第20章 电与磁
第4节 电动机
教学目标
知识与技能
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.初步认识科学与技术之间的关系。
过程与方法
经历制作模拟电动机的过程,通过实验方法探究直流电
动机的结构和工作原理。
情感、态度与价值观
通过了解物理知识如何转化成实际技术应用,进一步提
高学生学习科学技术知识和应用物理知识的能力。
教学目标
重点
1.通电导线在磁场中受到力的作用,力的方向跟
电流的方向、磁场的方向都有关。
2.直流电动机的能量转化。
难点
电动机能够持续转动的原因。
1、磁场对通电导线 (选填“有”或“无”)力
的作用,其方向与 和 有关。
2、利用 电源供电的电动机叫直流电动机,它是
利用 的原理制成的,它是
把 转化为 的机器。
3、直流电动机中换向器的作用:每当线圈转过
时就自动 ,使线
圈可以持续地转动下去。
有
电流的方向 磁场的方向
直流
通电线圈在磁场中受力转动
电能 机械能
平衡位置 改变线圈中的电流方向
自主学习
车床 水泵
电风扇
电力机车 洗衣机内部
电动机通电后为什么能够转动呢?
情景导入
通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢?
S
N
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
想一想
一、磁场对通电导线的作用
自研互学
金属导轨
直导体
+-
① 闭合开关,观察铝制直导体运动。
② 改变电流方向或改变磁场方向。
演示实验
磁场方向
不变,改变电
流方向,磁场
中导体运动方
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
运动方向发生了
改变。
N
IF
甲
S I
乙
F
N
S
I
F
丙
N
S
实验现象
1.通电导线在磁场中受到_____的作用
2.通电导线在磁场中受到力的方向与__________
和__________有关
4.只改变_____________或_______________,
通电导线受到力的方向_________,如果________
改变电流向和磁场方向则受到力的方向________
力
电流方向
磁场方向
电流方向 磁场方向
改变
不改变
同时
小结:磁场对电流的作用
二、电动机原理
实验中的直导线运动一段距离就会离开磁场,
很难持续地运动。那么线圈可以持续地转动吗?
问 题
通电线圈可以在磁
场里转动过一定角度,
但不能持续转动。
为什么线圈不能持续转动呢?
演示实验
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。
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。
电动机
转子 定子
三、电动机的基本构造
1.电动机由两部分组成:
能够转动的线圈,也叫转子。
固定不动的磁体,也叫定子。
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了
吗?
想一想
2.换向器
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
电 风 扇 及 其 电 机
课堂小结
电
动
机
通电导体在磁场
中受到力的作用
施力物体:磁场
受力物体:通电导体
影响力的方向
的因素
电流方向
电动机
实质:电能转化为机械能
换向器:结构与作用
工作原理
磁场方向
1.在磁场中的通电导体( )
A.一定受到磁场力的作用
B.可能受到磁场力的作用
C.一定不受磁场力的作用
D.以上说法均不正确
B
当堂演练
2. 要改变直流电动机转向,可以采用( )
A.改变电流方向,其他不变
B.改变磁场方向,其他不变
C.增大电流强度
D.同时改变电流方向和磁场方向
D
3.下列说法正确的是( )
A.电动机是把机械能转化为电能的机器
B.电动机是把电能转化为机械能的机器
C.直流电动机是利用线圈的转动而产生电流的
D.改变线圈中的电流方向,可以改变电动机线圈
转动的快慢
B
1. 通电导线在磁场中会受到力的作用,受力
的方向跟哪些因素有关?
解:通过导线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,当电流的方向或磁感线的方向变得相反
时,导线的受力方向也变得相反。
教材习题解答
2. 电动机主要由哪两部分构成?电动机换向器
的构造大体是怎样的?它有什么作用?
解:电动机主要由能够转动的线圈和固定不动
的磁体这两部分租场。
换向器的大体构造为:两个铜半环分别跟线圈
两端相连,可随线圈一起转动,两半环中间断
开,彼此绝缘。另外还有两个电刷,分别跟两
个半环接触,使电源和线圈组成闭合电路。
换向器的作用是:在线圈刚转过平衡位置时,
自动改变线圈中的电流的方向,使线圈能够持
续第转动下去。
3. 一台电动机的额定电压是220 V,额定功率是
5.5 kW,它正常工作时的电流有多大?连续工作
2 h 耗电多少?
解:由P=UI变形,可得
电动机正常工作时的电流为
连续工作2h消耗的电能为
4. 设计一个电路,使电动机在人的操作下既能
正转,也能反转。电动机的符号是
解: