(共20张PPT)
第6节 直流电动机
第十四章 磁现象
为什么电池外的线圈会不停转动?
1.知道直流电动机的结构。
2.知道直流电动机的工作原理及能量转化。
3.了解直流电动机的工作过程。
3.知道直流电动机的实际应用。
任务一
直流电动机的原理
活动1:准备两节电池、漆包线一段、磁体、金属丝支架等器材,进行下列实验。
实验过程:
如图,将漆包线绕成矩形线圈,将漆包线的两端的漆层全部刮掉,按图连接电路,观察线圈的转动情况。
问题1:闭合开关后线圈会转动。为什么线圈会转动呢?线圈是怎样转动的?
实验中的线圈能转动是因为受到磁场力的作用;
实验中的线圈只能转动90°角后反复摆动,最后停下来。
问题2:为什么实验中的线圈不能连续转动呢?
线圈开始通电时,上下两个边的漆包线中电流的方向是相反的。因此在同一磁场中,一个边受到向前的磁场力,而另一个边受到向后的磁场力,这两个力不在同一条直线上,于是就使线圈开始转动.转过90°角时,这两个力变成在一条直线上,这个位置叫平衡位置。线圈的惯性使它可以冲过平衡位置,但不能持续转动。
F
F
活动2:在活动1的基础上,我们不把线圈两端的漆层全部刮掉,而是将一段的磁层全部刮掉,另一端的漆层刮掉半周,进行实验。观看下面的演示视频,回答相关问题。
问题1:为什么在这个实验中线圈能连续的转动?你还能想到其他的方法让线圈能连续转动吗?
电路接通刮去漆皮的半周,电流导通,线圈转动,当线圈转动越过平衡位置后,转至有漆皮的一端,线圈中没有电流经过,由于惯性,线圈继续转动,转动半周后再继续供电,线圈就可以持续转下去了。
还可以使线圈转动半周后,改变电流的方向,从而改变受力方向。
活动3:电动机就是利用改变电流方向使得线圈能够持续转动,从而达到正常工作的目的。下图使教学使用的电动机,结合电动机的结构,回答相关问题。
问题1:为什么这种装置能够使线圈连续转动?换向器和电刷起了什么作用?
铜半环F
铜半环E
当线圈每转到平衡位置时,自动改变线圈中电流方向,从而实现线圈持续转动。
换
向
器
电刷AB
与半环接触,使电源和线圈组成闭合电路。
过程
分析
开始通电时,换向器F 与电刷A接触,换向器E与电刷B 接触。电流方向如上图,由左手定则可知线圈的ab边受到向上的磁场力,cd边受到向下的磁场力,于是线圈开始沿顺时针方向转动。
转过90°后到达平衡位置。
线圈的惯性使它冲过平衡位置,于是换向器就改变了所接触的电刷 ,此时ab 边受力方向变成向下,cd 边受力方向变成向上,于是线圈就继续沿顺时针方向转动90°。
转到图丁所示的平衡位置时,又靠惯性冲过去,就回到了图甲的状态。
甲
乙
丙
丁
问题2:通过下面的示意图分析电动机的工作过程。
活动小结
1、电动机的工作原理:通电线圈在磁场中受力而转动。
2、换向器:通过换向器可以使线圈刚越过平衡位置时改变线
圈中的电流方向(每半周改变一次)。
3、电刷:与半环接触,使电源和线圈组成闭合电路。
4、直流电动机的工作过程。
活动1:阅读课本P161页“实用的电动机”的内容,了解实际生活中使用的直流电动机。
任务二
实用的电动机
电刷
换向器
定子
转子
问题1:说一说电动机的组成结构以及能量转换。
组成结构:
能量转换:
电能转换为机械能
由能够转动的线圈(转子)和固定不动的磁体(定子)两部分组成。
问题2:请同学们相互讨论,举一些生活中用到直流电动机的例子。
公交电车
电力机车
起重机
影碟机
录音机
电动玩具
活动小结
1、直流电动机的构造:由能够转动的线圈(转子)和固定不动的磁体(定子)两部分组成。
2、直流电动机的能量转化:电能转化为机械能。
3、直流电动机在生活中的应用。
1.如图为直流电动机的工作原理图,下列分析正确的是( )
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
2. 关于直流电动机工作时的电流方向,下列说法正确的是( )
A. 线圈中电流方向不变,外部电路的电流方向不变
B. 线圈中电流方向改变,外部电路的电流方向改变
C. 线圈中电流方向不变,外部电路的电流方向改变
D. 线圈中电流方向改变,外部电路的电流方向不变
D
3. 要使直流电动机的转速加快,下列采取的措施不可靠的是( )
A.增大线圈中的电流
B.更换电压较高的直流电源
C.将磁铁的两极对调
D.再增加一个磁铁,使该磁铁的磁场与原有的磁场方向一致
C
总结:请画出本节内容的思维导图
直流电动机的原理
构造
工作原理:通电线圈在磁场中受力而转动
直流电动机的工作过程
换向器与电刷的作用
直流电动机的应用
实用的电动机
能量转化
直流电动机