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17.2 探究电动机转动的原理
第十七章 电动机与发电机
导入新课
思考：电动机通电后为什么能够转动呢？
1、生活和生产中那些地方用到了电动机？
学习目标
1.知道直流电动机的基本构造、工作原理和能量转化；
2.知道磁场对电流有力的作用,知道通电导体在磁场中受力方向与哪些因素有关；
3.知道换向器在直流电动机中的作用；
4.了解电动机在生活中的应用。
讲授新课
电动机就是现在人们通常所指的马达；
电动机是把电能转化为机械能的动力机器。
了解电动机的结构
一
笔记
讲授新课
了解电动机的结构
一
讲授新课
了解电动机的结构
一
通过观看视频，思考以下问题：
1.电动机内部的基本结构有哪些？
电动机的两个最主要的部件是 和 。
定子
转子
换向器
线圈
磁体
讲授新课
电动机转动原因的猜想
二
通过观看视频，思考以下问题：
2、猜想电动机转动的原因？
有无磁场
有无电流
讲授新课
通过观看视频，思考以下问题：
3、电动机的转动方向与哪些因素有关？
电动机的转动方向可能与电流方向和磁场方向有关。
电动机转动原因的猜想
二
讲授新课
探究磁场对电流的作用
三
１.电动机转子的简化：
2.电动机定子的简化：
一组线圈
一个线圈
一段导体
线圈组
可用永磁体（U形磁体）代替
对复杂事物进行简化，是一种常用的思路和方法。
讲授新课
一、提出问题：通电导线会像磁体一样受到磁场的作用力吗？
二、猜想与假设：通电导线会受到磁场的作用力。
S
N
I
+
_
磁体周围存在什么？
通电直导体周围存在什么？
探究磁场对电流的作用
三
讲授新课
三、设计实验
导线
线圈
探究磁场对电流的作用
三
讲授新课
探究磁场对电流的作用
三
四、进行实验
讲授新课
探究磁场对电流的作用
三
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
五、实验现象
讲授新课
探究磁场对电流的作用
三
六、实验结论
1. 通电导线在磁场中受到力的作用；
2. 通电导线在磁场中受到力的方向与电流方向和磁场方向有关；
3. 只改变电流方向或磁场方向通电导线受到力的方向改变,如果同时改变电流方向和磁场方向则受到力的方向不改变。
讲授新课
笔记
内容：伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感应线穿过掌心,并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中所受力的方向。
知识点补充：左手定则（判断通电导体在磁场中受力方向问题）
几点说明：
1.力的方向与电流方向垂直，又跟磁感线方向垂直。（若磁感线与电流方向平行呢？）
2.受力方向与电流方向和磁感线方向有关。（有何种关系？）
探究磁场对电流的作用
三
讲授新课
换向器的作用
四
分析通电线圈在磁场中的运动
问题：实验中的通电直导线运动一段距离就会离开磁场，很难持续地运动。那么通电线圈可以持续地转动吗？
1.开始通电线圈在磁场中两边受力方向相反，线圈顺时针转动；
2.当线圈平面运动到与磁场垂直时，通电线圈受平衡力作用，这个位置叫做平衡位置。这时由于惯性，线圈还会继续转动，越过平衡位置后，磁场力又会使线圈逆时针旋转，致使通电线圈最终静止在平衡位置。
讲授新课
换向器的作用
四
改变力的方向
改变磁场的方向
改变电流的方向
讲授新课
换向器的作用
四
换向器由两个彼此绝缘的半铜环(E、F)组成
通过换向器可以使线圈中电流每半周改变一次，使线圈一直转下去。
换向器
电刷
讲授新课
电动机的工作原理
五
讲授新课
电动机的工作原理
五
小知识
方向不变的电流叫做直流电，如干电池、蓄电池提供的电流都是直流电。
通电导体在磁场中受到力的作用使线圈转动，同时通过换向器及时改变线圈中的电流方向，以保持线圈的持续转动。
直流电动机的工作原理
直流电动机的转速可由电流大小来控制；转动方向可由电流方向和磁极的位置来控制。
讲授新课
电动机的工作原理
五
电动机具有构造简单、造价低、效率高，在启动、停止和改变转动方向的控制与操作上均十分方便，且对环境几乎没有什么污染等许多优点。
讲授新课
电动机可分为“直流”和“交流”两大类。
电动机的工作原理
五
讲授新课
自制简易电动机
六
　　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？
学做小小电动机。
想想做做
讲授新课
自制简易电动机
六
讲授新课
课堂总结
课堂小结
1、电动机的基本构造：定子(磁体)、转子(线圈)、换向器、电刷；
2、电动机的工作原理：通电线圈在磁场中受力转动(力的大小与电流大小、磁场强弱和线圈匝数有关，方向与电流和磁场方向有关)；
3、换向器的作用：当线圈平面转过平衡位置时，换向器能自动改变线圈中电流的方向(线圈能转过平衡位置，是靠线圈的惯性）；
4、实质：电能转化为机械能；
5、电动机的优点：控制方便、体积小、效率高、清洁无污染；
6、电动机的种类：直流电动机和交流电动机；
7、电动机原理的其他应用：磁电式电流仪表和动圈式扬声器等。
随堂训练
随堂训练
1.关于电磁现象的说法中，正确的是( )
A.电磁铁是根据磁场对电流的作用制成的
B.电动机通电工作时，机械能转化为电能
C.奥斯特实验说明磁场能产生电流
D.电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的
2.江涛用如上图所示的实验装置探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关S，原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动．要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是( )
A.将A、B两端对调 B.将蹄形磁体的N、S极对调
C.换用磁性更强的蹄形磁体 D.将滑动变阻器的滑片P向右移
D
B
随堂训练
随堂训练
3.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K17-1-9所示)。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，用力轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
(1)要想改变线圈的转动方向，小明可采用的措施是：______________、_________________.(写出两点)
(2)开关闭合后，如果电动机不转，可能的原因是：________________、_______________________________________________.(写出两点)
（3)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____________，请在虚线框内画出实验电路图.
(电动机用符号 表示)
随堂训练
随堂训练
只改变电流方向
只改变磁场方向
磁铁的磁性不够强
电流太小（或线圈处于平衡位置、线圈匝数太少等）
滑动变阻器

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