师:上课,同学们好,欢迎来到科学课堂。通过之前的学习,我们了解到 1820 年,丹麦科学家奥斯特发现电可以产生磁,打开了电磁学研究的大门,也助力人们大规模使用电。如今,电已成为我们生活中不可或缺的一部分。看,老师这里有一台自制小电风扇,通电后,它就转动起来;断开电源,便停下来。那老师想问,是什么主要零件让小电风扇通电后能转动呢?
生:老师,我认为扇叶后面连接了一个小马达,是小马达让它转动起来的。
师:同学们眼力真好。没错,扇叶能够转动的核心零件,就是后面的小马达,也就是小电动机。那么,小电动机为什么能转动呢?要了解这个问题,我们先观察小电动机的结构。
生:我发现电动机最右侧是一根金属轴,中间是一个金属外壳,再往左是一个塑料帽,塑料帽上还有两个金属连接点。
师:同学们观察得很仔细。那么,电动机的轴为什么会转动呢?仅观察外部结构似乎不够了,我们该怎么办?
生:我们可以把它拆开来。
师:没错,那就跟着老师拆开看看。
(拆解小电动机后)
师:通过拆解,我们发现电动机可分成三个部分,分别是外壳、转子和后盖。接下来,请同学们依次观察这些部分里面有什么。
生:我发现外壳里面有两个黑色物体紧紧贴着外壳,我猜测它们是磁铁。
师:有什么证据证明这个猜测呢?
生:我用回形针试了下,被这个黑色物体吸引住了,说明这个物体是磁铁。
师:同学们真有办法,通过实验确定这两个黑色物体是磁铁。然后,我们看看转子部分。
生:我发现转子上面有一根长长的金属轴,里面有很多金属线圈绕在三个铁心上。
师:同学们真是好眼力,所以我们看到转子上面有线圈和铁芯。那么,在这根金属轴上面还有什么发现吗?
生:我还发现转子的一端套着三个弧形金属片,当转子转动时,这三个金属片也跟着转动。
师:同学们观察得很仔细,这三个弧形铜片,我们把它叫做换向器。最后,我们看看后盖里面有什么。
生:我发现后盖里有两根金属片,这两根金属片外面有两个连接点,是可以连接电源用的。
师:没错,这两个连接电源用的金属片,我们把它叫做电刷。现在,请同学们拿出准备好的电动机,对照实验记录单,再次认识小电动机各部分构造,然后大家一起预测每个结构的功能,以及小电动机的工作原理是什么,并把想法记录在记录单上,现在就开始行动吧。
(完成实验记录单后)
师:通过完成实验记录单,你们对电动机各部分构造是不是更清楚了?哪位同学来说说你们的预测?
生:我们组预测后盖中的电刷可以连接电源,相当于电路中的导线,起到连接作用。
生:转子上面的铁芯和线圈可以组成电磁铁,通电后能产生磁,外壳上的磁铁可以与通电后的转子产生排斥或吸引的相互作用。
生:我预测小电动机的工作原理是电刷连接电源后使转子产生了磁,与外壳的磁铁相互作用,使电动机转动起来。
师:同学们观察得真仔细。刚才同学们推测转子上的铁芯和线圈组合起来是一个电磁铁,如何验证它到底是不是电磁铁呢?
