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第3章 电磁及其应用
第3节 电动机及其应用
八下科学 ZJ
1.通过实验，认识磁场对电流有力的作用。
2.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。
3.知道矩形线圈在磁场中的转动情况，知道线圈的平衡位置及不转
动原因。
4.了解直流电动机的构造和工作原理，知道换向器的结构和作用，
并理解电动机工作时的能量转化。
5.了解电动机在日常生活和工业生产中的广泛应用。
1.磁场对通电导体的作用（含教材第113页探索活动答案）#1.1
实验探究 如图所示，用两根水平且平行的金属导轨把一根直导
体 支起来，让导体处于蹄形磁铁的两个磁极之间
_______________________________________________________________________________________________________________________
演示1
演示2
演示3
现象分析 （1）处在磁场中的导体，没有通电时静止，通电后会
发生运动，即通电后受到力的作用；
（2）只改变电流方向，导体运动方向改变，即受力方
向改变；
（3）只改变磁场方向，导体运动方向改变，即受力方
向改变
归纳总结 （1）通电导体在磁场中会受到力的作用。
（2）力的方向和电流方向及磁场方向有关，当电流方
向或磁场方向改变时，导体的受力方向也会改变
实验中，虽然磁场对通电导体有力的作用，但因为有摩
擦力的存在导体不一定运动，若通电后导体 不运动，可更换更
轻、更光滑的直导体（或用棉线悬挂导体），以减小摩擦；也可增
大电路中的电流（或换用磁性更强的磁铁），以增大导体所受的磁
力。
教材第114页
如果同时改变电流方向和磁场方向，那么通电导体的受力方向不会
改变。#1.1.4
2.磁场对通电线圈的作用（含教材第114页探索活动答案）#1.2
实验 操作 将矩形线圈放入磁场中图甲 所示的位置，给矩形线圈通 电，观察矩形线圈能否转动 让矩形线圈处于图乙所示的位
置，给矩形线圈通电，观察矩
形线圈的转动情况
图示
甲
乙
实验 现象 线圈不能转动 线圈沿顺时针方向转动，但转
过平衡位置后速度变慢，之后
返回平衡位置，反复摆动几下
后停止转动
原因 分析 当矩形线圈静止在图甲位置 时，给线圈通电，线圈 边 和 边受到的力的大小相等 当矩形线圈静止在图乙位置
时，给线圈通电，线圈的 边
受到一个向上的力， 边受到
原因 分析 （电流大小相同，磁场强弱 相同）、方向相反（电流方向相反，磁场方向相同），即线圈受力平衡，这个位置是线圈的平衡位置（线圈平面与磁场方向垂直） 一个向下的力，这两个力不在
同一直线上，所以使线圈沿顺
时针方向转动。但转过平衡位
置后，线圈的 边受到向上的
力， 边受到向下的力，此两
个力阻碍线圈顺时针转动，并
使线圈返回到平衡位置
拓展培优
左手定则判断通电导体的受力方向#1.3.1
安培定则也叫右手螺旋定则，用来判断通电螺线管的
极性，判断通电导体所受磁力的方向时可使用左手定
则。
左手定则：将左手伸平，大拇指和其余四个手指垂直，
让四指指向电流的方向，磁感线垂直穿过手心，则大拇指所指的方
向就是通电导体在磁场中的受力方向，如图所示。
典例1 如图所示，导体棒 置于蹄形磁铁的磁场中，并垂直于金
属导轨。闭合开关，导体棒向右运动。则下列措施中，能使导体棒
向左运动的是( )
C
A.增大电源电压
B.换更粗的导体棒
C.将蹄形磁铁的、 极对调
D.将蹄形磁铁的、 极和电源正、负极的
接线都对调
解析：导体棒的受力方向与电流方向和磁场方向有关，与电源电压、
导体棒的粗细无关，所以A、B均错误。只改变磁场方向或只改变
电流方向，导体棒的运动方向发生改变，两者方向同时改变，导体
棒受力方向不变，故C正确，D错误。
1.电动机的工作原理
电动机是利用通电线圈能在磁场中转动的原理制成的，它能把电能
转化为机械能。
2.使线圈持续转动的方法——改变电流方向
3.换向器的构造及作用
构 造 _______________________________________________
如图所示，两个铜半环、 分别与线圈两端相连，铜半环之
间断开，彼此绝缘，并通过电刷、 和电源组成闭合回路
作 用 当线圈转动时，两个电刷交替着与半环、 接触，使通过线
圈的电流方向发生变化，实现线圈连续转动
4.直流电动机的结构
直流电动机中能够转动的线圈，叫转子；固定不动的磁体，叫定子。
电动机工作时，转子在定子中飞快地转动。
5.交流电动机
日常生活中由于电网供电是交流电（电流方向发生周期性变化的电
流），所以家庭使用的电风扇、洗衣机等电器中的电动机是交流电
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。
6.教材第116页探究实践：装配直流电动机模型
【实验步骤】
（1）按图甲所示，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小（摩擦太大时线圈不易转
动 ）；电刷和换向器的接触松紧度要适当。（太松可能导致电路
接触不良；太紧会增大摩擦）
（2）把直流电动机模型接入电路，其电路图如图乙所示。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，观察电动机的
转动方向是否改变，把观察结果记录在表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中。
（6）利用滑动变阻器改变通过线圈的电流大小，观察转子转动的
快慢，把观察结果记录在表2中。
【实验记录】
表1 线圈转动方向记录表
次数 电流方向 磁极位置 线圈转动方向
（顺时针或逆时针）
1 从流入，从 流出 左，右 顺时针
2 从流入，从 流出 左，右 逆时针
3 从流入，从 流出 左，右 顺时针
4 从流入，从 流出 左，右 逆时针
表2 线圈转速记录表
次数 变阻器滑片的滑动方向 电流变化 线圈转速变化
1 向左 增大 变大
2 向右 减小 变小
【实验结论】
（1）直流电动机线圈的转动方向与电流方向、磁场方向都有关。
只改变电流方向或磁场方向，线圈转动方向改变；电流方向和磁场
方向同时改变，线圈转动方向不变。
（2）在磁场不变的情况下，直流电动机线圈的转速与电流大小有
关。电流越大，线圈转动越快，电流越小，线圈转动越慢。
教材第117页
装配好的电动机模型不能正常转动的常见原因
原因 处理措施
电路接触不好 电刷和换向器接触不良 把电刷和换向器压紧一些
线路中接线柱接触不良 检查整个线路
摩擦太大 支架与转子的轴之间摩 擦太大 可以把支架螺丝放松，调
整轴与支架的位置，还可
以加点润滑油
原因 处理措施
摩擦太大 电刷与换向器接触太紧 把电刷和换向器调松一些
磁力太小 电流太小 加大电源电压或减小滑动
变阻器阻值
磁铁磁性不够强 换用磁性更强的磁铁
仪器装配位置 不正确 线圈处于平衡位置 将线圈轻轻拨动一下
典例2 直流电动机中的线圈通过换向器、电刷和直流电源相连接，
这里换向器与电刷的作用是( )
B
A.不断改变电流的方向，使线圈能够正、反转
B.适时地自动改变电流的方向使线圈始终朝一个方向转动
C.不断地改变磁场的方向以改变线圈转动的方向
D.不断地改变磁场的方向，使线圈始终朝一个方向转动
解析：换向器与电刷的作用是每当线圈刚刚转过平衡位置时，自动
改变电流的方向使线圈始终朝一个方向转动。
教材第118页
电器名称 电动机安装部位 电动机功能
电风扇 扇头部位 带动扇叶旋转
洗衣机 洗衣机底端 带动滚筒转动
洗地机 地刷头内、机身内 驱动滚刷擦洗、产生吸力回收污水
油烟机 油烟机机箱内 带动叶轮旋转排气
冰箱 冰箱箱体背后下端 带动压缩机工作制冷

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