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第二十章 电与磁
第4节 电动机
人教版 物理 九年级 下册
机床
电扇
电梯
电力机车
洗衣机
电动玩具
电动机通电后为什么能够转动呢？电动机的工作原理是什么？
1. 知道通电导线在磁场中受力方向与电流及磁场的方向都有关系；通过实验，知道电动机的基本原理是通电导线在磁场中受到力的作用；了解电动机的基本构造以及换向器在直流电动机中的作用。
2. 通过将初步了解的物理知识转化成实际应用技术，进一步提高学生学习科学知识和应用物理知识的兴趣。
N
S
I
+
_
磁体周围存在什么？
通电直导体周围存在什么？
磁场
磁场
磁体间通过磁场相互作用
通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？
知识点 1
磁场对通电导体的作用
实验表明
通电导体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。
在该现象中，电能转化为机械能。
点击观看通电直导体在磁场中受到力的作用
磁场对通电导体的作用
磁场方向不变，改变电流方向，磁场中导体受力方向也发生了改变。
闭合开关，原来静止在磁场中的导体发生运动。
电流方向不变，改变磁场方向，磁场中导体受力方向发生了改变。
N
I
F
甲
S
I
乙
F
N
S
I
F
丙
N
S
实验现象
I
丁
F
N
S
磁场方向和电流方向都改变时，磁场中导体受力方向则不改变。
实验结论：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。其一改变，受力方向改变；都改变，受力方向则不变。
通电导线在磁场中的受力方向
通电线圈在磁场中可以转过一个角度，但不能持续转动。
如何使通电线圈在磁场中持续转动
？
磁场方向
电流方向
转动方向
通电圈在磁场中转动
点击观看
通电线圈在磁场中转动
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。
只刮掉半周的目的是什么？
让线圈转起来
点击观看让线圈转起来
通电圈在磁场中转动
点击图片观看通电线圈在磁场中转动
通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发生顺时针转动。
当线圈的平面与磁场垂直时，通电线圈受平衡力作用，达到平衡位置。这时由于惯性，线圈还会继续转动。
现象分析
线圈靠惯性越过平衡位置后，磁场力作用的结果使线圈逆时针旋转。
通电线圈最后静止在平衡位置。
现象分析
设计思路：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？
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，在另半周线圈将要受到阻碍它转动的力时没有电流通过，线圈不受力；当线圈靠惯性转过这半周后，又回到原来的状态，线圈又受到向同方向转动的力，以保证线圈继续持续转动下去。
如何使线圈持续地转动下去？
通过换向器可以使线圈中电流每半周改变一次。
两个铜半环
电刷
换向器
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、更有力了吗？
实际的电动机是通过换向器来实现这一目的的。
换向器
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。
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。
电动机工作时将电能转化为机械能。
直流电动机的工作过程
点击观看电动机原理
a
b
N
S
1.（2019 镇江）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
连接中考
连接中考
2.（2019 扬州）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
3.（2018 徐州）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
连接中考
4.（包头中考）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
连接中考
1. 电磁炮是利用电磁技术制成的一种新型武器，具有速度快、命中率高等特点。其原理是利用磁场对通电导体的作用，下列叙述中与此原理相同的是（ ）
A．水轮机带动发电机工作为我们提供源源不断的电能
B．奥斯特发现通电导线能使小磁针偏转方向
C．电动机接通电源正常工作
D．工厂使用大型电磁铁完成物品运输任务
C
基础巩固题
2. 如图所示，干电池底部吸有强磁铁（可导电），在干电池的正极上支有一“门”字形导线框，导线框B侧和套在强磁铁上导电圆环C连接，导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动，圆环C在转动过程中与强磁铁接触良好。导线框转动的动力来源 （ ）
A．只有线框A侧受到磁场对电流的作用
B．只有线框B侧受到磁场对电流的作用
C．线框A侧、B侧都受到磁场对电流的作用
D．线框A侧、B侧都不受到磁场对电流的作用，
是受到的其他外力
B
基础巩固题
3. 【多选】下列关于电动机的说法中正确的是（ ）
A．电动机是将机械能转化为电能的装置
B．换向器使通入线圈内的电流方向发生有规律的变
化，从而让线圈能不停地转动
C．当电动机内的线圈转到其平面与磁场方向垂直的位
置时会停止转动
D．直流电动机模型中线圈是靠惯性转过平衡位置的
BD
基础巩固题
在探究“电动机为什么会转动”的实验中：
（1）我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在________，磁体会对通电导体产生力的作用吗？
（2）如图所示，将一根导体ab置
于蹄形磁铁的两极之间，未闭合
开关前，导体___________，闭合
开关后，导体_________，说明磁
场对_______导体有力的作用。
磁场
静止不动
运动
通电
能力提升题
（3）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向_______，说明通电导体在磁场中的受力方向与____________有关。
（4）断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向________，说明通电导体在磁场中的受力方向与___________有关。
（5）如果同时改变磁场方向和电流方向，________确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关（填“能”或“不能”）。
相反
磁场方向
相反
电流方向
不能
能力提升题
通电导体在磁场中受到力的作用
电动机
电动机
能量转化：电能转化为机械能
基本组成
原理
磁场对通电导体的作用力的方向
电流方向
磁场方向
转子
定子
作业
内容
教材作业
完成课后“动手动脑学物理”练习
自主安排
配套练习册练习
