第3节 科学探究：电动机为什么转动

第十七章从指南针到磁浮列车,第三节科学探究：电动机为什么转动,1,课堂讲解,2,课时流程,磁场对通电导体的作用电动机转动的原理,课后作业,逐点导讲练,课堂小结,当堂检测,知1导,1,知识点,磁场对通电导体的作用,知1讲,如图所示：如图所示，把一根导线放在磁体的磁场中，导体两端通过光滑金属导轨与电源、开关相连。接通电源，电流通过导线ab，观察发生的现象。,实验探究：磁场对通电导线的作用,知1讲,1.磁场对通电导体具有力的作用。2.通电导线在磁场中受到力的方向和磁场方向、电流有关。【知识拓展】只改变磁场方向或电流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变。,知1讲,活动：探究通电导线在磁场中受到力的方向跟磁场方向、电流方向的关系,知1讲,结论：1.通电导线在磁场中受到力的方向和_、_有关。2.只改变_或_通电导线受到力的方向_,如果_改变电流方向和磁场方向则受到力的方向_。,磁场方向,电流,磁场方向,电流,改变,同时,不变,知1讲,【例1】,借助如图所示的实验装置，晓明探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关，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将滑动变阻器的滑片向右移动C换用磁性更强的蹄形磁体D将蹄形磁体的N、S极对调,（来自点拨）,D,知1讲,【解析】,将A、B两端对调，电流方向不变，受力运动方向也不变；将滑动变阻器的滑片P向右移动，减小电路中的电流，导线的运动速度变慢，不会改变运动方向；换用磁性更强的蹄形磁体，将增大导线的运动速度，不会改变运动方向；将蹄形磁体的N、S极对调，只改变一个影响因素(磁场方向)，受力运动方向改变，故D正确。,总结,知1讲,通电导线在磁场中要受到力的作用，增大电路中的电流、换用磁性更强的磁铁可以增大作用力。改变电流方向或磁场的方向可以改变受力方向，若两者同时改变，则受力方向不变。,如图所示，当电流通过在磁场中的导体AB时，导体AB就运动起来，这说明通电导体在磁场中受到_的作用。_就是利用这种原理制成的。,知1练,1,（来自典中点）,力,电动机,知1练,（来自典中点）,要改变通电导体在磁场中受力方向，下列方法中，可行的是（）A.改变通电导体中的电流方向B.增大通电导体中的电流C.减小通电导体两端的电压D.同时改变磁场方向和导体中的电流方向,2,A,知2导,2,知识点,电动机转动的原理,想一想我们知道了通电导体在磁场中受到力的作用。如果把一个通电的线圈放在磁场里，线圈会运动吗？怎样运动？,知2讲,通电线圈在磁场中会发生转动,探究：磁场对通电线圈的作用,知2讲,但是当线圈的平面与磁场垂直时，就会停止转动此时叫平衡位置。,知2讲,如果在线圈靠惯性越过平衡位置的瞬间，立刻改变其中的电流方向线圈就会继续转动下去,知2讲,能够完成这一任务的装置叫做换向器。换向器的作用：当线圈刚越过平衡位置时,换向器自动改变电流的方向使线圈能持续地转动下去,一对与电源连接的电刷,彼此绝缘的两个半圆环,知2讲,电动机：把电能转化为机械能原理：通电导体（ab边和cd边）在磁场里受力,知2讲,直流电动机1.使用直流电的电动机叫做直流电动机。2.电动机把电能转化为机械能。3.电动机的原理是磁场对电流的作用(或通电线圈在磁场中受力转动)。,知2讲,直流电动机的基本组成部分,磁体,线圈(电枢),换向器,转子,定子,直流电动机的优点转速可以连续调节,知2讲,知2讲,电动汽车,电动机的优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高，而且对环境污染很小。,知2讲,（来自点拨）,【例2】如图所示，使线圈位于两磁极间。(1)通电后，图甲中ab段导线的电流方向是_(填“由a到b”或“由b到a”)。图中ab段导线受磁场力的方向向上，用箭头标示出图丙中ab段导线所受磁场力的方向。(2)线圈转过图乙所示位置，用_的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈。,知2讲,【解析】,(1)由于电流从电源的正极出发，故此时图甲中ab的电流方向是由a到b；在图丙中，由于电流的方向和磁场的方向均没有改变，故此时ab段导线所受力的方向不变，即力的方向仍是向上的。(2)据图丙能看出，磁场力会阻碍线圈运动，故此时必须改变线圈的受力方向，所以可以通过改变线圈中的电流方向使得线圈继续顺时针转动至少半圈。,知2讲,【解】,(1)由a到b；如图所示。(2)改变电流方向,总结,知2讲,若要想让线圈能持续转动下去，在线圈转过平衡位置后，应改变电流的方向，换向器就起到了该作用。,【中考兰州】电动机的工作原理是_，只改变线圈中的电流方向，电动机的转动方向_(填“会”或“不会”)发生改变。电风扇、洗衣机、抽油烟机等家用电器中都装有电动机，这些用电器是_联接入家庭电路的。,知2练,1,（来自典中点）,通电导体在磁场中受到力的作用,并,会,知2练,（来自典中点）,如图为直流电动机的基本构造示意图。以下相关的分析中正确的是（）A.电动机是利用电流的热效应的原理工作的B.电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能C.使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的D.仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向,2,D,1,知识小结,（来自典中点）,1.通电导线在磁场中会受到力的作用，其受力的方向跟磁场方向和电流方向有关。从能的转化观点看，这是将电能转化为机械能。2.线圈平面与磁感线的方向垂直时，线圈所在的位置叫做平衡位置。平衡位置的线圈不受力的作用，线圈继续转动是由于惯性。3.换向器的作用：当线圈到达平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈连续转动。线圈转一周，电流方向改变2次。,【中考株洲】如图所示，导线ab放在磁场中，接通电源后，ab向右运动，如要使其向左运动，下列方法可行的是（）A.增大电路中的电流B.换用磁性更强的磁铁C.将电源正负极对调D.同时对调磁铁两极和电源正负极,（来自典中点）,2,易错小结,C,易错点：混淆通电导体在磁场中的受力方向与受力大小的影响因素,（来自教材）,下列家用电器中，均使用了电动机的是（）A.电熨斗和日光灯B.电风扇和洗衣机C.电饭锅和微波炉D.电热毯和电热水器,1,B,（来自教材）,关于直流电动机，下列说法中正确的是（）。A.直流电动机原理是电流的磁效应B.直流电动机正常工作时，是将电能转化为内能C.直流电动机换向器是由两个彼此绝缘的半铜环组成的D.电源的正、负极和磁场的方向都改变，直流电动机的转动方向也改变,2,C,（来自教材）,如图所示是某小组制作的一个简易电动机。用硬金属丝做两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕成一个矩形线圈，以线圈引线为轴。用小刀刮去轴的一端的全部漆皮，另一端刮去半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下。接通电源并用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。请回答下而的问题。,3,（来自教材）,(1)推一下线圈的原因是：_。(2)线圈不停转动的原因是：_。(3)要使线圈的转动方向发生改变，请提出两个方案。_。_。,使线圈离开平衡位置(或半周漆皮与支架相接触的位置),线圈转过平衡位置后，线圈内的电流方向改变,将电源的正负极调换,调换磁体的N极和S极,（来自教材）,4,调查一下，你家中有哪些用电器用到了电动机？,解：电风扇、电冰箱、洗衣机、空调机、录音机、VCD播放机、电动自行车、电动剃须刀、抽油烟机等。,（来自教材）,5,动圈式扬声器（喇叭）结构如图所示。如果把它引出线的一端接在电池正极，另一端不断摩擦电池负极，你将听到“咔嚓、咔嚓”的声音。请先试一试，再分析为什么。如果有废旧的喇叭，还可把它拆开，观察其内部结构。,解：把扬声器引出线的一端接在电池的正极，用另一端去摩擦电池的负极时，线圈中会有瞬间电流通过，就会产生磁场，该磁场与原来磁铁的磁场相互作用，引起线圈运动，并带动纸筒振动，就产生了“咔嚓、咔嚓”的声音。,【中考内江】如图所示，是小华同学探究“磁场对电流的作用”的实验装置，AB是一根金属棒，通过导线接在电路中，闭合开关后，金属棒没有运动（仪器、电路都完好），要使金属棒运动起来，下列措施可行的是（）A.将蹄形磁体的N、S极对调B.换用磁性弱一些的蹄形磁体C.换用电压大一些的直流电源D.将滑动变阻器的滑片向右移动,6,（来自典中点）,C,在安装直流电动机模型的实验中，志伟同学按照物理教材的要求安装了一台如图所示的直流电动机模型。安装完毕，闭合开关后，线圈沿顺时针方向转动，则能使线圈沿逆时针方向转动的做法是（）A.减少一节电池B.把电源和磁铁的