(共64张PPT)
教学目标
通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，知道力的方向与电流方向和磁场方向有关。
1
了解直流电动机的构造和工作原理及其能量转化。
2
教学重点
教学难点
教学重点与难点
直流电动机的构造和工作原理。
磁场对通电导线的作用。
课堂导入
①把一个磁铁靠近正在发光的灯泡的灯丝，看看会发生什么现象？
想一想，这是为什么呢？
这是制作的一个小电动机模型， 电动机为什么会转动起来呢？
②观看小视频《电动机模型》
课堂导入
洗衣机
生活、生产中、科学技术中都离不开电动机，为什么电动机通电后，它就能够转动呢？
第4节 电动机
电风扇
电梯
今天我们一起学习电动机的知识。
课堂导入
一
磁场对通电导线的作用
一、磁场对通电导线的作用
磁场对通电导线的作用
1
我们知道，磁体在磁场中会受到力的作用，磁体间通过磁场相互作用。
条形磁体对小磁针有力的作用
奥斯特实验中，电流的磁场对小磁针有力的作用。
磁场
一、磁场对通电导线的作用
1
如果把一根通电导线放入磁场中时，那么通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？
磁体的磁场对通电导线是否有力的作用？
电源
金属导轨
直导体ab
一、磁场对通电导线的作用
① 实验器材
蹄形磁体、电源、直导体ab、金属导轨、开关、导线等.
实验探究：通电导线在磁场中受到力的作用
1
只改变磁场的方向，观察直导体的运动。
只改变电流的方向，观察直导体的运动。
同时改变磁场和电流的方向，观察直导体的运动。
一、磁场对通电导线的作用
②实验设置
闭合开关，观察直导体的运动。
把直导体ab放在轨道上，置于蹄形磁体的磁场中中，直导体ab与开关串联接入电源上。
一、磁场对通电导线的作用
③探究通电导线在磁场中是否受力
闭合开关，发现通电导体向左运动
通电导线在磁场中受到力的作用
闭合开关，观察直导体是否运动。
实验结论
一、磁场对通电导线的作用
④探究通电导线在磁场中的受力方向跟电流的方向之间的关系
通电导体向左运动
通电导体向右运动
控制磁场的方向不变，改变导体中的电流方向。
实验结论：
通电导线在磁场中的受力方向跟电流的方向有关。
改变电流方向
一、磁场对通电导线的作用
⑤探究通电导线在磁场中的受力方向跟磁感线方向之间的关系
控制通电导体中的电流方向不变，改变磁感线的方向。
实验结论：
通电导线在磁场中的受力方向跟磁感线的方向有关。
改变磁感线方向
通电导体向右运动
通电导体向左运动
②改变电流方向，导线向右运动，与①运动方向相反。
①闭合开关，
导线向左运动。
③改变磁感线方向，导线向左运动，与②运动方向相反。
N
I
F
S
I
F
N
S
I
F
N
S
一、磁场对通电导线的作用
⑥分析实验现象，归纳结论
通电导线在磁场中的受力方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系。
实验结论
一、磁场对通电导线的作用
视频观看《通电导体在磁场中受到力的作用》
一、磁场对通电导线的作用
实验中的直导线运动一段距离就会离开磁场，很难持续地运动。
如果把一个通电线圈放在磁场中，它又会怎样运动呢？
2
探究磁场对通电线圈的作用
下面我们探究磁场对通电线圈的作用。
一、磁场对通电导线的作用
把线圈、电池、开关用导线连接为串联电路，放入磁场中。
① 实验器材
一、磁场对通电导线的作用
线圈沿顺时针转过一定角度。
②让电流从右边线圈向下流入线圈，从左边向上流出（见图），观察线圈的转动情况。
一、磁场对通电导线的作用
③让电流从左边线圈向下流入线圈，从右边向上流出（见图），观察线圈的转动情况。
线圈沿逆时针转过一定角度。
通电线圈在磁场中的转动方向跟电流的方向有关
实验结论
一、磁场对通电导线的作用
分析实验②与③现象，归纳结论
电流的方向发生改变，线圈的转动方向也发生改变。
一、磁场对通电导线的作用
④让电流从左边线圈向下流入线圈，从右边向上流出（见左图），对调磁极（改变磁感线的方向），观察线圈的转动情况。
线圈沿顺时针转过一定角度。
一、磁场对通电导线的作用
通电线圈在磁场中的转动方向跟磁场的方向有关
实验结论
分析实验③与④现象，归纳结论
电流的方向不变，改变磁场的方向，线圈的转动方向也发生改变。
通电线圈在磁场中的转动方向跟电流的方向、磁场方向都有关系。
实验结论
一、磁场对通电导线的作用
一、磁场对通电导线的作用
视频观看《通电线圈在磁场中的扭转》
二、电动机的构造
①在如图所示位置时，通电线圈的两边在磁场中都受力，ab边受力方向竖直向上，cd边受力方向竖直向下， 方向相反，发生顺时针转动。
②当线圈的平面与磁场垂直时，通电线圈ab边与cd边受平衡力作用，达到平衡位置。这时由于惯性，线圈还会继续转动。
探究通电矩形线圈在磁场中不能连续转动的原因
3
二、电动机的构造
③线圈靠惯性越过平衡位置后， ab边受力方向竖直向上，cd边受力方向竖直向下， 方向相反，磁场力作用的结果使线圈逆时针旋转。
④ 通电线圈最后静止
在平衡位置。
一、磁场对通电导线的作用
通电线圈在磁场中可以转过一个角度，但不能持续转动。
如果在线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，由于惯性，线圈继续转动。转动半周后再继续供电，线圈不就可以持续转下去了吗？
如何使线圈持续地转动下去？
一、磁场对通电导线的作用
3
演示实验：让线圈转起来
① 实验器材
一、磁场对通电导线的作用
② 线圈的制作
将粗漆包线制成一个线圈，把一端的绝缘漆全部刮掉，另一端只刮半周。
一、磁场对通电导线的作用
③ 器材的组装
如图所示，将线圈的两端放在羊眼钉上，在线圈的下方置于圆形强磁铁，然后接在电源上，这样就制成了一个小小的电动机。
通电后，看看线圈能否转动？
一、磁场对通电导线的作用
视频欣赏《让线圈转起来》
一、磁场对通电导线的作用
实验中，将线圈一端的漆皮全部刮掉，另一端的漆皮只刮掉半周，线圈就能持续地转动起来。
把一端线圈的绝缘漆只刮掉半周的目的是什么？
一、磁场对通电导线的作用
将线圈一端的漆皮全部刮掉，另一端的漆皮只刮掉半周，从而保证给线圈适时供电或停电。
这种设计，线圈每转一周，只有半周获得动力，在另半周线圈没有电流通过，线圈不受力，但由于惯性继续转动，当转过这半周后，又回到原来的状态，线圈又受到向同方向转动的力，线圈就可以持续转动下去。
二
电动机的基本构造
二、电动机的基本构造
如果在线圈转动的后半周，不是停止给线圈供电，而是设法改变后半周的电流方向，使线圈在后半周也获得动力，线圈不就能转得更平稳了吗？
电动机就是根据这个原理工作的。下面学习电动机的工作原理。
前面的电动机模型中，能够持续转动，是因为在另半周线圈没有电流通过，线圈不受力，靠惯性继续转动。
二、电动机的基本构造
电动机由两部分组成：
1
电动机的组成
直流电动机的组成
能够转动的线圈，也叫
转子；固定不动的磁体，也叫定子；电动机工作时，转子在定子中飞快地转动。
定子（磁铁）
转子（线圈）
换向器
电刷
当线圈转动半周后，不是停止给线圈供电，而是设法改变后半周的电流方向，使线圈在后半周也获得动力，使线圈能持续转动下去。
换向器
实际的电动机是通过换向器来实现这一目的的。
二、电动机的基本构造
2
两个铜半环E、F
电刷A、B
换向器
换向器主要构造：两个电刷A、B，两个铜半环E、F。
换向器的作用：
当线圈每转到平衡位置时，自动改变线圈中电流方向，从而实现了线圈的持续转动。
二、电动机的基本构造
换向器的工作过程
当线圈每转到平衡位置时，自动改变线圈中电流方向。
二、电动机的基本构造
换向器使靠近磁体S极一边线圈中的电流方向永远向里，从而使该边线圈的受力方向始终向上，而另一边的受力方向始终向下，从而使线圈持续转动。（线圈靠近S极一边受力的方向始终竖直向上）
通电线圈在磁场中，ab、cd两边电流方向相反，受力方向相反，顺时针转动。
线圈转到平衡位置，电刷接触到换向器中间绝缘部分，不受力，利用惯性转过平衡位置。
2
1
线圈越过平衡位置后，利用换向器改变了电流方向，受力方向改变，仍然顺时针转动。
3
线圈利用惯性转过平衡位置后，又改变了电流的方向和受力方向，继续转动。
直流电动机的工作原理
3
二、电动机的基本构造
4
视频欣赏《换向器与电动机的工作原理》
二、电动机的基本构造
①换向器的作用：
当线圈每转到平衡位置时，自动改变线圈中电流方向（每半周改变一次），从而实现了线圈的持续转动。
②电动机利用了通电线圈在磁场中受力转动的原理来工作的。
③电动机工作时将电能转化为机械能。
总结
4
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。
二、电动机的基本构造
直流电动机
实际的电动机有多个线圈，每个线圈都接在一对换向片上，以保证每个线圈在转动过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。
直流电动机的结构
实际的电动机：
5
换向器
转子
二、电动机的基本构造
家用电器中的电动机：
6
有一部分家用电器都用到电动机。
二、电动机的基本构造
扬声器是怎么发声的
学校的操场上挂着扬声器（喇叭），收音机、电视机、音响中都有扬声器，每天我们都能听到扬声器发出的悠扬声音。
科 学 世 界
扬声器是怎样发出声音的呢？
二、电动机的基本构造
①作用：它是把电信号转变为声音信号的装置。
扬声器
②结构：线圈、永久性磁体、锥形纸盆。
③原理：扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，由于线圈中的电流方向是不断的变化，线圈就不断的来回振动，带动纸盆也不断地来回振动，于是扬声器就发出了声音。
扬声器是怎么发声的
二、电动机的基本构造
三
课堂总结
①通电导体在磁场中受到力的作用
电动机
电动机
④能量转化：把电能转化为机械能
②基本组成：换向器、转子、电子
磁场对通电
导体的作用
三、课堂总结
①原理：通电线圈在磁场中受力而转动
②影响作用力的方向
③换向器作用：线圈转到平衡位置时，自动
改变线圈中电流方向
电流的方向
磁场的方向
四
课堂练习
1. 下列哪种设备是根据如图所示的实验原理制成的（ ）
A. 电熨斗
B. 电动机
C. 电磁铁
D. 发电机
B
三、课堂练习
2． 直流电动机工作时，将____ 能转化为______能。
能使直流电动机线圈刚转过平衡位置就自动改变线圈中电流方向的装置是__________。
电
机械
换向器
三、课堂练习
3．“安装直流电动机模型”实验中，组装完毕后闭合开关，线圈不转动，用手轻轻一推线圈，线圈迅速转动起来，则线圈原来不转动的原因是
_____________________。
开始时线圈在平衡位置
4．如图所示，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是 ( )
A．换用更细的铜棒
B．将电源的正、负极对调
C．向左移动滑动变阻器的滑片
D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调
B
三、课堂练习
5. 如图为直流电动机的工作原理图，分析正确的是（ ）
A．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
B．电动机通电后不转，一定是电路断路
C．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
D．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
A
三、课堂练习
6． 如图所示为直流电动机的基本构造示意图。
下列相关的分析正确的是 ( )
A. 电动机是利用电流周围存在磁场的原理工作的
B．电动机工作过程中，消耗的电能转化为机械能
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．同时改变磁感线方向和电流方向可以改变线圈转动的方向
B
三、课堂练习
7. 如图是某灵敏电流计的内部结构示意图，线圈在磁场中，指针与线圈相连。当线圈中有电流通过时，线圈会转动，原因是______________________；若改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向将_________。
通电线圈在磁场中受力
改变
三、课堂练习
解析：解析 通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大。因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。
8. 如图是探究“通电导线在磁场中受力”的实验装置。瞬间接通电路，原来静止的导线ab向右运动。要使导线ab向左运动，可行的措施是（ ）
A．将磁体的N、S极对调
B．增大电源电压
C．换用磁性更强的磁体
D．将磁体的N、S极对调，同时改变电流的方向
A
三、课堂练习
解析：通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向两个因素有关：一个是磁场方向，另一个是电流方向。如果只改变一个因素，则导体受力方向改变，如果同时改变两个因素，则导体受力方向不变。改变电流大小，只能改变受力大小，不能改变受力方向。
9. 如图所示的直流电动机模型，把线圈两端导线的漆按图中方法刮去，通电后线圈能否连续转动？________。如果通过线圈的电流变大，线圈的转动速度将变________。如果改变线圈中的电流方向，线圈的转动方向将_________。
能
大
改变
三、课堂练习
解析：将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样当线圈转至平衡位置时，由于惯性继续转动，而不是受相反方向的力，当回到初始位置时，再次受力转动，从而使线圈继续转动下去。故图中线圈可以连续转动；如果通过线圈的电流变大，线圈受力变大，线圈的转动速度将变大；如果改变线圈中的电流方向，线圈受力方向改变，线圈的转动方向将改变。
10．用如图所示的装置“探究通电导线在磁场中的受力情况”。接通电源，发现导体ab向左运动；把电源正、负极对调后接入电路，发现导体ab向右运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力 ( )
A．方向与电流方向有关
B．方向与磁感线方向有关
C．大小与电流大小有关
D．大小与磁场强弱有关
A
三、课堂练习
11．如图所示，线圈abcd位于磁场中，当开关K与1接通时，ab段导线中电流方向为________(填“a→b”或“b→a”)，ab段导线受磁场力F1的方向竖直向上，此时cd段导线受到的磁场力F2的方向____________；当K改为与2接通时，ab段导线受磁场力方向_________。
a→b
竖直向下
竖直向下
三、课堂练习
12．如图所示，进行通电导线在磁场中受力运动实验，回答下列问题：
①把导线放在磁场中，接通电源，让电流通过导线ab，会发现导线ab________(填“运动”或“静止”)。
②把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线的电流方向与原来相反，这时导线ab___________________。
运动
将反向运动
三、课堂练习
④若增加电源电压或增强磁体的磁性，发现导体的运动速度会______(填“加快”或“减慢”)，
这说明导体在磁场中受到力的作用，
力的大小跟____________的大小
和____________的大小有关。
③保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极，使磁场的方向与原来相反，这时导线ab_______________。由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，而且受力的方向跟________的方向和_______的方向都有关系。
将反向运动
磁场
电流
加快
电流
磁体的磁性
三、课堂练习
13．为了“探究电动机为什么会转动”，小明制作了一台简易电动机，如图。他用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕一个矩形线网，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮。
三、课堂练习
将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
②要想改变线圈的转动方向，可采用的措施是：
___________________、___________。
③开关闭合后，如果电动机不转，
可能的原因是： __________________。
④要使实验装置能调节电动机转速，
还需要增加一个主要器材是：____________。
⑤电动机工作时把_______转化为机械能。
对调电池的正负极
对调磁极
线圈处于平衡位置
滑动变阻器
电能
三、课堂练习
①通电线圈在磁场中受到_______的作用会转动。
磁力
