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17.2 探究電動機轉動的原理
第十七章 電動機與發電機
導入新課
思考：電動機通電后為什么能夠轉動呢？
1、生活和生產中那些地方用到了電動機？
學習目標
1.知道直流電動機的基本構造、工作原理和能量轉化；
2.知道磁場對電流有力的作用,知道通電導體在磁場中受力方向與哪些因素有關；
3.知道換向器在直流電動機中的作用；
4.了解電動機在生活中的應用。
講授新課
電動機就是現在人們通常所指的馬達；
電動機是把電能轉化為機械能的動力機器。
了解電動機的結構
一
筆記
講授新課
了解電動機的結構
一
講授新課
了解電動機的結構
一
通過觀看視頻，思考以下問題：
1.電動機內部的基本結構有哪些？
電動機的兩個最主要的部件是 和 。
定子
轉子
換向器
線圈
磁體
講授新課
電動機轉動原因的猜想
二
通過觀看視頻，思考以下問題：
2、猜想電動機轉動的原因？
有無磁場
有無電流
講授新課
通過觀看視頻，思考以下問題：
3、電動機的轉動方向與哪些因素有關？
電動機的轉動方向可能與電流方向和磁場方向有關。
電動機轉動原因的猜想
二
講授新課
探究磁場對電流的作用
三
１.電動機轉子的簡化：
2.電動機定子的簡化：
一組線圈
一個線圈
一段導體
線圈組
可用永磁體（U形磁體）代替
對復雜事物進行簡化，是一種常用的思路和方法。
講授新課
一、提出問題：通電導線會像磁體一樣受到磁場的作用力嗎？
二、猜想與假設：通電導線會受到磁場的作用力。
S
N
I
+
_
磁體周圍存在什么？
通電直導體周圍存在什么？
探究磁場對電流的作用
三
講授新課
三、設計實驗
導線
線圈
探究磁場對電流的作用
三
講授新課
探究磁場對電流的作用
三
四、進行實驗
講授新課
探究磁場對電流的作用
三
磁場方向不變，改變電流方向，磁場中導體運動方向也發生了改變。
閉合開關，原來靜止在磁場中的導體發生運動。
電流方向不變，改變磁場方向，磁場中導體運動方向發生了改變。
N
I
F
甲
S
I
乙
F
N
S
I
F
丙
N
S
五、實驗現象
講授新課
探究磁場對電流的作用
三
六、實驗結論
1. 通電導線在磁場中受到力的作用；
2. 通電導線在磁場中受到力的方向與電流方向和磁場方向有關；
3. 只改變電流方向或磁場方向通電導線受到力的方向改變,如果同時改變電流方向和磁場方向則受到力的方向不改變。
講授新課
筆記
內容：伸開左手,使拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌在同一平面內;讓磁感應線穿過掌心,并使四指指向電流的方向，這時大拇指所指的方向就是通電導體在磁場中所受力的方向。
知識點補充：左手定則（判斷通電導體在磁場中受力方向問題）
幾點說明：
1.力的方向與電流方向垂直，又跟磁感線方向垂直。（若磁感線與電流方向平行呢？）
2.受力方向與電流方向和磁感線方向有關。（有何種關系？）
探究磁場對電流的作用
三
講授新課
換向器的作用
四
分析通電線圈在磁場中的運動
問題：實驗中的通電直導線運動一段距離就會離開磁場，很難持續地運動。那么通電線圈可以持續地轉動嗎？
1.開始通電線圈在磁場中兩邊受力方向相反，線圈順時針轉動；
2.當線圈平面運動到與磁場垂直時，通電線圈受平衡力作用，這個位置叫做平衡位置。這時由于慣性，線圈還會繼續轉動，越過平衡位置后，磁場力又會使線圈逆時針旋轉，致使通電線圈最終靜止在平衡位置。
講授新課
換向器的作用
四
改變力的方向
改變磁場的方向
改變電流的方向
講授新課
換向器的作用
四
換向器由兩個彼此絕緣的半銅環(E、F)組成
通過換向器可以使線圈中電流每半周改變一次，使線圈一直轉下去。
換向器
電刷
講授新課
電動機的工作原理
五
講授新課
電動機的工作原理
五
小知識
方向不變的電流叫做直流電，如干電池、蓄電池提供的電流都是直流電。
通電導體在磁場中受到力的作用使線圈轉動，同時通過換向器及時改變線圈中的電流方向，以保持線圈的持續轉動。
直流電動機的工作原理
直流電動機的轉速可由電流大小來控制；轉動方向可由電流方向和磁極的位置來控制。
講授新課
電動機的工作原理
五
電動機具有構造簡單、造價低、效率高，在啟動、停止和改變轉動方向的控制與操作上均十分方便，且對環境幾乎沒有什么污染等許多優點。
講授新課
電動機可分為“直流”和“交流”兩大類。
電動機的工作原理
五
講授新課
自制簡易電動機
六
　　如果在線圈越過平衡位置后停止對線圈供電，由于慣性，線圈繼續轉動。轉動半周后再繼續供電，線圈不就可以持續轉下去了嗎？
學做小小電動機。
想想做做
講授新課
自制簡易電動機
六
講授新課
課堂總結
課堂小結
1、電動機的基本構造：定子(磁體)、轉子(線圈)、換向器、電刷；
2、電動機的工作原理：通電線圈在磁場中受力轉動(力的大小與電流大小、磁場強弱和線圈匝數有關，方向與電流和磁場方向有關)；
3、換向器的作用：當線圈平面轉過平衡位置時，換向器能自動改變線圈中電流的方向(線圈能轉過平衡位置，是靠線圈的慣性）；
4、實質：電能轉化為機械能；
5、電動機的優點：控制方便、體積小、效率高、清潔無污染；
6、電動機的種類：直流電動機和交流電動機；
7、電動機原理的其他應用：磁電式電流儀表和動圈式揚聲器等。
隨堂訓練
隨堂訓練
1.關于電磁現象的說法中，正確的是( )
A.電磁鐵是根據磁場對電流的作用制成的
B.電動機通電工作時，機械能轉化為電能
C.奧斯特實驗說明磁場能產生電流
D.電動機是利用通電線圈在磁場中受力轉動的原理制成的
2.江濤用如上圖所示的實驗裝置探究“磁場對通電直導線的作用”。閉合開關S，原本靜止的輕質硬直導線AB水平向右運動．要使AB水平向左運動，下列措施中可行的是( )
A.將A、B兩端對調 B.將蹄形磁體的N、S極對調
C.換用磁性更強的蹄形磁體 D.將滑動變阻器的滑片P向右移
D
B
隨堂訓練
隨堂訓練
3.為了探究電動機為什么會轉動，小明根據電動機主要構造制作了一臺簡易電動機(如圖K17-1-9所示)。他用回形針做成兩個支架，分別與電池的兩極相連，用漆包線繞一個矩形線圈，以線圈引線為軸，并用小刀刮去軸的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮，將線圈放在支架上，磁體放在線圈下方，閉合開關，用力輕推一下線圈，線圈就會不停地轉動起來。
(1)要想改變線圈的轉動方向，小明可采用的措施是：______________、_________________.(寫出兩點)
(2)開關閉合后，如果電動機不轉，可能的原因是：________________、_______________________________________________.(寫出兩點)
（3)小明還想設計一個能調節電動機轉速的實驗裝置，他還需要的主要器材是____________，請在虛線框內畫出實驗電路圖.
(電動機用符號 表示)
隨堂訓練
隨堂訓練
只改變電流方向
只改變磁場方向
磁鐵的磁性不夠強
電流太?。ɑ蚓€圈處于平衡位置、線圈匝數太少等）
滑動變阻器

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