第4节 电动机
教学目标
1．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。
2．了解直流电动机的构造和工作原理及其能量转化。
教学重难点
教学重点
磁场对通电导线的作用。
教学难点
直流电动机的构造和工作原理。
教学用具
多媒体课件、电动机模型、线圈等。
相关资源
图片资源等。
教学过程
课堂引入
各种各样的用电器给我们的生活带来了便捷、舒适。很多用电器在使用时都需要电动机来提供动力，比如说：电风扇、洗衣机、冰箱等离不开电动机；工厂用的车床、水泵需要电动机来带动；电力机车、电梯需要电动机牵引。电动机已经应用在现代生活的各个方面。你知道电动机的工作原理吗？
新知讲解
一、磁场对通电导线的作用
【知识回顾】
（1）我们对磁场的研究是通过观察磁体对小磁针有力的作用来实现的。
（2）我们也做过实验：小磁针因受到通电导线产生的磁场作用而发生偏转。
磁体在磁场中会受到力的作用。磁体间通过磁场相互作用，通电导体是不是也会受到磁场的作用力呢？
实验设计1
我们来设计一个实验：如图所示，将直导体放在磁场中的金属导轨上。接通电路，直导体中有电流流过，观察直导体是否运动呢？
【演示实验】《磁场对通电导线的作用1》。
实验分析1：通过实验我们看到，闭合开关，原来静止在磁场中的导体开始运动。
实验结论1：通电导体在磁场中受到力的作用。
我们继续观察一下。电流方向、磁场方向和受力的方向如图所示，那么它们之间会不会有什么联系呢？
实验设计2
如图所示，改变电流方向，将导体放在磁场中的金属导轨上。接通电路，观察导体的运动方向。
【演示实验】《磁场对通电导线的作用2》。
实验分析2：通过实验我们可以观察到磁场方向不变，电流方向改变，磁场中导体的运动方向发生了改变。
实验结论2：通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。
实验设计3
接下来我们来探讨一下物体受力方向与磁场方向是否有关。
如图所示，电流方向不变，改变磁场方向，接通电路，观察导体的运动方向。
【演示实验】《磁场对通电导线的作用3》。
实验分析3：通过实验我们可以观察到电流方向不变，磁场方向改变，磁场中导体的受力方向发生了改变。
实验结论3：通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。
同学们，请你们思考一下如果同时改变电流与磁场的方向，导体运动的方向会不会改变呢？
当电流方向改变时，导体运动的方向与原方向相反；当磁场的方向也改变时，导体运动的方向再改变一次，应该跟原来运动的方向一致。也就是说同时改变电流与磁场的方向，导体运动的方向不变。
扬声器可以发声。那扬声器究竟是怎样发声的呢？我们接着来研究一下。
下图是扬声器的构造示意图，它主要是由永久磁体、线圈和锥形纸盘构成。当线圈中通有电流时，线圈就会受到磁体磁场的作用。当线圈中的电流反向时，受到的作用力也反向。
线圈中的电流方向不断改变，线圈因受力的方向不断改变而不断地振动，就会带动纸盆振动，扬声器就发出了声音。
二、电动机的基本构造
工业生产中的很多设备，例如车床、水泵、电力机车等一般都是由电动机带动的。从能量转化的角度来看，电动机的工作过程是把电能转化为机械能的过程。
1．电动机的结构
那么，电动机通电后是怎样转动起来的呢？
如果拆开电动机，我们会发现，它的结构非常简单，主要由线圈和磁体两部分组成。其中，能够转动的部分（线圈）叫转子，固定不动的部分（磁体）叫定子。将线圈置于磁场中，接通电路，线圈可以在磁场里转过一定的角度，但不能连续转动。
2．换向器
换向器是让通电线圈在磁场中连续转动的重要元件。
换向器是如何做到让通电线圈在磁场中连续转动的呢？
如图所示，每当线圈经过平衡位置时，改变线圈中的电流方向（目的：改变线圈两边受力的方向），线圈就能够在磁场中连续转动下去。
“通电线圈在磁场中受力转动”，这就是电动机的工作原理。
3．寻找身边的电动机
我们身边到处都有电动机的身影。洗衣机的叶轮转动就是电动机带动的。计算机中有许多电动机。其中，磁盘驱动器、光盘驱动器、硬盘驱动器以及散热器等都需要电动机。另外电视机、吸油烟机、吹风机中都有电动机。电动机在我们生活中的应用非常广泛。
请你想一想，还有哪些设备中会用到电动机？
典型例题
例1 关于通电导线在磁场里受力方向的说法错误的是（ ）
A．改变导线中的电流方向，导线的受力方向会发生改变
B．同时改变电流方向和磁场方向，导线受力方向一定改变
C．改变磁场的方向，通电导线受力方向会发生改变
D．同时改变电流方向和磁场方向，导线受力方向一定不改变
解析：通电导线在磁场中受力与磁场方向和电流方向有关系。当电流方向和磁场方向有一个改变时，通电导线的受力方向将会发生改变，所以A、C说法正确，不符合题意。
但电流方向和磁场方向同时改变时，通电导线的受力方向将不发生变化，所以B说法错误，符合题意，D说法正确，不符合题意。
答案：B
例2 要使一台直流电动机的转速增大一些，下列方法中不可行的是（ ）
A．增大线圈中的电流
B．换用输出电压较多的电源
C．将磁体的磁极对调
D．换用磁性更强的磁体
解析：增大线圈中通过的电流后，线圈受力将增大，线圈转动的速度将变大，故A可行。
增大电压后也可增大线圈中的电流，从而增大线圈受力，故B可行；对调磁极只会将线圈受力反向不会改变线圈受力的大小，故C不可行；换用磁性更强的磁体可以增大线圈受力，故D可行。
答案：C
例3 直流电动机工作时，当线圈转到平衡位置时，还会继续转过平衡位置一些，这是由于（ ）
A．电流的作用 B．磁场力的作用
C．换向器的作用 D．惯性的作用
解析：直流电动机在工作时，线圈转到平衡位置的瞬间，线圈中的电流断开，但由于线圈的惯性，线圈还可以继续转动，转过此位置后，线圈中电流方向靠换向器的作用而发声改变。
答案：D
课堂小结
一、磁场对通电导线的作用
1．通电导体在磁场中受到力的作用。
2．通电导体在磁场中受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。
二、电动机的基本构造
1．定子和转子。
2．换向器的作用：改变线圈中的电流方向，使线圈得以持续转动。
3．电动机的作用：把电能转化为机械能。
4．直流电动机应用：电动玩具、录音机等；
交流电动机应用：电风扇、洗衣机等。
课件32张PPT。第4节 电动机第二十章 电与磁引入新课给电动机通电，它就能够转动，这是为什么呢？新课引入内容讲解磁体在磁场中会受到力的作用。磁体间通过磁场相互作用，通电导体是不是也会受到磁场的作用力呢？一、磁场对通电导线的作用金属导轨直导体+-如图所示，将直导体放在磁场中的金属导轨上。接通电路，导体中有电流流过，观察导体是否运动？I【演示实验】《磁场对通电导线的作用1》。一、磁场对通电导线的作用闭合开关，原来静止在磁场中的导体开始运动。实验分析：一、磁场对通电导线的作用结论1：通电导体在磁场中受到力的作用。电流方向、NS磁场方向、受力方向是否有关呢？一、磁场对通电导线的作用导体如图所示，改变电流方向，将导体放在磁场中的金属导轨上。接通电路，观察导体的运动方向。I-+【演示实验】《磁场对通电导线的作用2》。一、磁场对通电导线的作用磁场方向不变，电流方向改变，磁场中导体的运动方向发生了改变。实验分析：一、磁场对通电导线的作用结论2：通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。IFNSNS一、磁场对通电导线的作用导体如图所示，电流方向不变，改变磁场方向，接通电路，观察导体的运动方向，进而判断导体受力的方向。+-ISN【演示实验】《磁场对通电导线的作用3》。一、磁场对通电导线的作用电流方向不变，磁场方向改变，磁场中导体的受力方向发生了改变。实验分析：一、磁场对通电导线的作用结论3：通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。IFNSNS一、磁场对通电导线的作用NIFSIFNS同时改变电流与磁场的方向导体受力的方向？结论4： 同时改变电流与磁场的方向，导体受力的方向不变。一、磁场对通电导线的作用你知道扬声器是怎样发声的吗？一、磁场对通电导线的作用当线圈中通有电流时，线圈就会受到磁体磁场的作用。当线圈中的电流反向时，受到的作用力也反向。交流电永久磁铁线圈锥形纸盆一、磁场对通电导线的作用 线圈中的电流方向不断改变，线圈因受力的方向不断改变而不断地振动，就会带动纸盆振动，扬声器就发出了声音。一、磁场对通电导线的作用 电动机通电后，为什么就能够转动呢？ 电动机工作时把电能转化为机械能。 二、电动机的基本构造线圈磁体能够转动的部分固定不动的部分转子定子二、电动机的基本构造通电 将线圈置于磁场中，接通电路，线圈可以在磁场里转过一定角度，但不能连续转动。
换向器让通电线圈在磁场中连续转动。转子定子二、电动机的基本构造 当线圈经过平衡位置时，改变线圈中的电流方向（目的：改变线圈两边受力的方向），线圈就能够在磁场中连续转动下去。二、电动机的基本构造电动机工作原理： 通电线圈在磁场中受力转动。二、电动机的基本构造洗衣机中的电动机 我们身边到处都有电动机的身影。洗衣机的叶轮转动就是电动机带动的。二、电动机的基本构造 计算机中有许多电动机。其中，磁盘驱动器、光盘驱动器、硬盘驱动器以及散热器等都需要电动机。二、电动机的基本构造典型例题典型例题1．关于通电导线在磁场里受力方向的说法错误的是（ ）
A．改变导线中的电流方向，导线的受力方向会发生改变
B．同时改变电流方向和磁场方向，导线受力方向一定改变
C．改变磁场的方向，通电导线受力方向会发生改变
D．同时改变电流方向和磁场方向，导线受力方向一定不改变B典型例题2．要使一台直流电动机的转速增大一些，下列方法中不可行的是（ ）
A．增大线圈中的电流
B．换用输出电压较多的电源
C．将磁体的磁极对调
D．换用磁性更强的磁体C典型例题3．直流电动机工作时，当线圈转到平衡位置时，还会继续转过平衡位置一些，这是由于（ ）
A．电流的作用
B．磁场力的作用
C．换向器的作用
D．惯性的作用D课堂小结五、课堂总结1．磁场对通电导线的作用：通电导体在磁场中受到力的作用。
2．通电导体在磁场中受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。
3．电动机有两部分组成：定子和转子。
4．换向器的作用：改变线圈中的电流方向，使线圈得以持续转动。
5．电动机的作用：把电能转化为机械能。
6．直流电动机应用：电动玩具、录音机等；交流电动机应用：电风扇、洗衣机等。
