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第二十章第4节
电动机
生活、生产中、科学技术中有很多都离不开电动机
水泵
玩具四驱车
为什么给电动机通电，它就能转动呢？电动机的工作原理是什么？
一
磁场对通电导线的作用
通电导线放在磁场中，是不是也会受到磁力呢？
S
N
I
+
_
磁体周围存在磁场
通电直导体周围存在磁场
磁体间通过磁场相互作用
一
磁场对通电导线的作用
演示实验：通电导线在磁场中受到力的作用
实验步骤
金属导轨
直导体
+
-
① 闭合开关，观察直导体的运动。
② 只改变电流的方向，观察直导体的运动。
③ 只改变磁场的方向，观察直导体的运动。
④ 同时改变磁场和电流的方向，观察直导体的运动。
把直导体ab放在金属导轨上，并置于蹄形磁体的磁场中，直导体ab与开关串联接入电源上。
一
磁场对通电导线的作用
实验现象
导线向左运动。
导线向右运动，与原来运动方向相反。
闭合开关，导线向左运动。
导线向右运动，与最开始运动方向相反。
N
I
F
S
I
F
N
S
I
F
N
S
I
N
S
F
一
磁场对通电导线的作用
实验现象
导线向左运动。
导线向右运动，与原来运动方向相反。
闭合开关，导线向左运动。
导线向右运动，与最开始运动方向相反。
N
I
F
S
I
F
N
S
I
F
N
S
I
N
S
F
1.通电导线在磁场中受到力的作用。
2.通电直导线在磁场中受力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。
当电流的方向或磁场的方向与原来相反时，通电直导线受力的方向也相反；
当电流的方向和磁场的方向同时改变时，通电直导线受力的方向不变。
1.现代武器中有一种新型电磁炮，它是利用电磁技术制成的一种先进武器，具有速度快、命中率高等特点，其原理是利用磁场对通电导体有力的作用。下图中与此工作原理相同的是（ ）
练一练
C
电流的热效应
金属导轨
直导体
+
-
触点
A B C D
电可以生磁
磁场对通电导线有力的作用
电磁继电器
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？
试试将直导线绕成线圈放在磁场中
通电线圈在磁场中不能持续转动，会来回摆动，最终停在平衡位置。
为什么通电线圈在磁场中会出现这种现象
二
线圈不能持续转动的原因
①
②
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。
二
线圈不能持续转动的原因
线圈靠惯性越过平衡位置后，磁场力会阻碍它的转动，结果使线圈反向，逆时针旋转。
最终静止在平衡位置。
③
④
如何实现线圈的持续转动呢？
（1）让后半周阻碍线圈转动的力消失
供电
停止供电
线圈越过平衡位置后
由于惯性，线圈继续转动。
转动半周后再继续供电，线圈就可以持续转下去了。
如何实现线圈的持续转动呢？
（1）让后半周阻碍线圈转动的力消失
在“小小电动机”的实验中，采用刮去引线漆皮的办法来控制电路的通断，只有前半周获得动力。
如何实现线圈的持续转动呢？
（1）让后半周阻碍线圈转动的力消失
①改变后半周电流方向
②改变后半周磁场方向
如何实现线圈的持续转动呢？
（1）让后半周阻碍线圈转动的力消失
（2）将后半周阻碍线圈转动的力变成促使线圈转动的动力
前半周
后半周
平衡位置
三
电动机的基本构造
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；电动机工作时，转子在定子中飞快地转动。
定子（磁体）
转子（线圈）
三
电动机的基本构造
换向器：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。
定子（磁体）
转子（线圈）
两个电刷A、B：分别和半环接触，使电源和线圈组成闭合回路。
两个铜半环E、F（中间断开，彼此绝缘。）
三
电动机的基本构造
线圈电流方向：
a → b，c → d
线圈受力方向：
ab 向上，
cd 向下
线圈转动情况：
顺时针
线圈电流方向：
无电流
线圈受力方向：
不受力
线圈转动情况：
由于惯性继续转动
线圈电流方向：
d → c，b → a
线圈受力方向：
cd 向上，
ab 向下
线圈转动情况：
顺时针
线圈电流方向：
无电流
线圈受力方向：
不受力
线圈转动情况：
由于惯性继续转动
前半周
后半周
平衡位置
平衡位置
三
电动机的基本构造
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。
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。
三
电动机的基本构造
定子
转子
电动机
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。
换向片
三
电动机的基本构造
家用电器中的电动机：
收音机、电视机、音响中都有扬声器（喇叭），扬声器是怎么发声的呢？
作用：它是把电信号转变为声音信号的装置。
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地变化，通电线圈在磁场中受到力的作用，就不断地来回振动，带动纸盆也不断地来回振动，于是扬声器就发出了声音。
小结
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
1、如图所示，在一次家庭探究活动中，小明把一个正在发光的白炽灯放到U形磁体中间，惊讶地发现灯丝在晃动，关于这个现象正确的说法是（ ）
A．灯丝晃动是灯丝发热后热胀冷缩引起的
B．灯丝晃动是内能转化为机械能
C．灯丝晃动是受到磁体的吸引作用
D．灯丝晃动是磁场对电流的作用
D
2、关于通电导体在磁场里的受力方向，下列说法中错误的是（ ）
A.只改变电流方向时，导体受力方向改变
B.只改变磁场方向时，导体受力方向改变
C.电流方向和磁场方向同时改变，导体的受力方向改变
D.电流方向和磁场方向同时改变，导体的受力方向不变
C
3、如图所示是教学演示用电流计内部结构，可以看出它测量电流的原理（ ）
A.电流周围的磁场吸引指针转动
B.磁场对电流的作用带动指针转动
C.直流电动机的运转带动指针转动
D.磁体周围的磁场吸引指针转动
B
4、图甲为一台简易电动机，它由一节旧电池、小块铷磁铁和线框组成，磁铁吸在电池下端，线框由裸铜导线绕制；图乙为电动机工作原理图，箭头表示磁感线方向。根据图乙可知，磁铁上端为_____（填“N”或“S”）极；已知磁场对线框左边的作用力垂直于纸面向里，则线框右边受到的
磁场力垂直于纸面______（填“向外”
或“向里”），线框在转动过程中将
_____能转化为_______能。
N
向外
电
机械

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