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3.3 电动机及其应用
浙教版八年级下册
第2课时
新知导入
通电导线在磁场中受力运动
通电线圈在磁场中受力转动
磁场对电流有力的作用
新知讲解
电动机
平衡位置：这两个力恰好在同一条直线上，而且大小相等、方向相反，是一对平衡力。线圈在这对平衡力的作用下可以在该位置保持静止。
思考：如何让线圈持续地转下去？
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。
换向器结构：由两个半环构成。
作用：自动改变线圈中电流的方向使线圈按原来方向转动。
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
实际的直流电动机内部有多个线圈，每个线圈都接在一对换向器上，使每个线圈在转动过程中受力的方向都能保证其朝一个方向转动。
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。
目标
练习安装直流电动机的模型，提高动手操作能力。
器材
直流电动机模型，电池，滑动变阻器，开关，导线等。
探究实践
装配直流电动机模型
过程
1. 按图3.3-5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；电刷和换向器的接触松紧度要适当。
2. 把直流电动机的模型接入电路，其电路图如图3.3-6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3.3-1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3.3-1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3.3-1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3.3-1中。
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。
顺时针
逆时针
顺时针
逆时针
从B流入，从A流出
左N、右S
从B流入，从A流出
左S、右N
从A流入，从B流出
左S、右N
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3.3-2中。
变大
变快
变小
变慢
结论：线圈中电流越大，线圈转得越快。
问题讨论
在装配电动机模型时，有没有发生故障？如何排除故障？
故障 原因 排除故障
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
电动机被称为现代工业之母，它构造简单、控制方便、效率高、无污染，在交通运输、家用电器、国防设备等现代生产生活中有广泛应用，人类社会的发展离不开电动机。汽车、洗衣机、人造地球卫星等都装有各种功能的电动机。
电动机的应用
观察你家里使用的电器，分析判断有哪些电器、哪些部位使用了电动机，并指出电动机的功能。
实践活动
电风扇
带动扇叶转动送风
洗衣机
带动内筒运转
电冰箱
实现制冷循环
压缩机中
风扇 后部
箱体内部
带动扇叶转动形成低压区
吸油烟机
烟罩内顶部
电动剃须刀
带动刀片转动剃须
紧邻刀头传动机构
科学阅读
1.交通运输领域。在高级汽车中，为了控制燃料和改善乘车舒适感以及显示装置状态的需要，要使用40～50台电动机，而豪华轿车上的电动机可达80多台。汽车电气设备配套电动机主要为永磁直流电动机、永磁步进电动机、无刷直流电动机等。
2.家用电器领域。现代生活中电动机使用较普遍，如微波炉、自动窗帘、自动开窗、自动按摩椅、厨房内各种装置等。随着生活水平和制造业水平的提高，电动机的使用范围将会越来越广。电唱机、录音机、电脑以及高级智能玩具和娱乐健身设备等都有配套电动机。摄像机、数码照相机等电子消费品所配电动机属精密型，制造加工难度大，尤其是进入数字化后，对电动机提出了更新、更高的要求。
3.国防领域。军用特种电动机及组件产品门类繁多，规格各异，有近万个品种，其基本功能有：机械位置传感与指示，信号变换与计算，运动速度检测与反馈，运动装置驱动与定位，速度、加速位置精确伺服控制，计时标准及小功率电源等。
4.特殊用途领域。一些特殊领域应用的各种飞行器、探测器、自动化装备、医疗设备、机器人等使用的电动机多为特种电动机或新型电动机。
电动机的应用
课堂总结
电动机及其应用（二）
1、电动机原理：通电线圈在磁场里受力而转动。
2、直流电动机：利用直流电源供电的电动机.
3. 组成：由磁体、线圈、换向器和电刷；
4、换向器结构：由两个半环构成.
作用：自动改变线圈中电流的方向使线圈按原来方向转动.
5、能量转化：电能转化为机械能。
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。
课堂练习
1．如图所示的四种电器中，利用电动机原理工作的是 (　　)
B
2．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
3.小明安装好的直流电动机模型，可接通电源，线圈中有电流时，电动机不转动，不可能造成这一现象的原因是（　　）
A. 线圈刚好在平衡位置
B. 轴受到的摩擦力太大了
C. 电源的正、负极接反了
D. 电源电压太大了
C
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
5.如图甲是探究磁场对电流的作用的实验电路，开关闭合后，线圈______转动（选填“能”或“不能”），但______连续转动（选填“能”或“不能”），为了解决这一问题，小轩同学利用漆包线绕制的多匝线圈设计了图乙的实验装置，小轩在将线圈两端的绝缘漆刮去时注意到，轴的一端漆皮要______，另一端漆皮只刮去______。
能
不能
全部刮去
一半
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