六 电动机

花园二中物理讲学稿（三十一）

年级：八 时间：2010 6 5

内容：六 电动机 课型：新授

一、【知识技能】了解磁场对通电导线的作用，初步认识科学与技术之间的关系。

【方法过程】通过演示，提高学生分析概括物理规律的能力，通过制作模拟电动机

的过程，锻炼学生的动手能力。

【情感、态度与价值观】通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高

学生学习科学技术知识的兴趣。

二 【教学重难点】磁场对电流的作用；分析概括通电导体在磁场中的受力方向跟哪

两个因素有关。2.理解通电线圈在磁场里为什么会转动。

三 【预习导航】

1 如图所示，闭合开关时，导线ab中有电流通过，发现导体ab因受力作用而运动。保持磁体不动，对调电源的正负极，闭合开关，发现ab运动的方向与原来 ，然后保持ab中的电流方向不变，但把蹄形磁体上下磁极调换一下，闭合开关，发现ab运动的方向与原来 ，这说明通电导体在磁场中受到的力的方向与 方向， 方向有关，当电流方向或者磁感线（磁场）方向变的相反时，通电导体受力方向也变的 。以上研究采用了 法。

2 线圈静止在图甲位置上（课本81页图9.6——5），闭合开关，线圈受力沿顺时针方向转动，当转到图乙位置时，线圈ab、cd两个边受力大小一样，方向相反，在同一直线上，即使转过此位置到达图丙位置，这对力对线圈的顺时针转动仍起阻碍作用，摆动几次后停在图乙位置，此时线圈所在平面与磁感线垂直，我们把这个位置叫 。 3 要实现线圈的连续转动，根据通电导线的受力情况，每当线圈转至平衡位置时，只需要及时改变线圈中电流的方向，从而改变线圈的 ，使其连续转动起来，这就是电动机。直流电动机是通过 来实现这项功能的。

4电动机里，能够转动的部分叫 ，固定不动的部分叫 ，电动机由两部分组成 和 。

5 像风扇，洗衣机等家用电器中的电动机叫 ，而电动玩具，录音机，电动自行车等中的电动机叫 。 6电动机构造简单、 、体积小、 、功率可大可小、无污染，

广泛应用在社会生活中。 四 【教学过程】

一 引入新课

1.磁场的基本性质是什么？磁场对放入其中的 产生 的作用。 2.电流的磁效应是什么？通电导体周围存在着 ，磁场的方向跟 的方向

有关，这种情况叫做电流的磁效应。

电动机为什么会转呢？大家回忆奥斯特实验，知道通电导体周围存在磁场，能使小磁针偏转，即电流对磁体有力的作用，那么磁场对电流有没有力的作用呢？ （逆向思维）

我们知道生产和生活中的许多电器都需要电动机来带动，电动机已经深入到现代社会生产生活的各个角落，下面我们就来研究电动机的工作原理，来获得正确的答案。 二 新课学习

（一）磁场对通电导线的作用

1 （1）.演示：如图把导线ab放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab,观察它的运动，说出观察到的现象，讨论得出它的结论。

现象：接通电源，导线ab向外（或向里）运动。 结论：通电导体在磁场中受到力的作用。

（2）把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线ab的电流方向与原来相反，观察导线ab的运动方向。

现象：合上开关，导线ab向里（或向外）运动，与刚才运动方向相反。

结论：这说明通电导体在磁场中受到的力的方向与电流通过导体的方向有关。

（3）保持导线ab中的电流方向不变，但把蹄形磁体上下磁极调换一下，使磁场方向与原来相反，观察导线ab的运动方向。

现象：磁极调换后观察到导线ab的运动方向改变。

结论：这表明通电导体在磁场中运动方向与磁感线方向有关。

实验表明：通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系，当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。 2.线圈

当电流方向或者磁感线方向变的相反时，通电导体受力方向也变的相反。那么，把一个通电的线框放到磁场中，它会怎样运动？想一想，做做看。 探究：让线圈转动起来。（课本80 页图9.6--2）

如图把线圈放在支架上，磁铁放在线圈下方。通电后并用手轻轻推一下，观察现象。这个时候，线圈就会不停地转下去，其实这就是一台小小的电动机。我们做出一台小小电动机，那么电动机的基本构造是什么样的？我们一起来了解。

（二）电动机的基本构造

电动机由两部分组成：转子和定子。电动机里，能够转动的部分叫转子，固定不动的部

分叫定子。在上面探究活动中，我们使线圈转起来了。如果把“小小电动机”线圈两端引线的漆皮全部刮掉，线圈又会怎样运动呢？

接通电源，线圈在磁场里发生转动，但转动不能持续下去，转90°角摆几下就停了。怎么解释这一现象呢？看演示。 演示：使线圈位于磁体两磁极间的磁场中。

1.使线圈静止在图乙位置上，闭合开关，观 察。

现象：发现线圈没有运动。

原因：这是由于线圈ab、cd两个 边受力大小一样，方向相反的原因，这个位置是线圈

的平衡位置。

2. 使线圈静止在图甲位置上，闭合开关观察。 现象：线圈受力沿顺时针方向转动。

结论：可是线圈能靠惯性越过平衡位置，但不能继续转下去，最后要返回平衡位置。为

什么会返回呢？

3.看图丙，使线圈静止在这个位置上，这是刚才线圈冲过平衡位置以后所到达的地方，闭

合开关，观察。

现象：线圈向逆时针方向转动。

结论：这说明线圈在这个位置所受力是阻碍它沿顺时针方向转动的，这也就使线圈返回

平衡位置。

那我们在探究实验中，线圈为什么能连续转动呢？因为小小电动机两根引线，一根刮去

半周，一根刮去一周，而线圈没刮半周，是都接在电路里，刮去半周的只有刮去的部分接入电路里。刮去半周有什么作用？刮去的通电，没刮去的绝缘，不通电。当线圈转过平衡位置，如果供电，线圈就受到阻碍它沿原来方向转动的力。如果不供电线圈由于惯性会继续转动，小小电动机就是利用这个原理工作的。

在“小小电动机”中我们只利用了一半的电力，也就是线圈每转一周，只有半周获得动力地转动下去。

a 实际的直流电动机是通过换向器来实现这项功能。

b 换向器的构造，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，它们彼此绝缘，并随线圈一起转

动。A和B是电刷，它们跟半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。线圈转动时，它通过换向器使电流方向发生改变，使线圈的受力方向总是相同，线圈就可以不停地转动下去了。

c换向器的作用：当线圈刚刚转过平衡位置时，换向器能自动改变线圈中电流的方向，从而改变线圈受力方向，使线圈连续转动。

实际的直流电动机都有多个线圈，每个线圈都接在一对换向片上。除直流电动机外，生活中还经常用到交流电动机，交流电动机也是利用通电导体在磁场中受力转动而工作的。 （三）生活中的电动机

电动机工作实质是电能转化为机械能。

电动机优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高、功率可大可小、无污染。

阅读材料：通电导体在磁场中受到力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关，

三者之间的关系，可用左手定则来判定．伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，使四个手指所指的方向为电流的方向，那么大拇指所指的方向就是通电导体受力的方向．

五【应用和拔高】

1．实验表明：通电导线在磁场中要受到 的作用，它的方向跟 的方向和 的方向都有关系． 2．直流电动机在工作时，线圈转到 位置的瞬间，线圈中的电流断开，但由于线圈的 ，线圈还可以继续转动，转过此位置后，线圈中电流方向靠 的作用而发生改变． 3．电动机的工作原理是：利用 制成的．电动机基本由两部分组成：能够转动的 和固定不动的 ．电动机是把 能转化成 能的机器． 4．电动机安装完成后，闭合电路电动机不运转，但轻轻的转一下就转动起来了，出现这种现象的原因是 ．

5．直流电动机模型的换向器由两个铜制的 组成，并随 一起转动，每当线圈刚转过 ，就能自动改变线圈中的 ．从而达到使线圈连续转动的目的． 6 （2007·桂林市）如图3所示，在直流电动机的工作过程中，“换向器”起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的＿＿＿＿＿＿＿＿，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。电动机工作时是把电能转化为 7．在安装直流电动机模型的实验中，为了改变电动机的转动方向，可采取的措施是【 】 A．改变磁场的强弱 B．改变电流的大小 C．只改变电流方向或只改变磁场方向 D．同时改变电流方向和磁场方向 8、（2008·杭州市）在安装直流电动机模型的实验中，小杰同学按照科学教材的要求安装了一台如图11所示的直流电动机模型。安装完毕，闭合开关后，线圈顺时针方向转动，则能使线圈逆时针方向转动的做法是：【 】 A．减小一节电池 B．把电源和磁铁的两极同时对调 C．增加一节电池 D．把电源两极对调

9．图6是小明同学为了探究闭合电路的一部分导体在磁场中运动

图11

时， 产生感应电流方向与哪些因素有关的实验情景(图中箭头表示导体的运动方向)．下列分析比较，结论正确的是 【 】

A．比较图a和b，说明感应电流方向与磁场方向有关 B．比较图b和c，说明感应电流方向与导体运动方向有关

C．比较图a和c，说明感应电流方向与磁场方向和导体运动方向均无关 D．由图d可得出结论：感应电流方向与导体是否运动无关

10．探究通电导体在磁场中受到的力与哪些因素有关时，小丽同学做了如下三组实验，如图

9-38所示,其中AB是通电导体的一部分，导线上的箭头表示电流方向，F表示导体受力的方向，N、S表示磁体的两极．

图9-38

⑴通过实验（a）和（b）说明，通电导体在磁场中的受到力方向与 的方向有关． ⑵通过实验（b）和（c）说明，通电导体在磁场中的受到力方向与 的方向有关．