电动机
5分钟训练(预习类训练，可用于课前)
1.下列所列举设备中，使用的电动机不是直流电动机的是（ ）
A.电力机车 B.货运电瓶车 C.电磁起重机 D.家用电风扇
答案：D
2.通电导线放置在磁场中（如图所示），受到磁场作用力的是（ ）
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答案：ACD
3.在奥斯特实验中我们发现：在直导线周围 ( http: / / www.21cnjy.com )放上小磁针，当导线中通电时，小磁针转动。这说明____________________，电流通过它产生的__________对磁体施加力的作用，当电流方向改变时，__________方向改变。
解析：在直导线周围放上小磁针，当导线中通电 ( http: / / www.21cnjy.com )时，小磁针受力发生转动，这说明通电导体周围存在着磁场，电流通过它产生的磁场对磁体施加力的作用，而磁场的方向与电流的方向有关。
答案：通电导体周围存在着磁场 磁场 磁场
4.电动机是把_________能转化为_________能的机器，它是利用_____________________的原理制成的。
答案：电 机械 通电线圈在磁场中受力转动
10分钟训练(强化类训练，可用于课中)
1.在图中，a表示垂直于纸面的一根通电导体，其中通以电流时在磁场中受到力的作用。参照甲图所示情况，导体a受到向左作用力的是（ ）
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答案：C
2.要改变直流电动机的转动方向，可采用的方法是（ ）
A.适当减小电流
B.适当减弱磁场
C.改变线圈中的电流方向或对调磁铁的两极改变磁感线的方向
D.改变线圈中的电流方向同时对调磁铁的两极
答案：C
3.直流电动机中换向器的作用是（ ）
A.当线圈在磁场内转动时，每转动一周，换向器改变一次线圈中的电流方向
B.当线圈在磁场中转动时，换向器可随时改变线圈中的电流方向
C.每当线圈刚转过平衡位置时，换向器就能自动改变线圈中的电流方向
D.没有换向器，直流电动机也可以工作
答案：C
4.下列电器中，装有电动机的有________，其中应用直流电动机的有_________。（填序号）
A.收音机 B.复读机 C.电视机 D.电冰箱 E.洗衣机 F.吸尘器 G.电热器 H.电动剃须刀 L.电铃
答案：BDEFH BH
5.如图所示，把导线AB放在磁场里，接通电 ( http: / / www.21cnjy.com )源，让电流通过导线AB，发现导线AB在导轨上向左运动，把电源的正负极对调后接入电路，则导线AB_________（填“向左”或“向右”）运动。若保持导线AB中的电流方向不变，但把蹄形磁铁上下磁极调换一下，则导线AB________（填“向左”或“向右”）运动。这一实验表明，_________对_________有力的作用，通电导线在磁场中受力方向与_________的方向和_________方向有关。
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答案：向右 向右 磁场 通电导体 电流 磁场
6.李明组装了一直流电动机模型，闭合开关后，发现线圈不转，请分析原因可能有几种。
答案：线圈开始时在平衡位置；磁铁的磁性太弱或供电电流太小；电路接触不良；摩擦力太大。
30分钟训练(巩固类训练，可用于课后)
1.如图所示的通电线圈置于磁场中，在某时刻线圈平面刚好与磁感线的方向相平行，则下列说法中正确的是（ ）
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A.ab段与cd段所受的磁场力大小相等、方向相反，线圈处于平衡状态
B.ab段与cd段所受的磁场力大小不相等，但方向相反，故线圈处于不平衡状态
C.ab段与cd段所受的磁场力大小不相等，方向也不相反，故线圈处于不平衡状态
D.ab段与cd段所受的磁场力大小相等、方向相反，但不在同一条直线上，故线圈处于不平衡状态
答案：D
2.(2010福建宁德模拟，17)图所示的四幅图中，用来研究通电导体在磁场中受力作用的是（ ）
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解析：A是奥斯特实验，研究 ( http: / / www.21cnjy.com )通电导体周围存在磁场，C、D是研究电磁感应现象，通电导体在磁场中受力必须具备有导体、通电、在磁场中。故正确的选项应是B。
答案：B
3.关于直流电动机，下列叙述正确的是（ ）
A.直流电动机的原理是电流的磁效应
B.直流电动机正常工作时，是将电能转化为机械能
C.直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的
D.电源的正负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向也改变
解析：直流电动机的原理是通电线圈在磁场 ( http: / / www.21cnjy.com )中受力转动。其转动的方向与线圈中电流的方向及磁场的方向有关，当改变其中的一个方向时，其转动的方向改变，当两个方向都改变时，转动方向不改变。在直流电动机中线圈之所以能持续转动下去，是因为当线圈转动到平衡位置时，换向器能及时改变线圈中的电流方向，换向器由两个彼此绝缘的铜制半环组成。直流电动机工作时，是将电能转化为机械能。
答案：BC
4.要想使一台直流电动机的转速增大一些，下列方法中不能达到目的的是（ ）
A.增大线圈中的电流 B.增加线圈的匝数
C.将磁体的磁极对调一下 D.增强原来的磁场
解析：直流电动机的转速与线圈的匝数、线圈中的电流大小及磁场的强弱有关，匝数越多、电流越大、磁场越强转速越快，与磁场的方向无关。
答案：C
5.图所示为一直流电动机模型，则A是_________，B是_________，C是________，D是_________。
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答案：电刷 换向器 线圈 磁体
6.如图所示，一矩形线圈用细线吊起来，其中一边位于蹄形磁体中。
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闭合开关，线圈向右摆动，断开开关后 ( http: / / www.21cnjy.com )，再次闭合，线圈再次向右摆动。该现象说明____________________________________ 。
（2）将开关断开，把电源正、负极接 ( http: / / www.21cnjy.com )线对调，闭合开关，线圈向左摆动，重做一遍实验仍如此，该现象说明___________________________________________。
（3）断开开关，将蹄形磁体N极和S极位置换一 ( http: / / www.21cnjy.com )下，N极在下，S极在上，闭合开关，线圈向右摆动。与前面（2）中情况对比，说明_______________________________________。
答案：（1）通电导体在磁场中要受到力的作用
（2）通电导体在磁场中受到的力的方向和导体中电流方向有关
（3）通电导体在磁场中受到的力的方向和磁感线方向有关
7.从放射性物质中射出的射 ( http: / / www.21cnjy.com )线，进入磁场后分成三股——α，β，γ。α射线向左偏转，β射线向右偏转，γ射线不偏转。试根据这个物理事实，判断三种射线的带电情况。
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解析：通电导体在磁场中受力作用的方向跟磁场方向和电流方向有关。在磁场方向一定时，改变电流方向，通电导体的受力方向会发生改变。
答案：射线进入磁场后分成 ( http: / / www.21cnjy.com )三股，γ射线不偏转，证明它不带电，α、β射线偏转，说明它们受了磁场力的作用。只有运动的带电粒子才能受到磁场力的作用，由此断定它们是带电的。它们一个向左偏，一个向右偏，说明它们受磁场力方向相反，也说明它们所带的电荷不同。
8.如图所示，把一个可以绕水平轴转动的 ( http: / / www.21cnjy.com )铝盘放在U形磁铁之间，盘的下缘浸在液态水银中，把转轴和导电液态水银分别接在一直流电源的两极上，铝盘就会转动起来，为什么？用什么方法可以改变铝盘的转动方向？
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答案：铝盘的轴心O到下边缘之间有电流通过，在磁体的磁场作用下，受到力的作用而转动起来；改变电流的方向或磁场的方向就可以改变铝盘的转动方向。
9.我们知道在电流的周围存在着磁场，磁 ( http: / / www.21cnjy.com )场之间有力的作用。磁场对电流的作用其实质就是磁场与磁场间的作用。因而人们猜想电流之间有没有力的作用呢？如果有，它们之间的相互作用有什么规律吗？请你设计实验来探究此问题。
答案：将两根直导线用细线吊起来相互 ( http: / / www.21cnjy.com )靠近，让它们能自由摆动，然后各自通入电流观察其现象；改变它们中的电流方向使之相同或相反，观察现象，从而认识电流之间也有力的作用，且当电流方向相同时导线之间出现斥力而远离，当电流方向相反时导线之间出现引力而靠近。
10.小明同学对电动机的问题很感兴趣，他 ( http: / / www.21cnjy.com )在家自己装配了一个玩具直流小电动机，研究了直流小电动机的转向与磁场方向和电流的方向后，很想研究直流电动机的转速的影响因素，现在请你帮小明一起研究这个问题。
（1）提出问题：直流电动机的转速与哪些因素有关？
（2）猜想与假设：（简单说明猜想的理由）
影响因素一：
猜想的理由：
影响因素二：
猜想的理由：
（3）设计实验：（要求设计实验来验证你猜想的影响因素之一）
答案：（1）电流的大小及磁场的强弱。
（2）影响因素一：电流的大小。理由是 ( http: / / www.21cnjy.com )录音机里的电池用的时间久了，它的转速变慢，放出的声音不正常。影响因素二：磁场的强弱。理由是电动机的原理，通电线圈在磁场中受力的作用，所以应该与磁场的强弱有关。
（3）用变阻器来改变电流，观察它的转速变化，即可验证猜想一。第四节 电动机
教学目标
一、知识目标：
1．了解磁场对通电导线的作用。
2．了解直流电动机的结构和工作原理。
3．了解直流电动机换向器的作用。
二、能力目标：
1．经历制作小小电动机的过程，提高动手能力，激发浓厚的学习兴趣。
2．经历探究过程，提高实验观察能力、分析归纳能力。
三、情感目标：
通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学习科学技术知识和应用物理知识的兴趣。
教学重难点
教学重点：通电导体在磁场中受力。
教学难点：直流电动机的工作原理。
教学准备
教师准备：电源、开关、蹄形磁体、演示支架各一个，导线若干，演示线圈一个、直流电动机模型一个等。
学生合作组器材：蹄形磁体一个、电源一个、开关一个、小小电动机支架一套、导线若干、火柴盒一个、漆包线一段、小刀一个、尖嘴钳一个。
多媒体课件：直流电动机原理演示动画。
设计思路
首先利用多媒体展示和学生举 ( http: / / www.21cnjy.com )例营造学习电动机的氛围。然后教师边演示实验边阶梯式提问，逐一深化探究问题：1.既然磁针在磁场中会受力转动，通电导体周围又有磁场，那么，是不是通电导体在磁场中受力了呢？教师演示；2. 通电导体的受力方向是否会发生改变呢？教师演示；3.通电导体的受力方向跟那些因素有关呢？学生猜想，教师演示。4. 要是将通电线圈放入磁场中一定会受力，又会怎样运动呢？学生猜想，教师演示；5. 线圈虽可以转动但不能连续转动，你有办法让其连续转动吗？学生联想讨论，得到各种方案，教师参与确定最佳方案，转入学生分组“想想做做”。通过动手，学生直接感受刚才所学知识，当电动机转起来以后，学生会兴趣盎然，十分兴奋。教师以此为契机，引入电动机。
结合小小电动机制作，了解结构，引入线圈转动 ( http: / / www.21cnjy.com )原理的探究演示。为突破该难点，教学中采用一边演示转动现象，一边解释线圈边框受力情况，一边动画模拟，增加直观性。在学生了解了线圈平衡位置附近来回摆动的原因后，提出新的探究问题：小小电动机为什么就能够连续转动呢？分析解释后，再追问：能否在线圈转过平衡位置时，获得转动的动力呢？你有哪些方法呢？最后引出换向器。展示实物。
教学过程
一、创设情景，提出问题
媒体展示：各种用到电动机的装置、电器。
学生举例：如电动自行车、洗衣机、电扇等身边的电器，都用到了电动机。
提出问题：以上装置通电即转，一定是物体受力了 ( http: / / www.21cnjy.com )，为什么呢？我们知道，小磁针在磁场中会因受力而转动，通电导体周围又存在着磁场，会不会是通电的导体在磁场中受力了呢？
二、演示一：磁场对通电导线的作用
教师组装演示装置，并向学生说明：ab导线是同路的一部分，它能够在支架上自由移动，当有电流通过时，电流方向和磁感线方向是垂直的。
1.闭合开关，观察ab导线是否移动。（现象：ab导线移动）
2.对调电源的正负极后，再次闭合开关，观察ab导线运动方向是否变化。（现象：ab导线移动方向相反）
3.保持ab导线中的电流方向不变，对调磁体的两极，闭合开关，观察ab导线运动方向是否变化。（现象：ab导线移动方向相反）
师生共同总结：通电导线在磁场中会受到力的作用；磁场中通电导体的受力方向跟磁感线的方向和电流的方向有关。
教师追问：要是将通电线圈放入磁场中一定会受力，又会怎样运动呢？
三、演示二：通电线圈在磁场中扭动
学生猜想：1.一定会受力，向外运动 。2.一定会受力，线圈转动。3.一定会受力，但不动。
演示验证：教师将线圈放入蹄形磁体的磁场中，通电，观察现象。（现象：扭动后静止）
烘托气氛：同学们，我们看到线圈转动了，这和电动机转动接近了，可还不能连续转动，怎么办呢？我有一个巧妙的办法，有你们来试一试。
四、分组实验：让线圈转起来
指导学生绕制线圈：将漆包线在火柴盒上绕3—5 ( http: / / www.21cnjy.com )圈，两个线头在线圈的两端各伸出约3cm，且在一条直线上。然后用小刀将左端漆包线漆皮全部刮掉，右端漆包线的漆皮刮掉半周。强调：右端漆包线的漆皮刮掉半周，这就是我的妙招！
指导学生组装电动机：将梯形磁 ( http: / / www.21cnjy.com )铁N极向上放到支架底座上，在支架上端适当的位置弯出弯钩，将线圈放上后转动一下不碰触磁体且尽可能靠近磁体为宜，再将电路连接好。
闭合开关，展示成果：闭合开关后，若线圈不转动，可用手稍稍转动一下线圈即可解决。若还不转，就要耐心的检查电路是否断路。
五、电动机
1．电动机的构造：
观察组装的电动机，有两个不可或缺的部分：通电后转动的线圈和提供磁场的磁体。总结出电动机的主要构造：定子和转子（板书）。
然后提出要探究的问题：通电线圈为什么会在磁场中转动呢？
2.演示通电线圈在磁场中的受力及运动情形
⑴演示线圈在平衡位置时的情形：当 ( http: / / www.21cnjy.com )线圈平面与磁感线垂直时，线圈边框ab、cd所处磁场方向一致，但电流方向相反，所以，受力方向也相反。又因为受力在一条直线上，受平衡力，故线圈不会转动。播放多媒体动画演示。
⑵演示线圈受力转动的情形：当线圈位于图甲时 ( http: / / www.21cnjy.com )，线圈边框ab、cd受力方向不在一条直线上，且方向相反，故线圈受到非平衡力，运动状态改变，发生顺时针转动。播放多媒体动画演示。
⑶演示线圈为何在平衡位置附近来回摆动： ( http: / / www.21cnjy.com )当线圈转至平衡位置时，受力平衡，但由于惯性，必然转过平衡位置。此时，线圈受力又失去平衡，阻碍了原有的转动，会导致线圈逆时针反转。结果，线圈在平衡位置附近来回摆动，无法连续转动。播放多媒体动画演示。
3.提问：我们的小小电动机为什么能 ( http: / / www.21cnjy.com )够连续转动下去呢？指导学生分析：右端的漆包线仅刮掉半圈，由此推断，当线圈转到平衡位置时，电路断路，故失去了阻碍线圈转动的力，线圈由于惯性继续转动，直到再次转过平衡位置时，电路又形成通路，线圈再次获得转动的动力，加速转动。循环往复，线圈出现了连续转动。
4.教师追问：能否在线圈转过平衡位置时，获得转动的动力呢？你有哪些方法呢？
启发学生联想已学知识，讨论寻找可 ( http: / / www.21cnjy.com )能的方法：1.在线圈刚转过平衡位置时，改变磁感线的方向；2.在线圈刚转过平衡位置时，改变电流的方向。其中，改电流的方向应该是方便的，那么，怎么改变呢？由此引出换向器。
5.直流电动机的换向器：
先展示换向器模型，介绍构造：两个铜半环 ( http: / / www.21cnjy.com )，两个电刷。然后分析工作过程及作用：每当线圈转过平衡位置时改变线圈中的电流方向。最后展示实际直流电动机的转子，观察由多组线圈对应多组换向片的换向器。
