zhuǎn)矩越大，因此軸的直徑也越大。課后小結(jié)：

1、電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程式；

2、多軸系統(tǒng)的折算；

課后作業(yè)：習(xí)題一

第三節(jié)

拖動(dòng)系統(tǒng)的靜態(tài)工作點(diǎn)

【復(fù)習(xí)】運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)方程式進(jìn)行多軸系統(tǒng)的計(jì)算方法。

【引入】電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)行時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作用于電動(dòng)機(jī)軸上，所以在系統(tǒng)運(yùn)行中電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性是同時(shí)存在的。要使電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，須具有下述條件：

一、必要條件

從運(yùn)動(dòng)學(xué)方程式可知，當(dāng)拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩M和負(fù)載轉(zhuǎn)矩ML大小相等、方向相反互相平衡時(shí)，轉(zhuǎn)速為某一穩(wěn)定值，系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，所以兩條特性曲線有交點(diǎn)是穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速即為系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)速度。如圖1.1.7所示，圖中A點(diǎn)為直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的一個(gè)穩(wěn)定工作點(diǎn)。如果

負(fù)載轉(zhuǎn)矩由ML1增加到ML2，則工作點(diǎn)從A移到B，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)地增加，轉(zhuǎn)速?gòu)膎A降到nB，又穩(wěn)定運(yùn)行于B點(diǎn)。

二、充分條件

如果拖動(dòng)系統(tǒng)原來(lái)在交點(diǎn)處運(yùn)行，由于某種原因(如電源電壓波動(dòng)、負(fù)載沖擊等)使轉(zhuǎn)速稍有變化，離開(kāi)了原工作點(diǎn)，當(dāng)干擾消除后，拖動(dòng)系統(tǒng)有能力恢復(fù)到原工作點(diǎn)，則系統(tǒng)運(yùn)行就是穩(wěn)定的?，F(xiàn)以異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載為例進(jìn)行分析。

圖1.1.7 他勵(lì)電動(dòng)機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載穩(wěn)定工作點(diǎn)

圖1.1.8拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件分析

課后小結(jié)：

3、拖動(dòng)系統(tǒng)的靜態(tài)工作點(diǎn)；

4、拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。課后作業(yè)：習(xí)題一

第二篇：電動(dòng)機(jī)教案

【課題】電動(dòng)機(jī)

【教學(xué)目標(biāo)】 1.知識(shí)與技能

①了解磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用；

②初步認(rèn)識(shí)科學(xué)與技術(shù)、社會(huì)之間的關(guān)系。2.過(guò)程與方法

經(jīng)歷制作模擬電動(dòng)機(jī)的過(guò)程，通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法探究直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。

3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)了解物理知識(shí)如何轉(zhuǎn)化成實(shí)際技術(shù)應(yīng)用，進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)知識(shí)和應(yīng)用物理知識(shí)的興趣?！局攸c(diǎn)、難點(diǎn)】 重點(diǎn)：

①通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到力的作用，力的方向跟電流的方向、磁場(chǎng)的方向都有關(guān)；

②直流電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)化。

難點(diǎn)：

電動(dòng)機(jī)能夠持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的原因。【教學(xué)環(huán)節(jié)】

復(fù)習(xí)提問(wèn)：

奧斯特實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？ 新課引入： 引導(dǎo)學(xué)生舉出盡可能多的用電器，從這些用電器中找到使用電動(dòng)機(jī)的用電器。出示電動(dòng)機(jī)模型，提出問(wèn)題： 電動(dòng)機(jī)是如何工作的？

新課教學(xué)

一、通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的作用 提出問(wèn)題：

通電導(dǎo)體與磁場(chǎng)之間到底有什么作用？

引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。1.通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 觀察：

（1）未閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的情況；（2）未加磁場(chǎng)時(shí)，通電導(dǎo)體的情況；

（3）閉合開(kāi)關(guān)，觀察導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的情況 提出問(wèn)題：

從上述現(xiàn)象，你可以獲得什么樣的結(jié)論？ 小結(jié)：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用。

2.通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的方向與電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān) 引導(dǎo)學(xué)生討論通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方向與什么因素有關(guān) 引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生觀察：

（1）改變電流方向?qū)τ谕妼?dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方向的影響（2）改變磁場(chǎng)方向?qū)τ谕妼?dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方向的影響

（3）同時(shí)改變磁場(chǎng)的方向和通入電流的方向?qū)τ谕妼?dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方向的影響

小結(jié)：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向與電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)。

二、通電線圈在磁場(chǎng)中的作用 提出問(wèn)題：

通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用會(huì)運(yùn)動(dòng)，那么通電線圈在磁場(chǎng)中又會(huì)受到什么作用？

演示實(shí)驗(yàn)探究

小結(jié)：通電線圈在磁場(chǎng)中會(huì)扭轉(zhuǎn) 提出問(wèn)題：

怎么樣才能讓線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)起來(lái)？

引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，注意分析線圈的受力變化，引導(dǎo)學(xué)生找到辦法。演示實(shí)驗(yàn)：讓線圈在磁場(chǎng)中連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)

三、電動(dòng)機(jī) 1.電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造

⑴定子：固定不動(dòng)的部分 ⑵轉(zhuǎn)子：能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的部分 2.換向器 說(shuō)明：直流電動(dòng)機(jī)的換向器的作用，注意利用課件和實(shí)物進(jìn)行說(shuō)明 小結(jié)： 作用：通過(guò)改變通入線圈的電流的方向來(lái)改變通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方向，使線圈在磁場(chǎng)中不停地轉(zhuǎn)動(dòng)。3.電動(dòng)機(jī)的工作原理

提出問(wèn)題：

電動(dòng)機(jī)的工作原理是什么？

電動(dòng)機(jī)的工作原理：通電線圈在磁場(chǎng)中會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。4.電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)化

提出問(wèn)題：能量怎樣轉(zhuǎn)化？ 小結(jié)：電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。

5.電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用：引導(dǎo)學(xué)生舉例 小結(jié)：

知識(shí)小結(jié)：

一、通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的作用 1.通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用

2.通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的方向與電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)

二、通電線圈在磁場(chǎng)中的作用：使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)

三、電動(dòng)機(jī) 1.電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造 2.換向器

3.電動(dòng)機(jī)的工作原理 4.電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)化

電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用 方法小結(jié)：

1．思維程序：提出問(wèn)題——猜想——實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)——得出結(jié)論——實(shí)際應(yīng)用 2.研究方法：控制變量法、轉(zhuǎn)換法。

作業(yè)：動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理：1.2.4.

第三篇：電動(dòng)機(jī)教案

第四節(jié) 電動(dòng)機(jī)

第一課時(shí) 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用

一、教學(xué)目標(biāo)：

1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察搞清通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中將受到磁場(chǎng)力的作用，知道通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力方向與電流方向，以及磁感線方向有關(guān)系。

2、知道電動(dòng)機(jī)就是利用上述現(xiàn)象制成的。

3、搞清電磁感應(yīng)和磁場(chǎng)對(duì)電流作用中的能量轉(zhuǎn)化。

4、培養(yǎng)、訓(xùn)練學(xué)生觀察能力和從實(shí)驗(yàn)事實(shí)中，歸納、概括物理概念與規(guī)律的能力。

二、重點(diǎn)難點(diǎn)分析：

通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力方向與磁場(chǎng)方向、電流方向之間的關(guān)系是本節(jié)的難點(diǎn)，也是分析電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的依據(jù)。初中不要求左手定則，弄清楚電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)有一定難度。

三、教具：

演示用通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力實(shí)驗(yàn)器材（電源、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、蹄型磁鐵、鐵棒架）

通電線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的演示裝置。

四、主要教學(xué)過(guò)程 ㈠ 引入新課：

首先做直流電動(dòng)機(jī)通電轉(zhuǎn)動(dòng)的演示實(shí)驗(yàn)，接著提出問(wèn)題：電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)？

請(qǐng)同學(xué)們回憶一下奧斯特實(shí)驗(yàn)——電流周圍存在著磁場(chǎng)。復(fù)習(xí)：磁體的周圍存在著磁場(chǎng)，電流的周圍也存在著磁場(chǎng)；

磁場(chǎng)最基本的性質(zhì)是對(duì)磁場(chǎng)中的磁體產(chǎn)生磁力作用，那么磁場(chǎng)對(duì)磁場(chǎng)中的電流是否會(huì)產(chǎn)生磁力作用呢？

即電流對(duì)磁體有力的作用，磁體對(duì)電流有無(wú)力的作用呢？ ㈡ 新課教學(xué)

板書(shū)：

四、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用

1、通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力演示實(shí)驗(yàn)。

⑴、介紹實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)對(duì)象為通電小銅棒。（通電直導(dǎo)線）

⑵、實(shí)驗(yàn)過(guò)程：靜止在導(dǎo)軌上的銅棒通電后，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？（實(shí)驗(yàn)表明：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到磁力作用。）

⑶、改變電流方向，不改變磁場(chǎng)方向銅棒運(yùn)動(dòng)方向怎么樣改變？（現(xiàn)象：銅棒運(yùn)動(dòng)方向改變。結(jié)論：通電直導(dǎo)線的受力方向與電流方向有關(guān)。）

⑷、改變磁感線方向，不改變電流方向，銅棒運(yùn)動(dòng)方向怎么樣改變？（現(xiàn)象：銅棒運(yùn)動(dòng)方向改變。結(jié)論：通電直導(dǎo)線的受力方向與磁感線方向有關(guān)。）

用邊演示，邊指導(dǎo)觀察，邊提出問(wèn)題的方式，完成實(shí)驗(yàn)。問(wèn)：通電銅棒在磁場(chǎng)中，運(yùn)動(dòng)的原因是什么？

通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用，力的方向與電流方向、磁感線方向是相互垂直的，不論是改變電流方向．還是改變磁場(chǎng)方向，都會(huì)改變力的方向。

小結(jié)：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用

A、通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用.B、通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里受力的方向，與電流方向和磁感線方向有關(guān)。

2、應(yīng)用：通電線圈在磁場(chǎng)中

⑴、出示線圈在磁場(chǎng)中的演示實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象是通電線圈。⑵、把一個(gè)線圈放在磁場(chǎng)里，接通電源讓電流通過(guò)線圈，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。（從課本的圖中甲圖位置變到乙圖位置）

分析課本中甲圖的ab邊受力向上，由磁場(chǎng)對(duì)電流的作用第二條可知：cd邊受力向下。結(jié)果線圈將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。

通電線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)就是用這個(gè)原理制成的。下節(jié)課我們學(xué)習(xí)討論直流電動(dòng)機(jī)。

分析課本中乙圖的ab邊仍受向上的力，cd邊受向下的力，轉(zhuǎn)動(dòng)將停止。討論想想議議，線圈會(huì)立即停下來(lái)嗎？

（由于慣性，線圈會(huì)在平衡位置附近擺動(dòng)幾下。為什么？）小結(jié)：

電動(dòng)機(jī)是利用通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)的原理制成的。

3、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用過(guò)程中的能量變化怎樣： 消耗了什么能—電能，（電源）得到了什么能——機(jī)械能（線圈轉(zhuǎn)動(dòng)）

比較：電磁感應(yīng)——機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能——發(fā)電機(jī) 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用——電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能——電動(dòng)機(jī) ㈢ 作業(yè)：略

第四篇：電動(dòng)機(jī)教案

加強(qiáng)教學(xué)研究 促進(jìn)對(duì)話交流 拓展專業(yè)視野

《全效學(xué)習(xí)》讓課堂教學(xué)煥發(fā)出生命的活力

加強(qiáng)教學(xué)研究 促進(jìn)對(duì)話交流 拓展專業(yè)視野

《全效學(xué)習(xí)》讓課堂教學(xué)煥發(fā)出生命的活力

分析：從以上實(shí)驗(yàn)知道，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合，線圈中有電流通過(guò)，線圈由靜止變運(yùn)動(dòng)，線圈獲得了機(jī)械能，而電流通過(guò)線圈，線圈消耗電能。

三、課堂小結(jié)

1．通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里會(huì)受到力的作用。

2．通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里受力的方向，跟電流方向和磁感線方向有關(guān)。

3．通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)，在平衡位置時(shí)靜止。

4．通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)消耗了電能，得到了機(jī)械能。

四、課堂鞏固練習(xí)

1、如圖所示，把一根直導(dǎo)線AB放在蹄形磁鐵的磁場(chǎng)中，接通電源后，讓電流通過(guò)導(dǎo)體AB，下列說(shuō)法正確的是（）

A.AB仍靜止 B.AB在水平方向運(yùn)動(dòng)起來(lái)

C.AB沿磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng) D.AB沿電流方向運(yùn)動(dòng)

2、關(guān)于通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)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(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）

A．電流方向改變時(shí)，導(dǎo)體受力方向改變

B．磁場(chǎng)方向改變時(shí)，導(dǎo)體受力方向改變

C．電流方向和磁場(chǎng)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(chǎng)方向同時(shí)改變，導(dǎo)體的受力方向不變

3、將一矩形線圈懸掛在磁場(chǎng)中，通電后線圈卻不能轉(zhuǎn)動(dòng)，其原因可能是（）

A.線圈中的電流太大 B.線圈平面與磁場(chǎng)方向平行

C.線圈方向與磁場(chǎng)方向垂直 D.線圈平面與磁感線夾角小 參考答案：

1、B

2、C

3、C

五、課外鞏固：

1、作業(yè)本作業(yè)。

2、復(fù)習(xí)本次課內(nèi)容。

3、預(yù)習(xí)下次課內(nèi)容。

加強(qiáng)教學(xué)研究 促進(jìn)對(duì)話交流 拓展專業(yè)視野

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4．培養(yǎng)學(xué)生把物理理論應(yīng)用于實(shí)際的能力。教學(xué)建議

1．本節(jié)采用程序性的提問(wèn)和討論，啟發(fā)學(xué)生弄清線圈受力情況和轉(zhuǎn)回來(lái)的原因，以及解決問(wèn)題的辦法，可以培養(yǎng)學(xué)生的思維和創(chuàng)造能力。

2．換向器是教學(xué)的難點(diǎn)，利用放大的直觀模型或課件很有必要。靠這一節(jié)課教學(xué)，一部分學(xué)生可能還沒(méi)有完全弄清楚，下節(jié)課學(xué)生將進(jìn)一步認(rèn)識(shí)它。

3．通過(guò)前面幾節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生識(shí)圖能力應(yīng)該有所提高，本節(jié)電動(dòng)機(jī)原理圖要盡量讓學(xué)生自己看圖理解。

教學(xué)過(guò)程

一、復(fù)習(xí)引入新課

提問(wèn)：上節(jié)課我們做實(shí)驗(yàn)給磁場(chǎng)中的導(dǎo)體通電，發(fā)現(xiàn)了什么？（通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的作用開(kāi)始運(yùn)動(dòng)）。

提問(wèn)：這個(gè)力的方向與哪兩個(gè)因素有關(guān)？（電流方向和磁感線方向）

提問(wèn)：通電線圈在磁場(chǎng)中怎樣運(yùn)動(dòng)？（線圈會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)）

提問(wèn)：這個(gè)現(xiàn)象中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？（電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）

引入新課：電動(dòng)機(jī)就是利用通電線圈在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象制成的，它將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。下面我們來(lái)研究電動(dòng)機(jī)是如何利用上述現(xiàn)象制成的，先討論最簡(jiǎn)單的一種直流電動(dòng)機(jī)。

二、進(jìn)行新課教學(xué)

(1)使磁場(chǎng)中的通電線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的辦法

很多同學(xué)可能馬上想到通電線圈在磁場(chǎng)中不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)（轉(zhuǎn)到平衡位置要停下來(lái)），而實(shí)際的電動(dòng)機(jī)要連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。怎樣解決這個(gè)問(wèn)題呢？（此處可告訴學(xué)生把理論用于實(shí)際需要再付出很多勞動(dòng)，以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)應(yīng)用科學(xué)的興趣）要解決這個(gè)問(wèn)題，我們還得進(jìn)行深入研究。提問(wèn)：在上節(jié)課的演示實(shí)驗(yàn)中，線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)是立即停止嗎？為什么它不立即停止？（由于慣性線圈會(huì)稍轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置）

提問(wèn)：轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置后，為什么它又轉(zhuǎn)回來(lái)呢？（利用模型分析：轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置后，ab邊受力仍向里，cd邊受力仍向外，正是這一對(duì)力使線圈轉(zhuǎn)回來(lái)的）

提問(wèn)：要使線圈不轉(zhuǎn)回來(lái)，應(yīng)該在線圈剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí)就改變線圈的受力方向，即使線圈剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置就使ab邊受力變?yōu)橄蛲猓琧d邊受力變?yōu)橄蚶?。怎樣才能使線圈受力方向發(fā)生這樣的改變呢？

引導(dǎo)學(xué)生回憶影響受力方向的兩個(gè)因素，從而得出：應(yīng)該在此時(shí)改變電流方向，或者改變磁感線方向。進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生分析：改變磁感線方向就是要及時(shí)交換磁極，顯然這不容易做到；實(shí)際的直流電動(dòng)機(jī)是靠及時(shí)改變電流方向來(lái)改變受力方向的。

板書(shū)：〈1．使磁場(chǎng)中的通電線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，就要每當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置，就改變一次電流方向?！?2)換向器

提問(wèn)：怎樣才能使線圈剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí)就及時(shí)改變電流方向呢？ 讓學(xué)生想辦法并開(kāi)展討論，教師下去了解學(xué)生的情況并鼓勵(lì)和指導(dǎo)。

教師引導(dǎo)：出示電動(dòng)機(jī)模型，要求學(xué)生觀察兩個(gè)半圓銅環(huán)和電刷，指出：靠這兩樣?xùn)|西就可以解決問(wèn)題。引出換向器的作用。

提問(wèn)：“換向器”是怎樣實(shí)現(xiàn)“換向”的？利用電動(dòng)機(jī)課件或課本圖4—39相似的模型演示。

①“換向器”由兩個(gè)半銅環(huán)組成。

加強(qiáng)教學(xué)研究 促進(jìn)對(duì)話交流 拓展專業(yè)視野

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②兩個(gè)半銅環(huán)的開(kāi)口處（即絕緣處）安裝。

③當(dāng)線圈由于慣性稍稍轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí)，能交換電刷與換向器的半銅環(huán)的接觸，從而改變了線圈中的電流方向和受力方向，使線圈仍能按原來(lái)的繞向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。(3)直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造

出示直流電動(dòng)機(jī)模型：主要構(gòu)造由磁體、線圈、換向器和電刷組成。

介紹實(shí)際的電動(dòng)機(jī)由轉(zhuǎn)子和定子兩個(gè)基本部分組成

演示：給直流電動(dòng)機(jī)模型通電轉(zhuǎn)動(dòng)，提高學(xué)生興趣。

告訴學(xué)生：下節(jié)課同學(xué)們將自己裝一臺(tái)小直流電動(dòng)機(jī)，進(jìn)一步弄清楚它的有關(guān)知識(shí)。

(4)交流電動(dòng)機(jī)

讓學(xué)生閱讀課文最后一個(gè)自然段，了解交流電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用。

三、課堂小結(jié)

1、電動(dòng)機(jī)原理：通電線圈在磁場(chǎng)里受力而轉(zhuǎn)動(dòng)。

2、直流電動(dòng)機(jī)：利用直流電源供電的電動(dòng)機(jī)叫直流電動(dòng)機(jī)。

3、直流電動(dòng)機(jī)的組成：模型：由磁體、線圈、換向器和電刷組成；

實(shí)際的電動(dòng)機(jī)由轉(zhuǎn)子和定子兩個(gè)基本部分組成4、換向器的結(jié)構(gòu)和作用：結(jié)構(gòu)：由兩個(gè)半環(huán)構(gòu)成

作用：每當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置，自動(dòng)改變線圈中電流的方向

5、能量轉(zhuǎn)化：電動(dòng)機(jī)工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

四、課堂鞏固練習(xí)

1、直流電動(dòng)機(jī)能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，主要是因?yàn)椋ǎ?/p>

A.線圈的作用 B.電流的作用 C.磁場(chǎng)的作用 D.換向器的作用

2.直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，線圈經(jīng)過(guò)垂直磁感線的位置時(shí)()

A.線圈受力平衡，速度為零 B.線圈受力平衡，速度不為零

C.線圈受力不平衡，速度為零 D.線圈受力不平衡，速度不為零 3.下列說(shuō)法正確的是()

A.電動(dòng)機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)器

B.電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器

C.直流電動(dòng)機(jī)是利用線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生電流的

D.改變線圈中的電流方向，可以改變電動(dòng)機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢 參考答案：

1、D

2、B

3、B

五、課外鞏固：

1、作業(yè)本作業(yè)。

2、復(fù)習(xí)本次課內(nèi)容。

3、預(yù)習(xí)下次課內(nèi)容。

第五篇：《電動(dòng)機(jī)》教案

電動(dòng)機(jī)

教學(xué)目標(biāo)

1.了解磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用。

2.通過(guò)制作模擬電動(dòng)機(jī)的過(guò)程，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。

教學(xué)重點(diǎn)

磁場(chǎng)對(duì)電流的作用。

教學(xué)難點(diǎn)

1.分析概括通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向跟哪兩個(gè)因素有關(guān)。2.理解通電線圈在磁場(chǎng)里為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

教學(xué)過(guò)程

由生活中常見(jiàn)帶有電動(dòng)機(jī)用電器入手引入課題。電動(dòng)機(jī) 提問(wèn)：

奧斯特實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？

（引導(dǎo)學(xué)生回憶奧斯特實(shí)驗(yàn)，知道通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)，能使小磁針偏轉(zhuǎn)，即電流對(duì)磁體有力的作用，那么反過(guò)來(lái)，磁體對(duì)電流有力的作用嗎？進(jìn)入快樂(lè)體驗(yàn)：

一、1、研究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用

學(xué)生回答并總結(jié)影響通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的兩個(gè)因素： 通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的方向，跟電流方向和磁感線方向有關(guān)。

讓學(xué)生猜想：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里要受到力的作用要運(yùn)動(dòng)，如果把一個(gè)通電線圈放于磁場(chǎng)中，它又將怎樣?

2、研究磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用 ［探究］讓線圈轉(zhuǎn)起來(lái)

屏幕上顯示實(shí)驗(yàn)器材、用漆包線制作矩形線圈的制作方法，用紅色字強(qiáng)調(diào)制作過(guò)程的注意事項(xiàng) 教師巡視指導(dǎo)，查看各組學(xué)生分組制作線圈情況。

線圈制作完成后，屏幕上顯示組裝小電動(dòng)機(jī)時(shí)線圈和磁鐵的放置方法及如何使小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方法。

讓學(xué)生把制作的線圈置于磁場(chǎng)中并接通電路觀察它的轉(zhuǎn)動(dòng)。

老師查看各組情況作總結(jié)，揭示電動(dòng)機(jī)的工作原理：通電線圈在磁場(chǎng)中受力將會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

二、電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造

結(jié)合制作的小電動(dòng)機(jī)，學(xué)生回答電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造。屏幕出示定子和轉(zhuǎn)子。

［師］在上面探究活動(dòng)中，我們使線圈轉(zhuǎn)起來(lái)了。如果把“小小電動(dòng)機(jī)”線圈兩端引線的漆皮全部刮掉，線圈又會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢？

學(xué)生實(shí)際操作、觀察并回答現(xiàn)象：線圈轉(zhuǎn)到一定位置后停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

教師結(jié)合圖進(jìn)行解釋，讓學(xué)生結(jié)合影響通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力方向的因素進(jìn)行討論并回答：如何能使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)？

實(shí)際的直流電動(dòng)機(jī)是通過(guò)換向器來(lái)實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)功能，看屏幕（屏幕放映帶有換向器的線圈在磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程）

讓學(xué)生結(jié)合flash動(dòng)畫(huà)認(rèn)識(shí)換向器的構(gòu)造并討論回答它的作用。屏幕出示換向器的作用.［師］實(shí)際的直流電動(dòng)機(jī)都有多個(gè)線圈，每個(gè)線圈都接在一對(duì)換向片上。

三、生活中的電動(dòng)機(jī)

結(jié)合課本和生活經(jīng)驗(yàn)回答電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)。收獲園

通過(guò)本節(jié)學(xué)習(xí)，談?wù)勀愕氖斋@。