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第4节　电动机
【核心概念】
3.物质的运动与相互作用
【学习内容与要求】
3.2 电磁相互作用
通过实验认识通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向、电流方向有关。
【教学目标】
1.科学观念：知道磁场对通电导体作用的规律；直流电动机的构造和工作原理
2.科学思维：归纳磁场对电流的受力方向跟电流方向、磁场方向的关系；分析换向器的作用；归纳影响直流电动机线圈转动方向和转速的因素
3.探究实践：能通过实验、推理磁场对通电导体有力的作用；实验、归纳通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向、电流方向有关；实验、归纳影响直流电动机线圈转动方向和转速的因素；分析影响从实验中发现异常并能分析原因。
4.态度责任：培养通过观察来发现规律的能力；领悟电与磁之间的相互联系，培养热爱科学的态度；体验将科学知识运用于生产实践所产生的巨大作用；学习中敢于质疑、乐于与同学交流。
【教学思路】
本节课通过电风扇、洗衣机的转动引出电动机，学生对它们为什么会转动产生疑问。回忆“磁体间通过磁场有相互作用的磁力”和“电生磁”，两者间是否存在疑问？通过实验、推理磁场对电流有力的作用，归纳出通电导体的受力方向与电流方向、磁场方向有关。那么通电线圈在磁场中是否受力作用？演示实验通电线圈由受力位置转过900到平衡位置，认识了通电线圈在磁场中受力的作用转动。如何使线圈持续转动？通过换向器改变线圈中的电流方向而改变受力方向继续转动。认识换向器的构造后要求学生描述直流电动机的工作原理。电动机有直流电动机和交流电动机，但它们的原理和能量转化相同。组装直流电动机的模型，培养学生的动手能力。将组装完的直流电动机模型根据电路图接入电路，改变电流方向和磁场方向，闭合开关后观察线圈的转动方向，归纳影响线圈转动方向的因素；改变变阻器的滑向，观察线圈的转速，归纳影响线圈转速的因素。实验中会出现闭合开关，线圈不转动，师生共同找原因并排除故障。
【教学过程】
教学环节 教学活动 设计意图
创设情境，明确问题 为什么电风扇、洗衣机、电动助力车通电后会转动起来？ 原来在这些电器中安装着电动机，它能把电能转化为机械能。 引出新课内容“电动机”
磁场对电流有力的作用 [情景展示] [问题探究] 闭合开关你会观察到什么现象？ [实验演示] 闭合开关，观察通电导体的运动状态。 [交流推理] 通电导体由静止变运动→力能改变物体的运动状态→通电导体在磁场中受力的作用。 [归纳提升] 通电导体AB在磁场中受到力的作用。 [继续探究] 通过探究，你知道通电导体在磁场里所受力的方向与哪些因素有关吗？ [思考交流] 学生提出自己的猜想。 [实验演示] 改变电流方向、磁场方向，闭合开关，观察通电导体的运动方向。 [归纳提升] 通电导体在磁场里所受力的方向跟电流方向和磁场(磁感线)方向有关。 通过实验观察、利用已学知识推理出通电导体在磁场中受力的作用，加深对磁场对电流作用的认识。培养学生的探究、认识事物的能力。
直流电动机 [情景展示1] [问题探究] 闭合开关你会观察到什么现象？ [思考交流] [归纳提升] 甲中矩形线圈不转，乙中矩形线圈转动。 [继续探究] 你能解释出现以上现象的原因吗？ [思考交流] [归纳提升] 矩形线圈在甲位置通电后，ab边和cd边受到的力的大小相等、方向相反，即线圈受力平衡，我们把这个位置叫线圈的平衡位置。矩形线圈在乙位置通电后，线圈受到不平衡力的作用，线圈沿顺时针方向转动，但线圈转过平衡位置后，线圈会受到阻碍其沿顺时针方向转动的力的作用，使线圈不能继续转动下去，而返回到平衡位置。 [情景展示2] [问题探究] 通过以上电动机的原理图，请说出通电线圈在磁场内是如何实现连续转动的？ [思考交流] [归纳提升] 在图中铜滑环E、F(换向器)的作用下，通电线圈转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈仍然受到使其沿顺时针方向转动的力，这样线圈就可以连续转动了。 电动机有直流电动机和交流电动机，但它们的原理和能量转化相同。 由通电直导体的运动到线圈的转动，到用换向器改变线圈中电流方向使线圈的持续转动，体现了认识事物的层进性。
装配直流电动机模型 组装直流电动机的模型。将组装完的直流电动机模型根据电路图接入电路，改变电流方向和磁场方向，闭合开关后观察线圈的转动方向，归纳影响线圈转动方向的因素；改变变阻器的滑向，观察线圈的转速，归纳影响线圈转速的因素。实验中会出现闭合开关，线圈不转动，师生共同找原因并排除故障。 培养学生的动手实验、归纳能力；通过异常现象分析原因，体现学生的好奇心。
课堂小结
板书
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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第4节 电动机
浙教版 八年级下
教材解析
【核心概念】
【学习内容与要求】
本节课主要内容是磁场对通电导线的作用、直流电动机及直流电动机模型的装配。通过探究实验活动了解磁场对通电导线的作用与哪些因素有关、直流电动机的构造和工作原理及直流电动机模型的装配。培养学生的观察和发现规律的能力。初步认识科学与技术的关系。
3.物质的运动与相互作用
3.2 电磁相互作用
通过实验认识通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向、电流方向有关。
创设情境
为什么电风扇、洗衣机、电动助力车通电后会转动起来？
原来在这些电器中安装着电动机，它能把电能转化为机械能。
电风扇
洗衣机
电动助力车
电动机
电动机在现代生产、生活中有广泛的应用，电力机车、汽车、电梯、电脑光驱、CD 播放机、电动玩具等，都离不开电动机。
探究实践
磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用，磁体间的相互作用就是通过磁场发生的。
磁场的基本性质：
电生磁：
将一根导线平行地放在静止的小磁针上方，当导线通电时，发现小磁针偏转，说明电流周围存在磁场。
磁场对放入其中的通电导体是否会产生磁力的作用呢？
探究实践
活动
1.如图装置中，把导线 AB 放在磁场中，当合上开关使导线 AB通电时， 看到的现象是__________________________。
导体AB由静止开始运动
导体AB的运动状态改变
力是改变物体运动状态的原因。
导线AB在磁场中能受到力的作用。
通电导线在磁场中要受到力的作用。
探究实践
2.改变通过导线AB 的电流方向，观察导线运动的方向：_________________ 。
与原运动方向相反
3.保持导线中的电流方向不变，改变磁场的方向，观察导线运动的方向：_____________________。
活动
与原运动方向相反
结论
通电导线在磁场中的受力方向与电流方向及磁场方向有关。
当电流方向或磁场方向发生改变时，导线的受力方向也发生改变。
探究实践
思考与讨论
如果同时改变电流方向和磁场方向，则通电导线的受力方向是否改变？
同时改变电流方向和磁场方向
同时改变电流方向和磁场方向，则通电导线的受力方向不改变。
只改变电流方向或磁场方向时，导线的受力方向发生改变。
如果把一个通电的线圈放在磁场里，线圈会运动吗？
探究实践
1.如图，将矩形线圈放入磁场处于图甲中的位置，给矩形线圈通电，观察矩形线圈能否转动:_______________。
活动
2.让矩形线圈处于图乙中的位置，给矩形线圈通电，观察矩形线圈的转动情况：______________。
在线圈所在的平面与磁场垂直的位置摆动几下后就停止不动。
矩形线圈不转动
矩形线圈转动
甲
乙
乙
甲
探究实践
实验分析
a
b
c
d
线圈ab 边和 cd 边受到的力的大小相等，方向相反，并且这两个力都与线圈的平面垂直，使线圈发生转动。
线圈 ab 边和cd边受到的力的大小相等，方向相反，并与线圈在同一个平面上，使线圈受力平衡,不转动。
受力位置
平衡位置
探究实践
怎样使线圈在转过平衡位置后继续沿原来的方向转动下去？为什么？
思考与讨论
平衡位置
转过平衡位置后
a
b
c
d
S
N
电源
+ -
电流方向改变，通电导体在磁场中的受力方向改变。
使线圈一到平衡位置就能自动改变线圈中的电流方向。
惯性
磁场力
继续转动
电动机是利用通电线圈能在磁场中转动的原理制成的。
探究实践
安装一个由两个铜质半环组成的“换向器”能使通电线圈持续转动。
A、B 是电刷，与电源相连，当线圈转动时，两个电刷交替着与半环 E、F 接触。
换向器
两个铜质半环E、F组成，彼此间绝缘。
电刷
转子
转动部分（图中是线圈）。
定子
固定部分（图中是磁体）。
组成
换向器能自动改变线圈中电流的方向使线圈按原来方向转动。
直流电动机
探究实践
描述直流电动机的工作原理：
线圈处在受力位置，电流a→b，c→d，ab和cd的受力非平衡，线圈转动。
当线圈旋转900后，换向器切断电路，线圈中无电流，但线圈由于惯性仍会继续转动。
随着线圈的继续转动，换向器改变电流方向，使线圈继续受磁场力按原来的方向转动。
探究应用
电动机构造简单、控制方便、效率高、无污染，广泛地运用在日常生活和各种生产中，人类社会的发展离不开电动机。
日常生活中由于电网供电是交流电，所以家庭使用的电风扇、洗衣机等电器中的电动机都是交流电动机。
交流电动机也是依靠通电导体在磁场中所受的力来运转的。
电动机的能量转化：电能转化为机械能。
探究实践
实验
装配直流电动机模型
1. 进一步了解直流电动机的构造和工作原理。
2. 通过练习，安装直流电动机的模型，培养学生动手组装能力。
目 标
直流电动机模型、电池、滑动变阻器、开关、导线等。
器 材
过 程
1. 按图 所示，把直流电动机模型的各个部件安装成整机。 安装时要注意 : 轴与轴之间的摩擦要尽量减少；电刷和换向器的接触松紧要适当。
探究实践
过 程
2. 把直流电动机的模型接入电路，其电路图如图所示。在闭合开关前，先弄清电流从哪一个电刷流入电动机线圈。闭合开关，观察电动机线圈的转动方向，把结果记录在表 1-1 中。
3. 把电源的两极对调，按步骤 2 重复一次，观察电动机的转动方向是否改变，把结果记录在表 1-1 中。
4. 再把两个磁极位置对调一下，重复实验一次，观察电动机转动方向是否改变，把观察结果记录在表 1-1 中。
5. 在步骤 2 的基础上，只把两个磁极对调一下，重复实验，把观察结果记录在表 1-1 中。
探究实践
次数 电流方向 磁极位置 线圈转动方向
1 从A流入，从B流出 左N、右S 顺时针
2 从B流入，从A流出 左N、右S 逆时针
3 从B流入，从A流出 左S、右N 顺时针
4 从A流入，从B流出 左S、右N 逆时针
表 1-1 记录表
结论：
线圈转动方向与电流方向、磁场方向有关。
只改变电流方向线圈转动方向改变；
只改变磁场方向线圈转动方向改变；
同时改变磁场方向和电流方向，线圈转动方向不变。
探究实践
过 程
6. 利用滑动变阻器改变通过线圈的电流，观察转子转动的快慢，把观察结果记录在表 1-2 中。
次数 变阻器滑片滑向 电流变化 线圈转速变化
1 向左 变大 变快
2 向右 变小 变慢
结论：
线圈中电流越大，线圈转得越快。
故障 原因 排除故障
探究实践
你装配电动机模型时，有没有发生故障？你是如何排除的
讨 论
发现闭合开关后，线圈无法转动。
线圈恰好处在平衡位置
用手拨一下线圈
线圈中电流太小，电源电压太低
更换干电池，增大电压
磁铁的磁性太弱
更换磁性较强的磁铁
电刷与换向器接触不良，断路
检查，使其接通
电刷与换向器接触过紧、摩擦大
检查，调整松紧度
迁移应用
1.如图所示为研究磁场对通电导线作用的实验装置。当接通电源，有电流由a至b通过导线ab时，它将受到磁场力的作用而向左运动，则(　　)
A．当磁场方向改变时，导线ab将
向右运动，机械能将转化为电能
B．当电流方向改变时，导线ab将
向左运动，电能转化为机械能
C．当电流方向和磁场方向同时改变时，导线ab仍向左运动
D．当电流方向和磁场方向同时改变时，导线ab将向右运动
C
迁移应用
2．如图所示的四种电器中，利用电动机原理工作的是 (　　)
B
3．安装直流电动机模型时，要改变直流电动机的转动方向，可以( 　)
A.将磁体的N、S极对调 B.将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调
C.改变磁性强弱 D.改变磁性强弱和电流大小
A
迁移应用
4.研究电动机的工作过程。
(1)电动机的工作原理是　　　 　在磁场中受力转动。图甲中,线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反,其原因是 。
通电线圈
电流方向不同
(2)图丙直流电动机的模型通电后不能转动，发生的故障原因可能是(　　)
A．磁铁磁性太强 B．电源正、负极接反了
C．换向器和电刷接触不良 D．轴与轴架的摩擦太小
C
板书设计
原理
通电线圈在磁场中受力转动
能量转化
直流电动机和交流电动机
分类
电动机
电能→机械能
定子和转子
电动机构造
换向器
第4节 电动机
谢谢
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第4节 电动机
考试这样考
题型一 磁场对通电导体的作用
角度1：认识“磁场对通电导体的作用”的实验
1.如图是“磁场对通电导线的作用”实验：
（1）为了使实验顺利进行，装置中的导体ab应选用轻质的 (选填“铁棒”或“铝棒)。
（2）小明通过观察导体 来判断导体在磁场中的受力方向。
（3）接通电源，导体ab向左运动，说明磁场对电流有
力的作用。 是利用这一原理工作的（选填
“电动机”或“电磁铁”）。
（4）若只将磁体的两极对调，接通电源，观察到导体
ab向 (选填“左”或“右”)运动，说明力
的方向与 方向有关。
角度2：影响通电导体受力方向的因素
2.如图所示为研究磁场对通电导线作用的实验装置。当接通电源，有电流由a至b通过导线
ab时，它将受到磁场力的作用而向左运动，则(　　)
A.当磁场方向改变时，导线ab将向右运动，机械能将转化为电能
B.当电流方向改变时，导线ab将向左运动，电能转化为机械能
C.当电流方向和磁场方向同时改变时，导线ab仍将向左运动
D.当电流方向和磁场方向同时改变时，导线ab将向右运动
题型二 磁场对通电线圈的作用
3.图为通电线圈在磁场中甲、乙两个位置，关于线圈在这两个位置的说法，正确的是( )
A.通电线圈在甲位置会静止，此时线圈不受磁场力的作用
B.通电线圈在乙位置会静止，此时线圈不受磁场力的作用
C.通电线圈在甲位置会静止，此时线圈仍受磁场力的作用
D.通电线圈在乙位置会静止，此时线圈仍受磁场力的作用
题型三 直流电动机的工作原理
角度1：直流电动机的构造
4.如图为直流电动机模型。直流电动机是利用　　 在磁场中受力转动的原理制成的。直流
电动机的主要组成部分:　　　(又称转子)、　　　(又称定子)、换
向器和电刷。 直流电动机内外电路是相连的,但外电路是直流电,而
线圈内却是交流电,实现电流方向改变的结构是　 　(填写名称),
它能在线圈刚经过平衡位置时及时地　　　　线圈中的电流方向。
角度2：直流电动机的工作原理
5.如图为直流电动机的基本构造示意图。下列相关的分析中正确的是（ ）
A.电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的
B.电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
C.同时改变电流方向和磁场方向可以改变线圈转动方向
D.线圈能连续转动是靠A、B两个电刷来实现的
角度3：影响线圈转动方向和转速的因素
6.如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动。现要线圈逆时针转动，下列
方法中可行的是(　　)
A.只改变电流大小 B.只改变电流方向
C.对换磁极同时改变电流方向 D.换用磁性更强的磁体
角度4：线圈不转动的原因分析
7.安装正确的直流电动机模型，直接接通电源，线圈中有电流时，电动机不转。造成这一
现象的原因不可能是(　　)
A.线圈刚好处在平衡位置 B.转轴受到的摩擦太大
C.电源的正、负极接反 D.电源电压太低
题型四 学科综合
8.如图所示是实验室电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指
针一起偏转。下列四幅图中与此电流表工作原理相同的是( )
A. B. C. D.
题型六 拓展创新
9.为了探究电动机为什么会转动，小明根据电动机主要构造制作了一台简易电动机（如图）。
他用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引
线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮将线圈放在支架上，
磁体放在线圈下方闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
（1）“小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮”
的目的是制成一个 。
（2）要想改变线圈的转动方向，小明可采用的措施是： 、
；（写出两点）
（3）开关闭合后，推一下线圈的原因是： 。
（4）小明还想设计一个能调节电动机转速的实验装置，他还需要的主要器材是______。
能力提升训练
1.一次科学探究活动中，小明把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间，惊讶地
发现灯丝在晃动。关于这种现象，下列说法正确的是( )
A.灯丝晃动是一种电流的磁现象 B.灯丝晃动时受力平衡
C.灯丝晃动是受到磁体的吸引作用 D.灯丝晃动是磁场对通电线圈的作用
2.如图所示，线圈abcd位于磁场中，K与1接通时，ab段导线受磁场力F
的方向向上；当K改为与2接通时，ab段导线受磁场力(　　)
A.方向向下 B.方向向上
C.为零，因为电源反接 D.为零，因为电路一定是断路
参考答案
考试这样考
1.（1）铝棒；(2)运动方向；(3)电动机；(4)右；磁场；
2.C
3.D
4.通电导体 线圈 磁铁 换向器 自动改变
5.A
6.B
7.C
8.A
9.（1）换向器（2）改变电流方向 改变磁场方向（3）线圈在平衡位置（4）滑动变阻器
能力提升训练
1.D 2.A
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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