1、教育資源滬科版17.3科學探究：電動機為什么會轉動教學設計一.基本要求：6 .通過實驗探究，體驗科學研究的基本方法，知道電動機轉動原理。7 .學會安裝和制作簡單的電動機。重點內容：知道電動機轉動原理。難點內容：右手螺旋定則和電動機是如何轉動的。教學過程：（一）磁場對通電線圈的作用如圖所示，在圖甲中，通電線圈的ab邊和cd邊在磁場里受到力的作用，因兩邊中電流方向相反，所以兩力方向相反且不在同一條直線上，所以線圈就轉動起來。當轉到圖乙所示位置時，這兩個力恰好在同一直線上，而且大小相等，方向相反，線圈保持平衡。我們把這個位置叫做平衡位置。通過這個實驗我們發現，通電的線圈在磁場中要受力而轉動。（二）.

2、直流電動機電動機就是利用通電線圈在磁場中受力而轉動的現象制成的，它將電能轉化成機械能。下面我們來研究電動機是如何利用上述現象制成的，當然，我們先討論最簡單的一種電動機一直流電動機。很多同學可能馬上想到通電線圈在磁場中不能連續轉動（轉到平衡位置要停下來），而實際的電動機要連續轉動。怎樣解決這個問題呢？在前面的實驗中，我們知道：當線圈轉到平衡位置時，不是立即停下來，而是在平衡位置附近擺動幾下才停下來。這是因為線圈轉到平衡位置時具有一定速度，由于慣性它會繼續向前轉動，但由于這時受到的磁場力又會使它返回平衡位置，所以它要擺動幾下，最后在摩擦的作用下逐漸停下來。要想讓線圈在磁場中不斷的轉動下去，我們就要

3、想辦法在線圈剛剛轉過平衡位置時，就改變線圈中兩條邊的受力方向。好在有線圈的慣性存在。要是在線圈正好在平衡位置就改變線圈的受力方向還不行呢，因為這時候兩個力又是一對平衡力，所以整個線圈仍然不能轉動下去。如何實現這一想法呢？我們知道影響通電導體受力方向的兩個因素，從而得出：應該在線圈剛剛轉過平衡位置時改變電流方向，或者改變磁感線方向。而要改變磁感線方向就是要及時交換磁極，顯然這不容易做到；實際的直流電動機是靠及時改變電流方向來改變受力方向的。所以，使磁場中的通電線圈連續轉動，就要每當線圈剛轉過平衡位置，就改變一次電流方向。怎樣才能使線圈剛轉過平衡位置時就及時改變電流方向呢？用兩個半圓鋁（銅）環和電

4、刷就構成了換向器，靠換向器就可以解決這個問題。上圖就是換向器。兩個金屬半環分別接線圈的兩端，兩個電刷接電源的兩端。換向器的作用：當線圈剛轉過平衡位置時，換向器能自動改變線圈中電流的方向，從而改變線圈受力方向，使線圈連續轉動。如甲圖所不：電刷B和半環E接觸，電刷A和半環F接觸，此時線圈中電流方向是a->b->c>d,受力方向是ab邊受力向上，cd邊受力向下，線圈的轉動方向是順時針。如圖乙所示：當線圈轉到平衡位置時，此時電刷正好接觸了兩個金屬半環中間的絕緣部分，所以線圈中沒有電流流過，此時線圈在磁場中也不受力的作用。如丙圖所示：當線圈由于慣性剛剛轉過平衡位置時，電刷B和半環F接觸

5、，電刷A和半環E接觸，此時線圈中電流方向是dfc-b-a,受力方向是ab邊受力向下，cd邊受力向上，轉動方向是順時針。如圖丁所示：當線圈轉到平衡位置時，此時電刷正好接觸了兩個金屬半環中間的絕緣部分，所以線圈中沒有電流流過，此時線圈在磁場中也不受力的作用。由于線圈的慣性，當其剛轉過平衡位置時，就又返回到了如圖甲所示的情況了，這樣這個直流電動機就能連續不斷的轉動下去了。通過上面的直流電動機模型我們可以發現直流電動機的構造主要有：磁極、線圈、換向器、電刷。要求同學們會組裝直流電動機模型安裝直流電動機模型時要注意：直流電動機模型的安裝順序是從內到外，從下到上的。支架f線圈轉子-電刷-定子（磁極）；安裝

6、時電刷與換向器之間的松緊、線圈轉子與定子之間的間隙要適中。安裝完畢后用手撥動一下轉子，觀察運轉是否處于良好狀態，否則應加以調試。直流電動機的轉動方向與轉速我們知道，通電導體在磁場中受力方向（轉動方向）與電流方向和磁感線方向有關。現在要使電動機模型中的線圈轉動方向發生改變，應該將電源兩極對調或將磁鐵的兩極對調。改變轉速的方法：改變線圈中電流的大小。電流越大，直流電動機的轉速越快。跟熱機相比，電動機具有啟動、停止方便、構造簡單、體積小、效率高、對環境污染少等優點。教育資源二【典型例題】例1.要改變直流電動機的轉動方向，可行方法：（）A.適當減少電流強度B.適當減弱磁場C.改變線圈中的電流方向或把磁

7、鐵兩極對調D.改變線圈中電流方向的同時對調磁鐵兩極分析：線圈的轉動方向跟通入的電流方向或磁場方向有關，而與電流強弱、磁場強弱無關，但不可同時改變電流方向和磁感線方向，故只有選項C正確。解：選項C正確。據此原理設計的家電是（）例2（2019?鎮江）如圖是通電金屬棒在磁場中運動的實驗場景，A.電熱水壺B.電飯鍋C.電風扇D.電熨斗解：圖中，當閉合開關后，可以觀察到磁場中的金屬棒在導軌上運動，這說明通電導體在磁場中受到力的作用，電熱水壺、電飯鍋、電熨斗都是利用了電流的熱效應設計的，電風扇是利用了通電導體在磁場中受到力的作用的原理制成的，故C正確.故選C.例3.（2019?黃石）下列設備中是根據通電導

8、體在磁場中受力作用的原理制成的是（）A.電飯煲B,電鈴C,電動機D.發電機解：A、電飯煲是利用電流的熱效應的原理制成的，故該選項也不符合題意；B、電鈴是利用電流的磁效應的原理制成的，故該選項不符合題意；C、電動機即通電能動，消耗電能產生機械能，故是通電導線在磁場中受力的作用造成的，故該選項正確；D、發電機是利用電磁感應現象的原理制成的，故該選項不符合題意.例4.（2019?淮安）如圖所示，閉合開關，導體ab發生偏移.此實驗探究的問題是（）A.感應電流產生的條件B.通電直導線周圍的磁場C.影響電磁鐵磁性的因素D.磁場對電流的作用解：由圖可知電路中有電源，當開關閉合后，導體ab就成為通電導體，處于磁場中，會受到磁場的作用，故可以驗證磁場對電流的作用.故選：D.例5.（2019?南京）如圖所示是課本中的四個實驗，其中說明磁場對電流有力的作用的是（）A.甲和丙B.甲和丁C.乙和丙D.乙和丁解：甲圖當閉合開關后，放在磁場中的導體AB中有電流通過，且導體會動起來，說明磁場對通電導體有力的作用，符合題意乙圖當導體中有電流通過時，放在導體下方的小磁針發生了偏轉，說明通電導線周圍