第二十章電與磁第4節電動機教學目標物理觀念：能說出磁場對通電導線的作用。能說出直流電動機的結構和工作原理及其能量轉化。科學思維：能通過實驗，分析得出通電導線在磁場中會受到力的作用，且力的方向跟電流的方向、磁感線的方向都有關系。能從小小電動機的轉動入手，通過觀察、拆裝簡單電動機的實踐過程，認識電動機的兩大組成部分及換向器的作用，進而了解電動機的轉動原理，學會用合理簡化的方法對事物進行分析。科學態度與責任：能通過探究問題得到所學知識，提高解決實際問題的能力,為今后獨立思考、解決問題打好基礎。知識點精講1.通電導線在磁場中會受到______的作用，力的方向跟________的方向和__________的方向都有關系。當電流的方向或者磁感線的方向變得相反時，通電導線受力的方向也變得________；當電流的方向和磁感線的方向都變得相反時，通電導線受力的方向________。知識點1：磁場對通電導線的作用力電流磁感線相反不變2.【科學探究】如圖20-4-1所示，閉合開關S，靜止的導體棒ab在軌道上向右運動，說明了通電導體在磁場中受到________的作用。若只將電源的正、負極對調，則導體棒ab將向________（填“左”或“右”）運動。若只將蹄形磁鐵的N、S極對調，則導體棒ab將向________（填“左”或“右”）運動。課堂演練力左左3.【科學探究】在觀察“磁場對通電直導線的作用”活動中，小晴按照圖20-4-2所示組裝實驗器材。（1）為完成該觀察活動且實驗效果明顯，放在蹄形磁體磁場中的直導線EF應選擇下列哪種金屬棒?（金屬棒都是實心的且形狀和體積相同，ρ銅＞ρ鐵=ρ鋼＞ρ鋁）()A.鐵棒 B.鋼棒C.銅棒 D.鋁棒D（2）選擇恰當直導線后，將滑動變阻器的滑片移動到適當位置，閉合開關，看到直導線EF由靜止變為向右運動，說明________對通電導體有力的作用。（3）將滑動變阻器的滑片向右端移動，發現直導線EF向右運動并且擺起的幅度更大，這說明磁場對通電導體作用力的大小與____________有關；改變電流方向，導體向另一方向運動，這說明通電導體的運動方向與_____________有關。磁場電流大小電流方向（4）若要使直導線EF運動速度加快，除了增大電流，還可采取的方法是________________________________________________。（寫出1種即可）

增大磁體磁性（或將直導線換成輕質線圈）思路點撥：磁場對通電導體有力的作用，力的方向和電流方向、磁場方向有關，改變其中一個方向均可改變力的方向，若二者同時改變，則力的方向不變。4.基本構造：電動機由能夠轉動的________（轉子）和固定不動的________（定子）組成。5.工作原理：通電線圈在________中受________轉動。6.能量轉化：電動機工作過程中把________能轉化成________能。知識點2：電動機線圈磁體磁場力電機械7.換向器的作用：當線圈剛轉過________位置時，自動改變線圈中的________方向，使其連續轉動。8.揚聲器工作時把________信號轉換成________信號。它與電動機的工作原理相同，由于通過線圈的________是變化的,線圈就不斷地來回振動,帶動紙盆也來回振動,于是就發出了聲音。平衡電流電聲電流9.【物理學與工程實踐】圖20-4-3為小玲和小輝同學制作的直流電動機模型。他們用回形針做成兩個金屬支架，分別與電池的兩極相連；用漆包線繞一個矩形線圈，以線圈引線為軸，并用小刀刮去軸的一端的全部漆皮，另一端只刮去上半周（或下半周）漆皮；將線圈放在支架上，磁體放在線圈下，閉合開關且用手輕推一下線圈，線圈就會不停地轉動起來。課堂演練（1）直流電動機的工作原理是________________________________。（2）通過改變________或________方向，可以改變線圈的轉動方向。（3）軸的一端刮去半周漆皮，是為了使線圈轉動時只有________圈通電獲得動力，另外半圈停止供電，線圈靠________越過另外半圈。

通電線圈在磁場中受力轉動磁場電流半慣性（4）如果電池、開關、導線的連接和性能良好，閉合開關后，線圈不能開始轉動，請你分析可能的原因是磁場太______或開始時線圈處在__________。（5）電動機工作時把________轉化為機械能。弱平衡位置電能10.圖20-4-4甲是一個電動機的原理圖。閉合開關，通電線圈的ab邊和cd邊在同一磁場里受到_____的作用，因兩邊中的電流方向相反，所以兩個力的方向________，且________（填“在”或“不在”）同一直線上，所以線圈就轉動起來了。當轉到如圖20-4-4乙所示的位置（線圈平面與磁感線垂直）時，這兩個力______（填“在”或“不在”）同一直線上，而且大小________、方向相反，是一對________力，這個位置叫做平衡位置。線圈要能持續轉動下去，就需要安裝一個________，來改變線圈中的電流方向。力相反不在在相等平衡換向器思路點撥：線圈越過平衡位置之后，受到的力要阻礙它轉動。要使其連續轉動，就要使線圈在轉過該位置后，改變電流或磁場的方向，使阻力變成動力，所以要安裝換向器。課堂鞏固1.圖20-4-5為直流電動機的基本構造示意圖。以下相關的分析中正確的是（）A.電動機工作過程中,線圈中的電流方向保持不變B.將磁體的磁極對調可使直流電動機的轉速增大C.使線圈連續不停地轉動下去是靠電磁繼電器來實現的D.僅改變磁場的方向可以改變線圈轉動的方向D2.圖20-4-6是矩形線圈在磁場中的擺放情況，圖甲中線圈與磁場方向平行，圖乙中線圈與磁場方向垂直。現在給它們通以相同的電流，圖甲中導線ab的受力情況如圖所示，則下列說法正確的是（）A.圖甲中導線ab和cd受力方向相反，線圈能轉動B.圖乙中導線ab和cd受力方向相反，線圈能轉動C.圖甲中導線ab和cd受力方向相同，線圈能轉動D.圖甲、乙中導線ab受到的力的方向不同A3.【科學思維】如圖20-4-7所示，表示導線中的電流方向垂直于紙面向里（⊙表示導線中的電流方向垂直于紙面向外）F是磁場對通電導線的作用力。下圖中，磁場對通電導線的作用力與F的方向相同的是（）B4.【物理學與工程實踐】小明在科學拓展課上制作了一個簡易喇叭（原理如圖20-4-8）。接通信號源后，電流的方向不斷改變，導致線圈的磁極不斷變化，通過吸引或排斥磁鐵，帶動紙盆振動發聲。為改變紙盆的振動幅度以調節喇叭響度，下列方法不可行的是()A.改變磁鐵的磁極 B.改變電流的大小 C.改變磁鐵的磁性強弱 D.改變線圈的匝數A5.【科學思維】如圖20-4-9所示，線圈abcd位于磁場中，當S與1接通時，ab段導線中電流的方向為________（填“a→b”或“b→a”），ab段導線受磁場力F1的方向豎直向上，請在圖中畫出此時cd段導線受到的磁場力F2；當S改為與2接通時，ab段導線受磁場力的方向__________。a→b豎直向下如答圖20-4-1所示。6.【物理學與工程實踐】圖20-4-10甲是直流電動機模型，圖20-4-10乙是自制簡易電動機模型。現在主要討論圖乙中簡易電動機的制作與操作問題。（1）繞制線圈的銅絲外表有漆皮，必須對線圈引出線的兩端(擱置于銅質彎鉤的部位)進行刮漆處理，刮漆方法見放大圖。按這種方法刮漆，目的是使線圈能夠__________，因此這一部位就相當于圖甲中的________(填某一部件的名稱)。持續轉動換向器（2）如果整個制作沒有問題，但接上電源后線圈不動，這時應做哪些嘗試?(說出兩點即可)①_____________________