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第4節(jié) 電動機
聯(lián)想情景導(dǎo)入
你玩過電動玩具車嗎 所有的電動玩具車?yán)锒加幸粋€重要的零件 電動機。當(dāng)打開
電動玩具車的開關(guān)時，你就會聽到馬達(dá)(即電動機)轉(zhuǎn)動的聲音，電動機通過齒輪帶動玩具車的車輪，玩具車虞運動起來。
在生產(chǎn)和生活中，我們還運用了電風(fēng)扇、洗衣機、電吹風(fēng)等電器設(shè)備，這些電器都是利
用電動機的工作原理來進行工作的，想具體了解它們工作時的情況嗎 請認(rèn)真學(xué)習(xí)我們今天的課程吧!
重點知識詳解
一、磁場對通電導(dǎo)線和線圈的作用
1．磁場對通電導(dǎo)線的作用。
實驗操作：在如圖所示的裝置中,當(dāng)合上開關(guān)使導(dǎo)線通電時，發(fā)生了什么現(xiàn)象
分別改變電流方向或磁體的磁極方向。又發(fā)生了什么現(xiàn)象
實驗現(xiàn)象：合上開關(guān)使導(dǎo)線通電時，導(dǎo)線由靜止變?yōu)檫\動。改變電流或磁極方向，導(dǎo)線運動方向發(fā)生改變。
實驗結(jié)論：通電導(dǎo)體在磁場里會受到力的作用。
2．通電導(dǎo)體在磁場里受力方向的影響因素：通電導(dǎo)體在磁場里受力方向與電流方向和磁場方向有關(guān)。
3．磁場對通電導(dǎo)線圈的作用。
實驗操作：在如圖所示的裝置中。通電矩形線圈處于圖甲位置和圖乙位置時，觀察線圈的轉(zhuǎn)動情況。
當(dāng)通電矩形線圈處于圖甲位置時線圈會發(fā)生轉(zhuǎn)動，但擺動幾下后就停在了圖乙
位置。不再轉(zhuǎn)動的原因是在圖甲位置時,線圈受到與線圈平面垂直的力，線圈發(fā)生轉(zhuǎn)
動，而在圖乙位置時，線圈受到的力與線圈在同一個平面上。線圈依靠慣性轉(zhuǎn)過圖
乙位置時,線圈兩邊受力方向與圖甲位置相同，但作用效果卻使線圈反方向轉(zhuǎn)動。
二、直流電動機
1．直流電動機的工作原理：直流電動機靠直流電源供電,是利用通電線圈在磁場里受到力的作用而轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象制成的,是把電能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。
2．直流電動機的結(jié)構(gòu)：直流電動機主要是由磁鐵和線圈組成，此外還有換向器、電刷等。
1一端蓋 2一風(fēng)扇3一機座 4一電樞 5一主磁極 6一刷架7一換向器
8一接線板9一出線盒l(wèi)0一換向器
3．換向器的作用：每當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時，它能自動改變線圈中的電流方向。
如圖，導(dǎo)體ab受到向上的
力，而cd受到向下的力，所
以通電線圈開始轉(zhuǎn)動。
“換向器”是怎樣實現(xiàn)“換向”的
用直流電源給處在磁場中的線圈通電時，要使線圈能繞軸連續(xù)轉(zhuǎn)動的關(guān)鍵，
在于使線圈一到平衡位置就能自動改變線圈中的電流方向，“換向器”就是能完成
這一任務(wù)的裝置。
1 換向器”由兩個半銅環(huán)組成。
2 個半銅環(huán)的開口處(即絕緣處)安裝。
3 線圈由于慣性稍稍轉(zhuǎn)過平衡位置時，能交換電刷與換向器的半銅環(huán)的接觸，從而改變了線圈中的電流方向和受力方向，使線圈仍能按原來的繞向轉(zhuǎn)動。
三、安裝直流電動機模型
1．直流電動機模型的安裝順序是從內(nèi)到外，從下到上的。具體順序是支架 線圈(轉(zhuǎn)子) 電刷 磁極(定子)。
2．安裝直流電動機模型的要點：
(1)應(yīng)按一定次序安裝；
(2)電刷與換向器之間的松緊．線圈轉(zhuǎn)子與定子之間的間隙要適中；
(3)安裝完畢后用手撥一下轉(zhuǎn)子。觀察其運轉(zhuǎn)是否良好。否則應(yīng)加以調(diào)試。
3．改變直流電動機轉(zhuǎn)動方向的方法；改變通過線圈的電流的方向(對調(diào)電源兩極)或者改變磁感線方向(對調(diào)磁鐵的兩極)。
4．改變轉(zhuǎn)速的方法：改變線圈中電流的大小。
5．實驗步驟：
(1)仔細(xì)觀察換向器．弄清換向器的作用；
(2)安裝直流電動機模型；
(3)畫出有關(guān)電路圖(如圖所示)，并按圖連接電路；
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(4)經(jīng)檢查無誤后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器至合適位置，觀察電動機轉(zhuǎn)動情況；
(5)按下表進行實驗，把結(jié)論填入表中。
實驗條件 現(xiàn)象與結(jié)論
第一次 磁極位置不變，對調(diào)電源兩極 電流方向相反，線圈轉(zhuǎn)動方向相反
第二次 電源兩極不變。對調(diào)兩個磁極 磁感線方向相反，線圈轉(zhuǎn)動方向相反
第三次 移動滑動變阻器增大電阻 線圈轉(zhuǎn)動緩慢，電流減小
第四次 移動滑動變阻器減小電阻 線圈轉(zhuǎn)動加快，電流增大
精典例題解析
[例1] 如圖所示是檢驗磁場對通電導(dǎo)體作用力的實驗裝置。當(dāng)導(dǎo)線ab中有某方向電流通
過時，它受到磁場的作用力向上。
(1)如果僅將兩磁極對調(diào)位置。導(dǎo)線ab受力向_________；
(2)如果磁極位置不變，僅改變ab中的電流方向，導(dǎo)線ab受力向_________；
(3)如果同時對調(diào)磁極位置和改變電流方向，導(dǎo)線ab受力向_________。
[解析] 磁場對電流的作用力方向跟磁場方向、電流方向有關(guān)，如果只改變磁場方向或電流
方向，則導(dǎo)體受力方向發(fā)生改變，若兩者同時改變，則導(dǎo)體受力方向不變。
[答案] (1)下 (2)下 (3)上
[例2] 如圖所示，懸掛在細(xì)金屬絲上的金屬棒AB處在磁場中。
(1)當(dāng)C、D兩個線頭沒有接到電池組的正、負(fù)極時。AB棒保持靜止不動，而一旦使
C、D兩個線頭接觸到電池組的正、負(fù)極時，AB棒立即擺動起來，這一現(xiàn)象說明
了_____________；
(2)留心的同學(xué)還會注意到，當(dāng)兩個線頭分別接觸C、D兩極時，金屬棒相對蹄形磁
鐵向里擺動，而如果將兩個線頭對調(diào)一下再接觸C、D兩極，則看到金屬棒相對
蹄形磁鐵向外擺動，這一現(xiàn)象說明了___________；
(3)如果兩個線頭像圖示那樣接觸C、D，而把蹄形磁鐵上下翻轉(zhuǎn)一下(S極在上)。則
金屬棒也相對蹄形磁鐵向外擺動。這一現(xiàn)象說明了_______________。
[解析] 通電導(dǎo)體在磁場里會受到力的作用。受到作用力的方向與電流方向和磁感線方向有
關(guān)。
[答案] (1)通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用 (2)通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用方向與電流方向有關(guān) (3)通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用方向與磁感線方向有關(guān)
[例3] 在“安裝直流電動機模型”的實驗中。
(1)根據(jù)圖甲的電路將圖乙中的各元件連成電路。
(2)改變直流電動機的轉(zhuǎn)動方向有兩種方法：一是改變_________；二是改變_________。
(3)要想使電動機的轉(zhuǎn)速加快，可以_______________________________________。
[解析] 直流電動機轉(zhuǎn)動的速度與電流有關(guān)，電流越大，電動機轉(zhuǎn)速越大。電動機轉(zhuǎn)動方向
與電流方向和磁場方向有關(guān)，改變電流和磁場方向可以改變電動機轉(zhuǎn)動方向。
[答案] (1)
(2)線圈中的電流方向 磁感線方向 (3)增大電流
考點應(yīng)試必備
1．下列改變直流電動機的轉(zhuǎn)向方法不可行的是 ( )
A．改變線圈中的電流方向
B．改變磁場方向
C．將電源的正負(fù)極和兩個磁極同時對換
D．電源的正負(fù)極和兩個磁極不能同時對換
2．關(guān)于直流電動機的工作原理，下列敘述正確的是 ( )
A．利用電磁感應(yīng)的原理制成的
B．用交流電源供電，通過換向器，線圈中變?yōu)橹绷麟?br/>C．用直流電源供電，通過換向器，線圈中變?yōu)榻涣麟?br/>D．線圈所在的平面跟磁感線平行時的位置叫平衡位置
3．直流電動機能持續(xù)轉(zhuǎn)動，主要是因為 ( )
A．線圈的作用 B．電流的作用 C．磁場的作用 D．換向器的作用
4．直流電動機工作時，線圈經(jīng)過垂直磁感線的位置時 ( )
A．線圈受力平衡，速度為零 B．線圈受力平衡，速度不為零
C．線圈受力不平衡，速度為零 D．線圈受力不平衡，速度不為零
5．下列說法正確的是 ( )
A．電動機是把機械能轉(zhuǎn)化為電能的機器
B．電動機是把電能轉(zhuǎn)化為機械能的機器
C．直流電動機是利用線圈的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生電流的
D．改變線圈中的電流方向，可以改變電動機線圈轉(zhuǎn)動的快慢
6．如圖所示，把一根直導(dǎo)線AB放在蹄形磁鐵的磁場中，接通電源后，讓電流通過導(dǎo)體AB，
下列說法正確的是 ( )
A．AB仍靜止 B．AB在水平方向運動起來
C．AB沿磁場方向運動 D．AB沿電流方向運動
7．關(guān)于通電導(dǎo)體在磁場里受力方向與電流方向和磁感線方向之間的關(guān)系，下列說法中錯誤
的是 ( )
A．電流方向改變時，導(dǎo)體受力方向改變
B．磁場方向改變時，導(dǎo)體受力方向改變
C．電流方向和磁場方向同時改變，導(dǎo)體的受力方向改變
D．電流方向和磁場方向同時改變，導(dǎo)體的受力方向不變
8．將一矩形線圈懸掛在磁場中，通電后線圈卻不能轉(zhuǎn)動，其原因可能是 ( )
A．線圈中的電流太大 B．線圈平面與磁場方向平行
C．線圈方向與磁場方向垂直 D．線圈平面與磁感線的夾角小
9．以下的用電器中。屬于利用“通電導(dǎo)線在磁場中受磁場力的作用”原理工作的是
( )
A．電爐 B．白熾燈
C．電熱毯 D．電風(fēng)扇
10．某通電直導(dǎo)體在磁場中受力作用的情況如圖甲所示，則在下列四圖中通電直導(dǎo)體在磁場
中受力作用的方向跟它相同的是 ( )
11．直流電動機是利用____________的原理工作的。為了使線圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動(即保持原有轉(zhuǎn)
動方向不變),必須給它安裝__________，利用這一裝置使得線圈一轉(zhuǎn)過________,立即
改變________中的電流方向。電動機是把__________能轉(zhuǎn)化為_________能的機器。我
們家庭中使用的，________、________、_________等電器中的電動機都是__________
流電動機。
12．如圖所示的實驗中，閉合開關(guān)后，導(dǎo)體棒ab向右運動，這說明________對通電
導(dǎo)體有力的作用；若要使ab向左運動，你的方法是___________________________。
13．標(biāo)出下圖中直流電動機各部分名稱。
A____________ B_________ C_________ D__________ E_________
14．在探究通電導(dǎo)體在磁場中受到的力與哪些因素有關(guān)時，小麗同學(xué)做了如下三組實驗，其
中AB是通電導(dǎo)體的一部分,導(dǎo)線上的箭頭表示電流方向，F(xiàn)表示導(dǎo)體受力的方向,N、S
表示磁體的兩極。
(a) (b) (c)
(1)通過實驗(a)和(b)說明，通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向與_________的方向有關(guān)。
(2)通過實驗(a)和(c)說明，通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向與_________的方向有關(guān)。
15．小麗同學(xué)學(xué)習(xí)了電流的磁效應(yīng)后，知道了電流周圍存在磁場，
并且探究出了電流周圍的磁場方向與電流方向有關(guān)。后來又
學(xué)習(xí)了磁場對通電導(dǎo)體有力的作用，并且知道磁場對通電導(dǎo)
體的作用力的方向與電流方向和磁場方向都有關(guān)。
小麗想：如果把兩根通電導(dǎo)體靠得很近時，任何一根導(dǎo)體
都處在另一根導(dǎo)體的磁場中，這樣兩根導(dǎo)線之間便會有力的作
用。那會是怎樣的作用呢
她把這一想法告訴幾個同學(xué)．并相互提出了觀點：
小明說：“兩條導(dǎo)線會相互吸引。”
小華說：“兩條導(dǎo)線也許會相互排斥。”
小紅說：“別費勁了，誰見過電線桿上的兩條電線相互打架呢 ”
到底誰對呢 于是他們一起去找趙老師，希望能得到老師的幫助。趙老師帶他們到實驗室讓他們自己通過實驗來得出結(jié)論。
于是他們來到實驗室設(shè)計了一個實驗電路,如圖甲所示。實驗中A、B兩段導(dǎo)線相互靠近
時，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)，兩根導(dǎo)線會相互吸引,小明得意地說：“我對了吧，實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。因此可以褥出結(jié)論：當(dāng)兩根通電導(dǎo)線靠得很近時。它們是相互吸引的。”小華和小紅沒出聲．算是默認(rèn)了。
小麗想了想．說：“別忙于下結(jié)論。”隨后，小麗改變了其中一根導(dǎo)線的電流方向，如圖
乙所示，結(jié)果變成了相互排斥。小麗接著說現(xiàn)在可以下結(jié)論了。
請你通過上述材料結(jié)合自己的知識回答：
(1)請你分析：小麗是根據(jù)什么判斷出當(dāng)把其中一根導(dǎo)線中的電流方向改變。
兩通電導(dǎo)線會由相互吸引變?yōu)橄嗷ヅ懦獾?
(2)材料最后說“現(xiàn)在可以下結(jié)論了”，你認(rèn)為正確的結(jié)論是什么
(3)小紅說：“誰見過電線桿上的兩條電線相互打架呢 ”你認(rèn)為電線桿上的電線為什么不會
“打架” 請你作出一個可能的猜想。
(4)他們是按什么樣的思維程序進行此探究活動的
答：_______ ________ ________ ________ ________
(5)請你根據(jù)剛才所學(xué)的知識解釋下圖所示的實驗。
如圖：用一根輕質(zhì)軟彈簧．接入如圖所示電路中，彈簧下端剛好與水銀面相接觸。
上面用兩根絕緣的不易伸長的細(xì)線固定在天花板上，當(dāng)開關(guān)閉合后。你會觀察到什么現(xiàn)象
參考答案：
笫4節(jié) 電動機
1．C 2．C 3．D 4．B 5．B 6．B 7．C 8．B 9．D 10．C
11．通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動 換向器 平衡位置 線圈 電 機械 電風(fēng)扇 洗衣機 電冰箱 交
12．磁場改變磁場或電流的方向
13．磁鐵軸架線因換向器電刷
14．(1)電流(2)磁場
15．(1)通電導(dǎo)體周圍的磁場方向與電流方向有關(guān)。
(2)兩平行的通電導(dǎo)體靠得很近時。當(dāng)通入的電流方向相同時，兩導(dǎo)線相互吸引；當(dāng)通入的電流方向相反時，兩導(dǎo)線相互排斥。
(3)兩導(dǎo)體間距較大，相互之間的作用力較小。
(4)提出問題→猜想假設(shè)→設(shè)計實驗→進行實驗→得出結(jié)論
(5)軟彈貧的縮短與仲長會使電路時通時斷，同時小燈泡會熄滅后發(fā)光。如此往復(fù)。
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品資料·第 1 頁 （共 9 頁） 版權(quán)所有@21世紀(jì)教育網(wǎng)

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