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(共25張PPT)
第十七章 電動機與發電機
第2節 探究電動機轉動的原理
學習目標
1.通過實驗，了解通電導體在磁場中會受到力的作用，知道力的方向跟電流方向和磁場方向有關。
2.知道換向器在電動機中的作用。
3.能應用所學到的知識，分析電動機的工作原理。
　　通電導線是不是也會受到磁場的作用力呢？
I
+
_
磁體周圍存在什么？
通電直導體周圍存在什么？
磁場
磁場
磁體間通過磁場相互作用
新知導入
1.電源斷開，發現導體雖在磁場中，卻不動
2.閉合開關，原來靜止在磁場中的導體發生運動
3.若是把磁鐵移去，電源接通，導體也不動
結論：
通電導體在磁場中受到力的作用
01 探究磁場對電流的作用
新知學習
通電導體受力方向與磁場方向的關系
只改變磁場方向，導體運動方向發生了改變。
受力方向與磁場方向有關
結論：
只改變電流方向，導體運動方向發生了改變
結論：
受力方向與電流方向有關
通電導體受力方向與電流方向的關系
通電導體在磁場中受到力的作用，受力方向與電流方向和磁感線方向有關。
結論：
只改變___________或___________通電導線受到力的方向_______,
如果________改變電流方向和磁場方向則受到力的方向________。
電流方向
磁場方向
改變
同時
不改變
為什么線圈是轉動而不是直線運動呢？
由于導線兩邊的電流方向是不一樣的，所以它們受到的力也就不一樣，就像一個框被方向相反的力扭動一樣，所以只能是轉動的。
實驗中的直導線運動一段距離就會離開磁場，很難持續地運動。那么線圈可以持續地轉動嗎？
為什么線圈不能持續轉動呢
磁場力使線圈順時針轉
由于慣性繼續轉動
怎樣才能讓線圈持續轉動呢？
磁場力使線圈逆時針轉
靜止在平衡位置
開始時，線圈平面與磁感線平行，如圖甲所示。接通電路后，黑色邊和白色邊的電流方向不同，其受力的方向相反，線圈便轉動起來；
圖甲
圖乙
當線圈轉到如圖乙所示的位置時，黑色邊和白色邊受到的力恰好在同一條直線上，且大小相等，方向相反，線圈來回擺動幾次就停在該位置上了。線圈的這一位置叫做平衡位置，此時線圈的平面恰好與磁感線垂直。
　　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。
當線圈轉動半周后再繼續供電，線圈不就可以持續轉下去了嗎？
因此設法改變后半周的電流方向，使線圈在后半周也獲得動力，線圈不就能轉得更平穩了嗎？
　通過換向器可以使線圈中電流每半周改變一次。
電刷
換向器
當線圈由于慣性剛越過平衡位置時，如果立刻改變線圈中的電流方向，線圈就能夠繼續轉動下去了。在電動機上能夠完成這一任務的裝置叫做換向器。
（1）最簡單的換向器由兩個彼此絕緣的金屬半圓環組成，如圖所示。
（2）換向器的兩個半圓環分別跟線圈的兩端相連接，并通過電刷連接到電源的兩極。當線圈剛越過平衡位置時，由于換向器的作用，改變了線圈中電流的方向，使線圈繼續轉動下去。
02 換向器的作用
兩個銅半環
03 電動機的工作原理
線圈處于此位置時，電流從電刷4→半環2→線圈→半環1→電刷3。線圈的c邊受到一個向上的力，a邊受到一個向下的力，線圈沿逆時針方向轉動
線圈轉至平衡位置時，兩電刷跟兩個半環間的絕緣部分接觸，線圈中無電流，不再受力的作用。由于慣性，線圈會越過平衡位置轉動
線圈越過平衡位置后，電流從電刷４→半環1→線圈→半環2→電刷3。線圈的c邊受到一個向下的力，a邊受到一個向上的力，線圈仍繞軸沿逆時針方向轉動
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。
電動機的工作原理
注意
電動機不轉的原因及處理方法
不轉的原因 處理方法
安裝錯誤 檢查電路的正確性
電路不通或電流過小 ①電源電壓太低，應換用能產生較大電壓的電源
②滑動變阻器阻值過大，應減小滑動變阻器的阻值
③電路未連接好，重新檢查電路
④線圈或電路中有斷路現象，重新檢查電路
磁場力太小 ①磁鐵的磁性不夠強，應換更強的磁鐵
②線圈的匝數太少，應增加匝數
摩擦阻力太大 檢查線圈軸與支架之間以及電刷與換向器之間的接觸情況
線圈處于平衡位置 撥動線圈，讓它通過平衡位置，電動機即可轉動
內部結構
揚聲器是怎樣發聲的
1.揚聲器是把電信號轉換成聲信號的裝置。
2.工作原理：通電導體在磁場中受力運動。
磁電系儀表
探究電動機轉動的原理
探究磁場對電流的作用：磁場對通電導體有力的作用，其作用的方向與電流方向、磁場方向有關
換向器的作用：改變了線圈中電流的方向，使線圈繼續轉動下去
課堂小結
電動機的工作原理：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
課堂練習
1.手持小風扇的簡化電路如圖所示，下列說法正確的是（　　）
A．開關和電動機是并聯的
B．電動機把機械能轉化為電能
C．電池的作用是為電動機提供電能
D．通電后電流從電池負極經電動機流向正極
C
2.小電動機中換向器的作用是（　　）
A．接通電流并轉換電流的方向
B．接通磁鐵并轉換磁鐵的方向
C．接通線圈并轉換線圈運動的方向
D．以上都有可能
A
3.如圖所示，線圈abcd位于磁場中，當開關接通時，ab段導線受磁場力F的方向向上；此時，cd段導線受磁場力（　　）
A．方向向上
B．方向向下
C．為零，因為線圈處于水平位置
D．為零，因為ab段導線向上轉動
B
4.如圖所示，放在U形磁鐵兩極之間的鋁盤的下邊緣浸在液態水銀中，閉合開關S，鋁盤會繞水平軸O轉動。下列說法正確的是（　　）
A．鋁盤轉動的原理與電動機的工作原理相同
B．將磁鐵的磁極對調后，鋁盤的轉動方向不變
C．將電源的正負極對調后接入電路，鋁盤的轉動方向不變
D．左右移動滑動變阻器的滑片P，鋁盤的轉動方向改變
A
5.在“通電導線在磁場中受到力”的實驗中，如圖所示，當閉合開關，有電流通過導體AB時，導體AB將會 ；如果改變電流方向，同時對調兩個磁極，則通電導線受力方向 （填“會”或“不會”）改變，假如把導體AB換成線框，通電時線框將會轉動起來，這是 的工作原理。
受力而運動
不會
電動機

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