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第三节 科学探究：电动机为什么会转动
新课导入
洗衣机
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？
电风扇
电梯
今天我们一起学习电动机的知识。
学习目标
1.知道磁场对通电导线的作用，及其影响因素。
2.知道电动机的结构及其工作原理。
3.知道换向器的作用。
一、通电导体在磁场中受力的作用
课堂探究
金属导轨
直导体
+
-
① 闭合开关，观察铝制直导体情况。
② 改变电流方向或改变磁场方向。
1.实验探究 让通电导体在磁场中动起来
　　磁场方向不变，改变电流方向，磁场中导体运动方向也发生了改变。
　　闭合开关，原来静止在磁场中的导体发生运动。
　　电流方向不变， 改变磁场方向，磁场中导体运动方向发生了改变。
N
I
F
甲
S
I
乙
F
N
S
I
F
丙
N
S
通电导体在磁场中受力
1.通电导线在磁场中要受到力的作用。
2.通电直导线在磁场中受到力的方向与电流的方向、磁
场的方向有关。当电流方向或磁场的方向一个改变时，
通电导线受力的方向也会改变；若二者同时改变方向时，
通电导线受力的方向不变。
知识拓展：并不是所有的通电直导线在磁场中都受到力的作用，当通电直导线与磁感线方向平行时，此时通电的直导线不受力的作用。
小结
　　通电线圈可以在磁场里转动过一定角度，但不能持续转动。
为什么线圈不能持续转动呢
如果把一个通电的线框放到磁场中，又会怎样运动？
通电导体在磁场中受力
　　通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发生顺时针转动。
通电导体在磁场中受力
　　当线圈的平面与磁场垂直时，通电线圈受平衡力作用，达到平衡位置。这时由于惯性，线圈还会继续转动。
通电导体在磁场中受力
　　线圈靠惯性越过平衡位置后，磁场力作用的结果使线圈逆时针旋转。
通电导体在磁场中受力
　　通电线圈最后静止在平衡位置。
通电导体在磁场中受力
　　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？
把一段粗漆包线绕成3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出3cm。然后，用小刀刮两端引线的漆皮，左端全部刮掉，右端只刮上半周或下半周。
学做小小电动机
把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。
分析：线圈越过平衡位置后，右端接触到没有刮掉绝缘漆的部分，电路中没电流，不受力的作用，由于惯性，线圈继续转动。
　　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？
想一想
例 题
1、如图所示，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（　　）
A．换用更细的铜棒
B．将磁体的N、S极对调
C．向左移动滑动变阻器的滑片
D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调
B
例 题
2、图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，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，在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，则（　　）
A．线圈在图示位置时，ab边受到磁场的作用力向下
B．线圈由图示位置转过180°时，电流沿dcba流过线圈
C．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下
D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下
D
二、电动机
课堂探究
观察电动机的转动
定子（磁体）
换向器
1.转子：能够转动的部分。
2.定子：固定不动的部分。
3.换向器
(1) 两个铜制的彼此绝缘的半环E、F.
(2)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。
转子（线圈）
电刷（A、B）
4.直流电动机：
利用直流电源供电的电动机叫做直流电动机
电动机的基本构造及原理
5.直流电动机的工作过程：
通电线圈在磁场中两边受力，发生顺时针转动。
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，利用换向器改变电流的方向，受力方向改变。仍然顺时针转动。
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。
通电线圈在磁场中受力而转动。
6.电动机的原理：
8.电动机的优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高，而且对环境污染很小。
7.能量转化：把电能转化为机械能
电动机是很多家电的核心部件
9.实际的电动机：
实际的电动机有多个线圈，每个线圈都接在一对换向片上，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。
实际的直流电动机的转子
定子
转子
例 题
1. 关于换向器的作用，下列说法中正确的是（　　）
A．直流电动机的换向器既可以改变线圈中的电流方向，又可以改变外部电流方向
B．直流电动机的换向器是将外部电路的直流电变成线圈中的交流电
C．直流电动机的换向器是用来改变电流的大小和方向
D．当直流电动机的线圈刚转过平衡位置时，换向器能立即改变线圈中的电流方向
D
例 题
2、矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示，ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力，下列哪两段受到该磁场的作用力方向相同（　　）
A．ab段与bc段 B．ab段与ed段
C．ab段与fe段 D．fe段与ed段
B
课堂小结
电动机
通电导体在磁场
中受到力的作用
施力物体：磁场
受力物体：通电导体
影响力的方向的因素
电流方向
电动机
实质：电能转化为机械能
换向器：结构与作用
工作原理
磁场方向

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