探究电动机的转动原理教案

二、探究电动机的转动原理

一、情景引入

电动机的发明和改进，将大大推动人类的文明进程，如车辆不再依赖石油了，利用电能或太阳能的电动机将交通工具驶向了高速公路……。但我们知道电动机有两个主要的组成部分：磁体和线圈。通电线圈在磁场中高速运转，线圈是用导线和电池连在一起的，线圈的转动必然导致和电池连在一起的导线扭断！我们怎样解决这个问题呢？

二、教材研究

问题1——怎样改变电动机的转动方向？

探究课本P5图16－6所示实验，将观察到的现象填写在下面空格上：

当接通电源时，看到金属杆_____________,这说明了_________________________________.。

当保持磁场方向不变，改变电流方向时，金属杆____________________________________。

当保持电流方向不变，改变磁场方向时，金属杆____________________________________。

结论：磁场对通电导体具有_____________的作用，其作用的方向与____________、______________有关。

问题2——怎样解决电动机的线圈高速运转时，和电池连在一起的导线不会被扭断？

我们有两个问题：（1）请观察课本图16-7中（b）图，这是平衡位置，就是线圈中上下二根导线受到二力平衡（大小相等、方向相反），怎样使线圈转动下去？（2）如果线圈可以转动，和电池连在一起的导线怎样才不会被扭断？

试着动手解决这些问题，并和同学一起交流讨论。

请阅读“活动——探究换向器的作用”，认真观察换向器（图16-8），回答下列问题：

（1）换向器的构造：。

（2）换向器的作用：。

问题3——电动机转动的原理是什么？

1、电动机的工作原理是如何的呢？请认真阅读课本P16-9图16－9，并与同学们交流讨论。

2、请你解释动圈式扬声器的工作原理。

三、典例分析

例2.如图所示是直流电动机在两个不同时刻的工作原理图，以下是小明和小华所在科技小组的同学对直流电动机工作原理的分析，其中正确的是（）

A.导线ab在这两个时刻电流方向不同，受到磁

场力方向也不同

B.导线ab和cd分别在这两个时间所受到的力的

作用效果不相同

C.导线cd在这两个时刻电流方向相同，转动方向相同

D.导线ab和cd在这两个时刻所受到力的方向都是相同的

解析：这是一道关于直流电动机工作原理的选择题，从甲图到乙图，ab和cd由于换向器使通过它们的电流刚好相反，而磁场方向没有发生改变，故ab和cd受到磁场力的方向与原来不相同，但它们产生的效果能使线圈持续地转动下去。

答案：A

四、达标训练

1、下列设备是利用磁场对电流的作用原理制成的是（）

A、电磁继电器

B、电铃

C、运动玩具中的小电动机

D、螺线管

2、关于电动机的转动方向的下列说法中，正确的是( )

A、只有改变电流方向，才能改变电动机的转动方向

B、只有调换磁极，才能改变电动机的转动方向

C、既改变电流方向，又调换磁极，才能改变电动机的转动方向

D、既改变电流方向，又调换磁极，电动机的转动方向不改变

3、要使一台直流电动机的转速大一些，下列方法中不可行的是( )

A、增大线圈中的电流

B、换用电压较高的电源

C、将磁体的磁极对调

D、换用磁性更强的磁体

4、一台组装齐全的直流电动机模型，接通电源后电动机不转，用手拨动一下转子后，线圈转子就正常转动起来，则它开始时不转的原因可能是( )

A、线圈内部断路

B、电刷与换向器接触不良

C、磁铁的磁性不强，或线圈中的电流不够大

D、线圈正好处于平衡位置

5、关于通电导体在磁场里受力的方向与电流方向和磁场方向之间的关系，下列说法中错误的是( )

A、电流方向变为和原来相反，导体受力方向也变为和原来相反

B、磁场方向变为和原来相反，导体受力方向也变为和原来相反

C、电流方向和磁场方向同时变为和原来相反，导体受力方向也变为和原来相反

D、电流方向和磁场方向同时变为和原来相反，导体受力方向也变为和原来相同

6、电动机在日常生活和工农业生产中的应用十分广泛，关于电动机，下列说法错误的是( )

A、电动机是应用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的

B、直流电动机中的换向器能使通电线圈持续转动

C、电动机是把电能转化成机械能的装置

D、电动机是把机械能转化成电能的装置

7、如图16-9所示，把一个可以绕水平轴转动的铝盘放在U型磁铁之间，盘的下缘浸在液态水银中，把转轴和导电液

态水银分别接在一直流电源的两极上，铝盘就会

转动起来，为什么？用什么方法可以改变铝盘的

转动方向？

五、中考试题

1．如图16-11四幅实验装置图所反映的原理，对电动机的发明有直

接影响的是

解析：本题四个实验装置集中体现了电磁现象中基本知识点。图

A 是研究通电导体周围存在着磁场——奥斯特实验。图

B 和

C 研究

的是闭合导体在磁场中作切割磁感线的运动，导体中产生电流，是电

磁感应现象；图D 有电源、磁场、导体，是研究通电导体在磁场中

受力运动。

答案：D

点评：此题考查学生从图片中获取信息的能力，是近年考的热点。

“研究通电导体在磁场中受力的实验”和“研究电磁感应的实验”；

“电动机”和“发电机”这两组知识点的图片中器材相，结构想仿，

容易混淆，找出它们的不同点是解答此题的关键。

2．如图16-12在安装直流电动机模型的实验中，小杰同学按照科学

教材的要求安装了一台如右图所示的直流电动

机模型。安装完毕，闭合开关后，线圈顺时针方

向转动，则能使线圈逆时针方向转动的做法是

（ ）

A ．减小一节电池

图

图