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第三节 科学探究：电动机为什么会转动
第十七章 从指南针到磁浮列车
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
课时讲解
1
课时流程
2
磁场对通电导体的作用
电动机为什么能连续转动
扬声器
知识点
磁场对通电导体的作用
知1－讲
1
1. 探究通电导体在磁场中是否受力
实验目的
知1－讲
实验装置 把空心铝箔棒ab 放在轨
道上，并置于蹄形磁体
的磁场中，将空心铝箔
棒ab 与开关串联接在电
源上，闭合开关，观察
通电导体是否运动
实验现象 闭合开关，发现通电导体运动
知1－讲
深入理解
磁场对电流有力的作用：
磁体周围存在磁场 通电导体周围存在磁场 磁体间通过磁场相互作用
通电导体周围的磁场对小磁针有力的作用，根据力的作用是相互的，磁场对电流也有力的作用
知1－讲
2. 探究通电导体在磁场中受力方向和电流方向、磁场方向的关系
实验目的 探究通电导体受力方向和电流方向的关系 探究通电导体受力方向和磁场方向的关系
实验操作 控制磁场方向不变，改变电流方向，比较受力方向 电流方向不变，磁场方向改变，通电导体受力方向发生改变
实验现象
实验结论 磁场方向不变，电流方向改变，通电导体受力方向发生改变 电流方向不变，磁场方向改变，通电导体受力方向发生改变
知1－讲
归纳总结：
(1)通电导体在磁场中受到力的作用。
(2)通电导体在磁场中受到的力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。
(3)当电流的方向或磁场的方向与原来相反时，通电导体受力的方向也相反。
(4)当电流的方向和磁场的方向同时改变时，通电导体受力的方向不变。
知1－讲
实验点拨
为什么用空心铝箔棒作为通电导体？
知1－讲
方法点拨
探究通电导体在磁场中受力方向和电流方向、磁场方向的关系使用了控制变量法。
1.控制磁场方向不变，改变电流方向，比较受力方向 。
2.控制电流方向不变，改变磁场方向，比较受力方向。
知1－讲
方法点拨
知1－讲
思路点拨
影响通电导体在磁场中受力方向的因素：
磁场方向 电流方向 受力方向
不变 相反 相反
相反 不变 相反
相反 相反 不变
知1－练
[中考·牡丹江]如图1甲是小雪自制的小风扇，使用时发现小风扇转动，但风却向后吹。小雪设计了如图乙所示的实验，探究其原因。
例 1
知1－练
(1)闭合开关，给铜棒ab通电，发现铜棒ab向右运动，这表明铜棒ab在磁场中受到______的作用。
解析：铜棒ab本来静止，当通电后发生了运动状态的变向右运动，说明此时受到了力的作用。
力
知1－练
(2)保持磁场方向不变，将电源正负极对调后接入电路，闭合开关，发现铜棒ab向左运动，这表明_____________
____________________________ 。
解析：保持磁场方向不变，将电源正负极对调后接入电路，闭合开关，此时电流的方向发生了改变，这时发现铜棒ab由原来的向右运动变成向左运动，说明电流会影响通电导体在磁场中的受力方向。
通电导体在磁
场中受力的方向与电流方向有关
知1－练
(3)保持电流方向不变，将磁体的两极对调，闭合开关，发现铜棒ab向右运动，这表明_______________________
___________________ 。
解析：保持电流方向不变，将磁体的两极对调，闭合开关，发现铜棒ab由原来的向左运动变成了向右运动，说明电流方向不变时，磁场的方向也会影响通电导体在磁场中的受力方向。
通电导体在磁场中受力的
方向与磁场方向有关
知1－练
(4)根据实验，要改变小风扇转动方向，小雪应该
_____________。
解析：要改变小风扇的转动方向可以通过改变电流方向来调节，具体的方法是对调电源正负极或将小风扇拆开后将里面电动机的磁极对调。
改变电流方向
知1－练
(5)请写出一个和小风扇工作原理相同的用电器：
__________________。
电吹风(答案不唯一)
知识点
电动机为什么能连续转动
知2－讲
2
1. 探究通电线圈在磁场中怎样运动
实验 操作 把一个通电线圈放在磁场中，观察它的运动情况
现象及 分析
知2－讲
现象及 分析 通电线圈在磁场中两边受力， 但方向相反， 发生顺时针转动 当线圈的平面与磁场方向垂直时，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 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 通电线圈摆动几次后，最终静止在平衡位置
实验 结论 通电线圈在磁场中绕着平衡位置来回摆动，最后静止在平衡位置
知2－讲
友情提醒
平衡位置：线圈的平面与磁场方向垂直的位置。
知2－讲
2. 如何让线圈持续转动下去
示意图
实验操作 将线圈一端导线上的漆皮全部刮掉，另一端导线上的漆皮只刮掉上半周或下半周 加入换向器，让线圈一过平衡位置，立刻改变其中的电流方向，使线圈连续转动
知2－讲
实验原理 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 线圈在磁场中受力转动，当线圈越过平衡位置后，利用换向器改变了电流方向，改变线圈受力方向，使线圈连续转动
知2－讲
3.换向器
结构：由两个彼此绝缘的金属半环组成
作用：一过平衡位置，自动改变线圈中的电流方向，使线圈连续转动
知2－讲
思路点拨
加入换向器后的线圈：
知2－讲
4.电动机连续转动的过程
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
知2－讲
技巧点拨
巧妙判断线圈转动方向：
如图3，如果把通电线圈看成一个单匝螺线管，根据右手螺旋定则可以判断其上方为S极，根据同名磁极相斥，异名磁极相吸，可知此时磁体使线圈顺时针转动。
知2－讲
拓展延伸
如图4所示，此时的bc边和ad边中有电流通过，但电流方向和磁感线方向一致，此时bc边和ad边不受磁场力的作用。
知2－讲
5.直流电动机
(1)直流电动机：使用直流电的电动机。
(2)组成：转子和定子。
(3)能量转化：电能转化为机械能。
转子：能够转动的线圈； 定子：固定不动的磁体
知2－讲
技巧点拨
根据电动机原理记忆电动机结构：
知2－讲
思路点拨
电动机不转的原因：
知2－练
如图5所示的甲、乙两图中的矩形线圈，现在给它们通电，
例2
知2－练
则下列说法正确的是( )
A.甲中线圈转动，乙中线圈不转动
B.乙中线圈转动，甲中线圈不转动
C.甲、乙中的线圈都会转动
D. 甲、乙中的线圈都不会转动
知2－练
解析：根据图示可知，乙中线圈处于平衡位置，因此现在给它们通电，甲中线圈转动，由于乙图中线圈受平衡力作用，乙中线圈不会转动。
答案：A
知识点
扬声器
知3－讲
3
1. 结构：主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。
实物图 示意图
知3－讲
2. 作用：把电信号转换成声信号。
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不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
科学探究：电动机为什么会转动
电动机
磁场对通电导线的作用
结构
换向器
能量转化
其他应用
应用

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