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第3节 电动机及其应用（第2课时）
核心概念聚焦
1.下列设备中,内部结构不含电动机的是( )
A.电吹风 B.洗衣机 C.电动自行车 D.电热水壶
2.如图为直流电动机的基本构造示意图。下列相关的分析中正确的是（ ）
A.电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的
B.电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
C.同时改变电流方向和磁场方向可以改变线圈转动方向
D.线圈能连续转动是靠A、B两个电刷来实现的
3.如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动。现要
线圈逆时针转动，下列方法中可行的是( )
A.只改变电流大小 B.只改变电流方向
C.对换磁极同时改变电流方向 D.换用磁性更强的磁体
4.安装正确的直流电动机模型，直接接通电源，线圈中有电流时，电动机不转。造成这一
现象的原因不可能是( )
A.线圈刚在平衡位置 B.转轴受到的摩擦太大 C.电源的正负极接反 D.电源电压太低
5.如图是实验室电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一
起偏转。线圈中电流越大，指针偏转角度就越大。关于该现象，下列说法正确的是（ ）
A.该电流表是利用电流的磁效应工作
B.线圈中电流越大，其所受磁场力就越大
C.改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向不会改变
D.线圈中有电流通过时，把机械能转化为电能
6.如图为直流电动机模型。直流电动机是利用 在磁场中受力转
动的原理制成的。直流电动机的主要组成部分: 、 、
换向器和电刷。 直流电动机内外电路是相连的，但外电路是直流
电，而线圈内却是交流电，实现电流方向改变的结构是 (填
写名称)，它能在线圈刚经过平衡位置时及时地 线圈中的电流方向。
7.利用如图甲所示的装置探究“磁场对通电直导线的作用”。
（1）应在MN之间接入 (选填“小量程电流
表”“电源”或“灯泡”)，装置中的导体棒应
选用轻质的 (选填“铁棒”或“铝棒”)。
（2）在正确完成（1）的操作后，闭合开关，发现导
体棒AB在磁场力作用下向左运动，若要使导体棒AB在磁场力作用下向右运动，你
采取的方法是 或 。
（3）如图乙所示，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S 极，且线圈所处
的空间磁场强弱是恒定不变的。通电后若cd段导线所受磁场力的方向为竖直向下，
则ab段导线所受磁场力的方向是________。
核心素养提升
8.如图所示是实验室电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指
针一起偏转。下列四幅图中与此电流表工作原理相同的是( )
A. B. C. D.
9.如图所示为某电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，0O’为转轴。
闭合开关，从O点沿转轴观察，线圈顺时针转动，则( )
A.螺线管F端为N极，P端为N极
B.螺线管F端为S极，P端为S极
C.若将电源的正负极对调，从O点沿转轴观察，线圈仍顺
时针转动
D.若将电源的正负极对调，从O点沿转轴观察，线圈将逆
时针转动
10.如图为晓彤和小雪所做的“让线圈动起来”的实验，关于这个实验有以下几种说法，其
中正确的是（ ）
①该实验的原理是通电导体在磁场中受到力的作用；②根据这个实验，
人们制作了发电机；③用刀片将作为转动轴的漆包线同侧的半边漆皮刮
掉，其作用相当于换向器；④此实验过程中，机械能转化为电能；⑤如
果增大电源电压，线圈的转速将变快。
A.①②⑤ B.②③④ C.①②③④ D.①③⑤
11.图甲为一台简易电动机，它由一节旧电池，小块铷磁铁和线框组成，铷磁铁吸在电池下
端，线框由裸铜导线绕制；图乙为原理图，箭头表示磁感线方向，
根据图乙可知，磁铁上端为_____（填“N”或“S”）极；若磁场
对线框左边的作用力垂直于纸面向里，则线框右边受到的磁场力
垂直于纸面_____（填“向外”或“向里”），线框在转动过程中
将电能转化为_____能。
创新素养应用
12.如图甲是小明同学安装好的直流电动机模型：
（1）在安装该模型时要按照 （选填“由外
向内”或“由内向外”）的顺序安装。
（2）为了使组装的电动机模型能够正常运转，小明在
安装时还应注意以下几点，其中正确的是 。
A.要尽量减小轴与轴架之间的摩擦 B.电刷与换向器的接触松紧要适当
C.不要使各元件因安装不当而产生形变 D.每一只固定螺钉均不能拧紧
（3）小明把安装好的电动机、变阻器、电源和开关串联起来进行实验，如图乙所示。
①完成图乙中实验器材的连接。（要求滑片向左移，电动机转速变慢）
②若开关闭合，线圈不转，用手轻轻一拨，线圈就转动起来，则原来线圈不转的原
因可能是 。
参考答案
1.D 2.A 3.B 4.C 5.B
6.通电导体 转子 定子 换向器 自动改变
7.(1)电源 铝棒 (2)改变电流的方向 改变磁场的方向 (3)竖直向上
8.A 9.C 10.D
11. N；向外；机械。
12.（1）由内向传外
（2）A、B、C
（3）① 如图所示
② 线圈处在平衡位置
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第3节 电动机及其应用
(第2课时）
浙教版 八年级下
创设情境
受力位置
平衡位置
线圈转过平衡位置后，线圈受到阻碍它沿顺时针方向转动的力的作用，使它不能继续转动下去，而是返回到平衡位置。
怎样使线圈在转过平衡位置后继续沿原来的方向转动下去？为什么？
转过平衡位置后
探究实践
平衡位置
转过平衡位置后
a
b
c
d
S
N
电源
+ -
电流方向改变，通电导体在磁场中的受力方向改变。
使线圈一到平衡位置就能自动改变线圈中的电流方向。
惯性
磁场力
继续转动
电动机是利用通电线圈能在磁场中转动的原理制成的。
探究实践
安装一个由两个铜质半环组成的“换向器”能使通电线圈持续转动。
A、B 是电刷，与电源相连，当线圈转动时，两个电刷交替着与半环 E、F 接触。
换向器
两个铜质半环E、F组成，彼此间绝缘。
电刷
转子
转动部分（图中是线圈）。
定子
固定部分（图中是磁体）。
组成
换向器能自动改变线圈中电流的方向使线圈按原来方向转动。
直流电动机的原理
探究实践
描述直流电动机的工作原理：
线圈处在受力位置，电流a→b，c→d，ab和cd的受力非平衡，线圈转动。
当线圈旋转900后，换向器切断电路，线圈中无电流，但线圈由于惯性仍会继续转动。
随着线圈的继续转动，换向器改变电流方向，使线圈继续受磁场力按原来的方向转动。
探究实践
实际的直流电动机内部有多个线圈，每个线圈都接在一对换向器上，使每个线圈在转动过程中受力的方向都能保证其朝一个方向转动。
线圈
换向器
实际的直流电动机的转子
日常生活中由于电网供电是交流电，所以家庭使用的电风扇、洗衣机等电器中的电动机都是交流电动机。
交流电动机也是依靠通电导体在磁场中所受的力来运转的。
电动机的能量转化：电能转化为机械能。
探究实践
装配直流电动机模型
练习安装直流电动机的模型，提高动手操作能力。
目 标
直流电动机模型、电池、滑动变阻器、开关、导线等。
器 材
过 程
1. 按图3.3-5所示，把直流电动机模型的各个部件安装成整机。 安装时要注意 : 轴与轴之间的摩擦要尽量小；电刷和换向器的接触松紧度要适当。
探究实践
探究实践
过 程
2. 把直流电动机的模型接入电路，其电路图如图3.3-6所示。在闭合开关前，先弄清电流从哪一个电刷流入电动机线圈。闭合开关，观察电动机线圈的转动方向，把结果记录在表 3.3-1 中。
3. 把电源的两极对调，按步骤 2 重复一次，观察电动机的转动方向是否改变，把结果记录在表3.3 -1 中。
4. 再把两个磁极位置对调一下，重复实验一次，观察电动机转动方向是否改变，把观察结果记录在表 1-1 中。
5. 在步骤 2 的基础上，只把两个磁极对调一下，重复实验，把观察结果记录在表3.3 -1 中。
探究实践
次数 电流方向 磁极位置 线圈转动方向
1 从A流入，从B流出 左N、右S 顺时针
2 从B流入，从A流出 左N、右S 逆时针
3 从B流入，从A流出 左S、右N 顺时针
4 从A流入，从B流出 左S、右N 逆时针
表3.3-1 记录表
结论：
线圈转动方向与电流方向、磁场方向有关。
只改变电流方向线圈转动方向改变；
只改变磁场方向线圈转动方向改变；
同时改变磁场方向和电流方向，线圈转动方向不变。
探究实践
过 程
6. 利用滑动变阻器改变通过线圈的电流，观察转子转动的快慢，把观察结果记录在表3.3-2 中。
次数 变阻器滑片滑向 电流变化 线圈转速变化
1 向左 变大 变快
2 向右 变小 变慢
结论：
线圈中电流越大，线圈转得越快。
故障 原因 排除故障
探究实践
在装配电动机模型时，有没有发生故障？如何排除故障
发现闭合开关后，线圈无法转动。
线圈恰好处在平衡位置
用手拨一下线圈
线圈中电流太小，电源电压太低
更换干电池，增大电压
磁铁的磁性太弱
更换磁性较强的磁铁
电刷与换向器接触不良，断路
检查，使其接通
电刷与换向器接触过紧、摩擦大
检查，调整松紧度
思考与讨论
探究实践
电动机被称为现代工业之母，它构造简单、控制方便、效率高、无污染，在交通运输、家用电器、国防设备等现代生产生活中有广泛应用，人类社会的发展离不开电动机。洗衣机、人造地球卫星、汽车等都装有各种功能的电动机。
探究实践
实践活动
观察你家里使用的电器，分析判断在哪些电器、哪些部位使用了电动机，并指出电动机的功能。
编号 电器名称 电动机安装部位 电动机的功能
1
2
3
4
5
6
电风扇
带动扇叶转动送风
洗衣机
带动内筒运转
电冰箱
实现制冷循环
压缩机中
风扇 后部
箱体内部
带动扇叶转动形成低压区
吸油烟机
烟罩内顶部
电动剃须刀
带动刀片转动剃须
紧邻刀头传动机构
电动助力车
提供动力驱动车轮
后轮轮毂内
探究实践
科学阅读
电动机的应用
1.交通运输领城。在高级汽车中，为了控制燃料和改各来车舒适感以及显示装置状态的需要，要使用40~50台电动机，而豪华轿车上的电动机可达80多台。汽车电气设备配套电动机主要为永磁直流电动机、永磁步进电动机、无刷直流电动机等。
2.家用电器领域。现代生活中电机使用较普遍，例如微波炉、自动窗帘、自动开窗、自动按摩椅、厨房内各种装置等。随着生活水平和制造业水平的提高，电机的使用将会越来越广。电唱机、录音机、电脑以及高级智能玩具和娱乐健身设备等都有配套电机。摄像机、数码照相机等电子消费品所配电机属精密型，制造加工难度大、尤其是进入数字化后，对电机提出了更新、更高的要求。
3.国防领域。军用特种电机及组件产品门类繁多，规格各异，有近万个品种，其基本功能有:机械位置传感与指示，信号变换与计算，运动速度检测与反馈、运动装置驱动与定位，速度、加速位置精确伺服控制，计时标准及小功率电源等。
4.特殊用途领域。一些特殊领域应用的各种飞行器、探测器、自动化装备、医疗设备等使用的电机多为特种电机或新型电机。
探究实践
1．如图所示的四种电器中，利用电动机原理工作的是 ( )
B
2．安装直流电动机模型时，要改变直流电动机的转动方向，可以( )
A.将磁体的N、S极对调 B.将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调
C.改变磁性强弱 D.改变磁性强弱和电流大小
A
迁移应用
3.研究电动机的工作过程。
(1)电动机的工作原理是 在磁场中受力转动。图甲中,线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反,其原因是 。
通电线圈
电流方向不同
(2)图丙直流电动机的模型通电后不能转动，发生的故障原因可能是( )
A．磁铁磁性太强 B．电源正、负极接反了
C．换向器和电刷接触不良 D．轴与轴架的摩擦太小
C
板书设计
原理
通电线圈在磁场中受力转动
能量转化
直流电动机和交流电动机
分类
电动机
电能→机械能
定子和转子
电动机构造
换向器
第3节 电动机及其应用（第2课时）
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第3节 电动机及其应用（第2课时）
【核心概念】
3.物质的运动与相互作用
【学习内容与要求】
3.2 电磁相互作用
通过实验认识通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向、电流方向有关。
【教学目标】
1.科学观念：知道磁场对通电导体作用的规律；直流电动机的构造和工作原理
2.科学思维：归纳磁场对电流的受力方向跟电流方向、磁场方向的关系；分析换向器的作用；归纳影响直流电动机线圈转动方向和转速的因素
3.探究实践：实验、归纳影响直流电动机线圈转动方向和转速的因素；分析影响从实验中发现异常并能分析原因。
4.态度责任：培养通过观察来发现规律的能力；领悟电与磁之间的相互联系，培养热爱科学的态度；体验将科学知识运用于生产实践所产生的巨大作用；学习中敢于质疑、乐于与同学交流。
【教学思路】
本节课通过演示实验通电线圈由受力位置转过900到平衡位置，认识了通电线圈在磁场中受力的作用转动。如何使线圈持续转动？通过换向器改变线圈中的电流方向而改变受力方向继续转动。认识换向器的构造后要求学生描述直流电动机的工作原理。电动机有直流电动机和交流电动机，但它们的原理和能量转化相同。组装直流电动机的模型，培养学生的动手能力。将组装完成的直流电动机模型根据电路图接入电路，改变电流方向和磁场方向，闭合开关后观察线圈的转动方向，归纳影响线圈转动方向的因素；改变变阻器的滑向，观察线圈的转速，归纳影响线圈转速的因素。实验中会出现闭合开关，线圈不转动，师生共同找原因并排除故障。
【教学过程】
教学环节 教学活动 设计意图
创设情境，明确问题 线圈转过平衡位置后，线圈受到阻碍它沿顺时针方向转动的力的作用，使它不能继续转动下去，而是返回到平衡位置。 演示：通电线圈在磁场中转动 怎样使线圈在转过平衡位置后继续沿原来的方向转动下去？为什么？ 引出课题--新课内容“电动机”
直流电动机 [情景展示] [问题探究] 通过以上电动机的原理图，请说出通电线圈在磁场内是如何实现连续转动的？ [思考交流] [归纳提升] 在图中铜滑环E、F(换向器)的作用下，通电线圈转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈仍然受到使其沿顺时针方向转动的力，这样线圈就可以连续转动了。 电动机有直流电动机和交流电动机，但它们的原理和能量转化相同。 [继续探究]描述直流电动机的工作原理。 [思考交流] [归纳提升] [继续探究]实际的电动机的结构如何？根据电流如何分类？ [思考交流] [归纳提升] 实际的直流电动机内部有多个线圈，每个线圈都接在一对换向器上，使每个线圈在转动过程中受力的方向都能保证其朝一个方向转动。 直流电动机和交流电动机。 由通电直导体的运动到线圈的转动，到用换向器改变线圈中电流方向使线圈的持续转动，体现了认识事物的层进性。
装配直流电动机模型 实践探究：组装直流电动机的模型。 将组装完的直流电动机模型根据电路图接入电路，改变电流方向和磁场方向，闭合开关后观察线圈的转动方向，归纳影响线圈转动方向的因素；改变变阻器的滑向，观察线圈的转速，归纳影响线圈转速的因素。实验中会出现闭合开关，线圈不转动，师生共同找原因并排除故障。 培养学生的动手实验、归纳能力；通过异常现象分析原因，体现学生的好奇心。
电动机的应用 电动机被称为现代工业之母，它构造简单、控制方便、效率高、无污染，在交通运输、家用电器、国防设备等现代生产生活中有广泛应用，人类社会的发展离不开电动机。洗衣机、人造地球卫星、汽车等都装有各种功能的电动机。 实践活动 观察你家里使用的电器，分析判断在哪些电器、哪些部位使用了电动机，并指出电动机的功能。 可以作为课后的作业，完成后交流，比较谁获得的电动机的信息多。
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