资源简介

(共32张PPT)
第二十章 电与磁
第4节 电动机
第5节 跨学科实践：制作简易直流电动机
生活、生产中、科学技术中都离不开电动机，为什么电动机通电后，它就能够转动呢？
第4节 电动机
课堂导入
一、磁场对通电导线的作用
我们知道，磁体在磁场中会受到力的作用，磁体间通过磁场相互作用。
通电导线周围有磁场。那么通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？
磁场
课程讲授
实验① 实验② 实验③
在实验①中，闭合开关，导线ab向左运动。
由实验②可知：只改变导线中的电流方向时，导线ab向右运动，与①运动方向相反。
由实验③可知：只改变磁场方向，导线ab向右运动，与①运动方向相反。
2.当电流的方向或者磁场的方向有一个变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反；当电流的方向和磁场的方向同时变得相反时，通电导线受力的方向不变，即“一变就变”、“全变不变”。
1.通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关系。
想一想：如果把一个通电线圈放在磁场中，它又会怎样运动呢？下面我们探究磁场对通电线圈的作用。
视频欣赏《通电线圈在磁场中的扭转》
（1）在如图甲所示位置时，通电线圈的两边在磁场中都受力，ab边受力方向竖直向上，cd边受力方向竖直向下， 方向相反，发生顺时针转动。
探究通电线圈在磁场中不能连续转动的原因
甲
（2）当线圈的平面与磁场垂直时（图乙），通电线圈ab边与cd边受平衡力作用，达到平衡位置。这时由于惯性，线圈还会继续转动。
乙
（3）如图丙所示，线圈靠惯性越过平衡位置后，ab边受力方向竖直向上，cd边受力方向竖直向下，方向相反，磁场力作用的结果使线圈又逆时针旋转。
（4）通电线圈最后静止在平衡位置（图丁）。
电动机由两部分组成：能够转动的线圈，也叫转子；固定不动的磁体，也叫定子。
二、电动机
如果在线圈转动的后半周，不是停止给线圈供电，而是设法改变后半周的电流方向，使线圈在后半周也获得动力，线圈不就能转得更平稳了吗？
换向器
两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘。A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。
换向器的作用 ：每当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
无论线圈的哪个边，只要它处于靠近磁体S极的一侧，其中的电流都是从读者这边朝纸内的方向流去，这时它的受力方向总是相同的（向上），线圈就可以不停地转动下去了。


通电线圈在磁场中，ab、cd两边电流方向相反，受力方向相反，顺时针转动。
线圈转到平衡位置，电刷接触到换向器中间绝缘部分，不受力，利用惯性转过平衡位置。

线圈越过平衡位置后，利用换向器改变了电流方向，受力方向改变，仍然顺时针转动。
线圈利用惯性转过平衡位置后，又改变了电流的方向和受力方向，继续转动。
1
2
3
4
视频欣赏《电动机的转动原理》
工作原理：磁场对通电线圈有力的作用。
能量转化：电动机工作时，把电能转化为机械能。
三、扬声器
扬声器是怎样发出声音的呢？
1.作用：是把电信号转变为声音信号的装置。
2.结构：线圈、永久磁体、锥形纸盆。
3.工作原理：扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，由于线圈中的电流方向是不断的变化，线圈就不断的来回振动，带动纸盆也不断地来回振动，于是扬声器就发出了声音。
扬声器的工作原理为通电导线在磁场中受力的作用，与电动机原理相同。
想一想：
如果在线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，由于惯性，线圈继续转动。转动半周后再继续供电，线圈不就可以持续转下去了吗？
四、制作简易直流电动机
（1） 实验器材
（2） 制作线圈
将粗漆包线制成一个线圈，把一端的绝缘漆全部刮掉，另一端只刮半周。
（3）组装器材
如图所示，将线圈的两端放在羊眼钉上，在线圈的下方置于圆形强磁铁，然后接在电源上，这样就制成了一个小小的电动机。
通电后，看看线圈能否转动？
把一端线圈的绝缘漆只刮掉半周的目的是什么？
线圈每转一周，只有半周获得动力，在另半周线圈没有电流通过，线圈不受力，但由于惯性继续转动，当转过这半周后，又回到原来的状态，线圈又受到向同方向转动的力，线圈就可以持续转动下去。
通电导体在磁场中受到力的作用
电流的方向
磁场的方向
磁场对通电
导体的作用
电动机
电动机
原理：通电线圈在磁场中受力而转动
基本组成：换向器、转子、定子
换向器作用：线圈转过平衡位置时，
自动改变线圈中电流的方向
能量转化：把电能转化为机械能
力的方向
课堂总结
1. 如图所示实验中，闭合开关，导体ab向右运动。下列操作能让导体ab向左运动的是（　 　）
A．改变电压大小 B．改变电流方向
C．改变电流大小 D．改变导体ab长度
B
课堂反馈
2.在物理实验课上，小明想观察直流电动机模型的工作情况，将其接入电路，各部分连接完好，结果电动机却不工作，他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动，其原因可能是（　　）
A．直流电动机的铜半环与电刷接触不良
B．电源电压太低
C．线圈刚好处于平衡位置
D．线圈中的电流太小
C

展开更多......

收起↑