1.4電動機浙教版八年級科學下冊第一章電與磁把照相機對著北極星附近的星空進行延時攝影，就會得到一張星星繞北極星運動的軌跡照片。通過這張照片，我們能否推斷地球到底是怎樣運動的?為什么電風扇、洗衣機通電后會轉(zhuǎn)動起來?原來在這些電器中安裝著電動機(motor)，它能把電能轉(zhuǎn)化為機械能。電動機在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中有廣泛的應用，電力機車、汽車、電梯、電腦光驅(qū)、CD播放機、電動玩具等，都離不開電動機。新課導入一、磁場對通電導體的作用磁場對放入其中的磁體會產(chǎn)生磁力的作用，那么，磁場對放入其中的通電導體是否會產(chǎn)生磁力的作用呢?活動1.如圖1-42裝置中，把導線AB放在磁場中，當合上開關使導線AB通電時，看到的現(xiàn)象是

。2.改變通過導線AB中的電流方向，觀察導線運動的方向：

。3.保持導線中的電流方向不變,改變磁場的方向,觀察導線運動的方向:

。一、磁場對通電導體的作用結(jié)論：①通電導線在磁場中要受到力的作用。②受力方向與電流方向和磁場方向有關。只改變電流方向或只改變磁場方向,導線的受力方向改變;同時改變電流方向和磁場方向,導線的受力方向不變。③受力大小與電流大小和磁場強弱有關:電流越大,磁場越強,受力越大。思考與討論如果同時改變電流方向和磁場方向，則通電導線的受力方向是否改變?活動1.如圖1-43,將矩形線圈放入磁場中圖甲所示的位置,給矩形線圈通電，觀察矩形線圈能否轉(zhuǎn)動:

。2.讓矩形線圈處于圖乙中的位置，給矩形線圈通電，觀察矩形線圈的轉(zhuǎn)動情況：

。一、磁場對通電導體的作用結(jié)論：①通電線圈在磁場中的運動情況通電線圈所在平面與磁場平行時,線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動。通電線圈所在平面與磁場垂直時,線圈不發(fā)生轉(zhuǎn)動。一、磁場對通電導體的作用結(jié)論：②通電線圈在磁場中的轉(zhuǎn)動分析如圖所示,使線圈位于磁體兩磁極之間的磁場中。a.使線圈靜止在圖乙位置上,閉合開關,發(fā)現(xiàn)線圈并沒有轉(zhuǎn)動,這是由于線圈上、下兩邊受力大小相等、方向相反,即線圈受力平衡。這個位置是線圈的平衡位置。b.使線圈靜止在圖甲位置上,閉合開關,線圈受力沿順時針方向轉(zhuǎn)動,能靠慣性轉(zhuǎn)過平衡位置,但不能繼續(xù)轉(zhuǎn)動下去,最后要返回平衡位置。c.使線圈靜止在圖丙位置上,閉合開關,線圈沿逆時針方向轉(zhuǎn)動,說明線圈在這個位置所受的作用力是阻礙它沿順時針方向轉(zhuǎn)動的。一、磁場對通電導體的作用規(guī)律總結(jié)：通電線圈在磁場中受力而發(fā)生轉(zhuǎn)動,由于慣性越過平衡位置，而后受到阻礙它繼續(xù)轉(zhuǎn)動,故線圈不能持續(xù)轉(zhuǎn)動,在平衡位置擺動幾下，最后靜止。一、磁場對通電導體的作用規(guī)律總結(jié)：判斷通電導線的受力方向的方法:左手定則。如圖所示,伸開左手,使大拇指跟其余四個手指垂直,并且都跟手掌在一個平面內(nèi),把左手放入磁場中，讓磁感線垂直穿過手心,并使伸開的四指指向電流的方向,那么,大拇指所指的方向就是通電導線在磁場中的受力方向。一、磁場對通電導體的作用結(jié)論：③通電線圈在磁場里受到力的作用而發(fā)生轉(zhuǎn)動時,電能轉(zhuǎn)化為機械能。電動機就是根據(jù)通電線圈在磁場中受力而發(fā)生轉(zhuǎn)動的原理制成的。例1.如圖所示,是“探究磁場對通電導線的作用”的實驗裝置。當閉合開關S時,導線ab中自由電子定向移動的方向是__(選填“從a到b”“從b到a”或“垂直ab方向”),導線ab受到磁力的作用而向左運動;現(xiàn)在,如果只將磁場方向變?yōu)榕c原來方向相反,那么導線ab將向_____運動;如果同時將電流方向和磁場方向變?yōu)榕c原來方向相反,那么導線ab將向_______運動。(后兩空均選填“左”或“右”)【答案】從b到a;右;左【解答】解析:由題圖可知,導線ab中電流方向是從a到b,所以帶負電的自由電子定向移動的方向是從b到a。通電導線在磁場中受力的方向與磁場方向、電流方向有關,導線ab受到磁力的作用而向左運動。如果只將磁場方向變?yōu)榕c原來方向相反,那么導線ab將向右運動;如果同時將電流方向和磁場方向變?yōu)榕c原來方向相反,那么導線ab仍將向左運動。二、直流電動機(1)直流電動機的工作原理直流電動機靠直流電源供電，是利用通電線圈在磁場里受到力的作用而轉(zhuǎn)動的原理制成的,是把電能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。(2)直流電動機的構(gòu)造如圖所示，直流電動機主要由磁體(定子)、線圈(轉(zhuǎn)子)、換向器(圖中E、F)和電刷(圖中A、B)等構(gòu)成。二、直流電動機(3)換向器的結(jié)構(gòu)與作用①結(jié)構(gòu):由兩片相互絕緣的銅質(zhì)半環(huán)構(gòu)成,兩個銅質(zhì)半環(huán)與線圈相連，并隨線圈一起轉(zhuǎn)動,跟電刷接觸與電源組成閉合電路。②作用:當線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時,能改變線圈中的電流方向,使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動。二、直流電動機(4)影響直流電動機轉(zhuǎn)動方向和速度的因素①轉(zhuǎn)動方向與電流方向和磁場方向有關:只改變電流方向或磁場方向，轉(zhuǎn)動方向改變;電流方向和磁場方向同時改變,則轉(zhuǎn)動方向不變。②轉(zhuǎn)速大小與電流大小和磁場強弱有關:電流越大,磁場越強,轉(zhuǎn)速越快。二、直流電動機(5)在裝配直流電動機模型實驗中,常見的故障是裝好通電后電動機不轉(zhuǎn)動，主要原因有以下幾點。①電流不通:a.電刷與銅制半環(huán)接觸不良;b.開關處接觸不良或開關沒閉合;c.電源處接觸不良。②摩擦太大:a.軸與軸之間摩擦太大;b.電刷和換向器接觸太緊。③電流太小:a.電源電壓太低;b.使用的滑動變阻器的阻值太大。④儀器裝配位置不正確;線圈的位置處于平衡位置,只要將線圈輕輕轉(zhuǎn)動一下就可以。二、直流電動機裝配直流電動機模型例2、如圖1-4-6為直流電動機的基本構(gòu)造示意圖。以下相關的分析中正確的是()A.電動機是利用電磁感應的原理工作的B.電動機工作過程中,消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為機械能C.使線圈連續(xù)不停地轉(zhuǎn)動下去是靠電磁繼電器來實現(xiàn)的D.僅改變磁場的方向可以改變線圈轉(zhuǎn)動的方向【答案】D【解答】電動機是利用通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動的原理工作的,故A錯誤;電動機工作過程中,消耗的電能大部分轉(zhuǎn)化為機械能,有一部分電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，故B錯誤;使線圈連續(xù)不停地轉(zhuǎn)動下去是靠換向器來實現(xiàn)的,故C錯誤;線圈受力的方向與電流的方向和磁場的方向有關,故僅改變磁場的方向可以改變線圈轉(zhuǎn)動的方向,故D正確。【答案】D【解答】攝像系統(tǒng)是利用u>2f時凸透鏡成倒立、縮小實像的原理工作的,故A錯誤;光控開關接收到紅燈發(fā)出的光會自動閉合,紅燈損壞,光控開關不能自動閉合,因此紅燈損壞,該裝置不能正常工作,故B錯誤;光控開關和壓力開關是相互影響的,若并聯(lián),只要其中一個開關閉合攝像系統(tǒng)就工作,因此這兩個開關只能串聯(lián),故C錯誤;只有光控開關和壓力開關都閉合時,控制電路才能接通,攝像系統(tǒng)才會自動拍攝,故D正確。課堂小結(jié)原理通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動能量轉(zhuǎn)化直流電動機和交流電動機分類電動機電能→機械能定子和轉(zhuǎn)子電動機構(gòu)造換向器如圖所示為直流電動機工作原理圖，下列分析正確的是（）A．電動機通電后不轉(zhuǎn)，一定是電路斷路B．電動機沒有換向器也可實現(xiàn)持續(xù)轉(zhuǎn)動C．對調(diào)磁體的磁極，可以增大電動機的轉(zhuǎn)速D．改變磁場方向，可以改變線圈轉(zhuǎn)動的方向課堂小練習【答案】D【解析】A、電動機通電后不轉(zhuǎn)，可能是電路斷路，故A錯誤；B、電動機沒有換向器不能實現(xiàn)持續(xù)轉(zhuǎn)動，故B錯誤；C、對調(diào)磁體的磁極，可以改變電動機的轉(zhuǎn)動方向，不可以增大電動機的轉(zhuǎn)速，故C錯誤；D、改變磁場方向，可以改變線圈轉(zhuǎn)動的方向，故D正確。用螺絲釘、電池、導線和紐扣狀磁鐵，可以做成一個最簡單的電動機。如圖所示，螺絲釘?shù)奈捕宋~扣磁鐵一極，尖端吸在電池的正極上，然后將導線的一端接到電池負極，另一端搭在紐扣磁鐵邊緣，螺絲釘就開始旋轉(zhuǎn)。下列敘述正確的是（）A．該電動機工作時將機械能轉(zhuǎn)化為電能B．若僅將紐扣磁鐵上下翻轉(zhuǎn)，螺絲釘旋轉(zhuǎn)方向不變C．若僅改變電源正負極方向，螺絲釘旋轉(zhuǎn)方向不變D．若換成電壓更大的電池，螺絲釘轉(zhuǎn)動速度會加快【答案】D【解析】A、通電導體在磁場中受力轉(zhuǎn)動時，將電能轉(zhuǎn)化為機械能，故A錯誤；BC、通電導體在磁場中轉(zhuǎn)動的方向與磁場方向和導體中的電流方向有關，改變?nèi)魏我粋€條件，導體運動方向改變；改變螺絲釘中的電流方向或磁場方向，螺絲釘會反向轉(zhuǎn)動，故BC錯誤；D、電動機中通電線圈受力大小與電流大小和磁場強度有關，若換成電壓更大的電池，線圈中的電流增大，線圈轉(zhuǎn)動速度加快，故D正確。課堂小練習下列四個實驗，工作原理和如圖電動剃須刀工作原理相同的是（）課堂小練習【答案】A【解析】電動剃須刀工作原理是通電線圈在磁場中受到力的作用而運動。A、圖中閉合開關后，導體在磁場中受力運動，是電動機的原理圖，故A符合題意；B、圖為奧斯特實驗裝置圖，說明通電導體周圍存在磁場，故B不符合題意；C、圖為閉合電路中的部分導體在磁場中切割磁感線產(chǎn)生感應電流的實驗，這是電磁感應現(xiàn)象，故C不符合題意；D、圖中當人對著動圈式話筒說話時，它會產(chǎn)生隨人的聲音變化而變化的電流，即：閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動時能夠產(chǎn)生感應電流，故D不符合題意。課堂小練習【答案】D【解析】A．當線圈平面與磁感線方向垂直時，即平衡位置，由于銅半環(huán)中間有空缺位置，因而此時不通電，磁場對AB沒有磁場力作用，故A錯誤；B．當線圈平面與磁感線平行時，不是平衡位置，換向器不可以自動改變線圈中的電流方向，故B錯誤；CD．將電源正負極對換下，則線圈中電流方向改變，由于使用的是電磁鐵，磁場方向同時改變，故線圈轉(zhuǎn)動方向不變，則線圈仍沿著順時針方向轉(zhuǎn)動，故C錯誤，D正確。如圖所示，矩形線圈ABCD在電磁鐵之間，線圈兩端的換向器（兩個半圓銅環(huán)）分別和兩個電刷接觸，線圈和電磁鐵串聯(lián)在直流電源兩端，閉合開關S，線圈ABCD繞OO'軸順時針方向轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是（）A．當線圈平面與磁感線方向垂直時，磁場對AB有向上的磁場力作用B．當線圈平面與磁感線平行時，換向器可以自動改變線圈中的電流方向C．將電源正負極對換下，則線圈將沿著逆時針方向轉(zhuǎn)動D．將電源正負極對換下，則線圈仍沿著順時針方向轉(zhuǎn)動課堂小練習【答案】D【解析】通過電流表的內(nèi)部構(gòu)造顯示電流表的制成原理：通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動，電流表工作過程中，電能轉(zhuǎn)化為機械能；A、發(fā)電機的工作原理是電磁感應現(xiàn)象，故A錯誤；BC、說明通電導線周圍有磁場，故B、C錯誤；D、電動機其工作原理是通電導體在磁場中受力運動，故D正確。電流表是電學實驗中的重要儀器，如圖所示是電流表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡圖，將線圈置于兩磁極之間，線圈上固定有一指針，有電流通過線圈時，線圈會帶動指針一起偏轉(zhuǎn)，線圈中的電流越大，指針偏轉(zhuǎn)角度越大。則下列實驗與電流表的工作原理相同的是（）課堂小練習今年5月，我國第三艘航母福建艦順利完成首次航行試驗。該航母將采用自行研制的電磁彈射器，電磁彈射器的彈射車與飛機前輪連接（如圖所示），并處于強磁場中，當彈射車內(nèi)的導體通以強電流時，艦載機受到強大的推力而快速起飛。電磁彈射器的工作原理與下列實驗原理一致的是（）課堂小練習【答案】B【解析】