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电动机
第二十章 电与磁 第4节
生活、生产中、科学技术中有很多都离不开电动机。
想一想：
提问：为什么给电动机通电,它就能转动呢
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。
条形磁体对小磁针有力的作用
奥斯特实验中，电流的磁场对小磁针有力的作用。
磁场对通电导线的作用
磁场
如果把一根通电导线放入磁场中时，那么通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？
猜想：磁体的磁场对通电导线是否有力的作用？
通电导线
① 实验器材
蹄形磁体、电源、直导体ab、金属导轨、开关、导线等.
实验探究：通电导线在磁场中受到力的作用
把直导体ab放在轨道上，置于蹄形磁体的磁场 ，直导体ab与开关串联接入电源上。
中央
③探究通电导线在磁场中是否受力
闭合开关，发现通电导体向左运动
通电导线在磁场中受到力的作用
操作：闭合开关，观察 。
实验结论：
实验现象：
直导体是否运动
猜想：
（2）磁场的方向
（1）导体中的电流方向
思考：通电导线在磁场中是否受力方向和什么因素有关呢？
④探究通电导线在磁场中的受力方向跟电流的方向之间的关系
通电导体向左运动
通电导体向右运动
操作：控制 不变，改变 。
实验结论：
通电导线在磁场中的受力方向跟电流的方向 关。
改变电流方向
磁场的方向
导体中的电流方向
有
⑤探究通电导线在磁场中的受力方向跟磁感线方向之间的关系
操作：控制 不变，改变 的方向。
实验结论：
通电导线在磁场中的受力方向跟磁感线的方向 关。
改变磁感线方向
通电导体向右运动
通电导体向左运动
通电导体中的电流方向
磁感线
有
想一想：实验中的直导线运动一段距离就会离开磁场，很难持续地运动。实验如何改进？
思考：如果把一个通电线圈放在磁场中，它又会怎样运动呢？
设计实验，探究磁场对通电线圈的作用
把线圈、电池、开关用导线连接为串联电路，放入磁场中。
① 实验器材
2
探究磁场对通电线圈的作用
①在如图所示位置时，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。
②当线圈的平面与磁场垂直时，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。
想一想：为什么通电线圈不能在磁场中持续转动？
③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逆时针旋转。
④ 通电线圈最后静止
在平衡位置。
通电矩形线圈在磁场中不能连续转动的原因
思考：如何使线圈持续地转动下去？
（1）将阻碍线圈转动的力变成促使线圈转动的力
（2）让阻碍线圈转动的力消失
①电流反向
②磁场反向
停止对线圈供电
3
演示实验：让线圈转起来
① 实验器材
把一端线圈的绝缘漆只刮掉半周的目的是什么？
想一想：
保证给线圈适时供电或停电，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。
　　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，不就可以使线圈转的更加平稳了吗？
电动机的工作原理
磁场对通电导线的作用
电动机由两部分组成：
1
电动机的组成
直流电动机的组成
　　能够转动的线圈，也叫
转子；固定不动的磁体，也叫定子；电动机工作时，转子在定子中飞快地转动。
定子（磁铁）
转子（线圈）
换向器
电刷
两个铜半环E、F
电刷A、B
换向器
换向器主要构造：两个电刷A、B，两个铜半环E、F。
换向器的作用：
当线圈每转到平衡位置时，自动改变线圈中电流方向，从而实现了线圈的持续转动。
电动机的基本构造
换向器的工作过程
当线圈每转到平衡位置时，自动改变线圈中电流方向。
换向器使靠近磁体S极一边线圈中的电流方向永远向里，从而使该边线圈的受力方向始终向上，而另一边的受力方向始终向下，从而使线圈持续转动。（线圈靠近S极一边受力的方向始终竖直向上）


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。
2
1

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。
3
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。
直流电动机的工作原理
3
4
①换向器的作用：
当线圈每转到 时，自动改变线圈中 方向（每半周改变一次），从而实现了线圈的持续转动。
②电动机的工作原理： 。
③电动机工作时将 能转化为 能。
总结
4
电动机的优点：
直流电动机
平衡位置
电流
通电线圈在磁场中受力转动
电
机械
构造简单、控制方便、体积小、效率高，而且对环境污染很小。
实际的电动机有多个线圈，每个线圈都接在一对 上，以保证每个线圈在转动过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。
直流电动机的结构
实际的电动机：
5
换向器
转子
换向片
家用电器中的电动机：
6
想一想：
扬声器（喇叭），收音机、电视机、音响中都有扬声器，扬声器是怎么发声的呢？
科 学 世 界
①作用：它是把电信号转变为声音信号的装置。
②结构：线圈、永久性磁体、锥形纸盆。
③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。
扬声器是怎么发声的
①通电导体在磁场中受到力的作用
电动机
电动机
④能量转化：把电能转化为机械能
②基本组成：换向器、转子、电子
磁场对通电
导体的作用
①原理：通电线圈在磁场中受力而转动
②影响作用力的方向
③换向器作用：线圈转到平衡位置时，自动
改变线圈中电流方向
电流的方向
磁场的方向

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