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第第2020章章 电与磁电与磁第第4 4节节 电动机电动机教学目标教学目标知识与技能知识与技能1 1了解磁场对通电导线的作用。了解磁场对通电导线的作用。2 2了解直流电动机的结构和工作原理。了解直流电动机的结构和工作原理。3 3初步认识科学与技术之间的关系。初步认识科学与技术之间的关系。过程与方法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。动机的结构和工作原理。情感、态度与价值观情感、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。高学生学习科学技术知识和应用物理知识的能力。教学目标教学目标重点重点1 1通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟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。电流的方向、磁场的方向都有关。2 2直流电动机的能量转化。直流电动机的能量转化。难点难点电动机能够持续转动的原因。电动机能够持续转动的原因。1 1、磁场对通电导线、磁场对通电导线 （选填（选填“有有”或或“无无”）力）力的作用，其方向与的作用，其方向与 和和 有关。有关。2 2、利用、利用 电源供电的电动机叫直流电动机，它是电源供电的电动机叫直流电动机，它是利用利用 的原理制成的，它是的原理制成的，它是把把 转化为转化为 的机器。的机器。3 3、直流电动机中换向器的作用：每当线圈转过、直流电动机中换向器的作用：每当线圈转过 时就自动时就自动 ，使线，使线圈可以持续地转动下去。圈可以持续地转动下去。有有电流的方向电流的方向磁场的方向磁场的方向直流直流通电线圈在磁场中受力转动通电线圈在磁场中受力转动 电能电能机械能机械能平衡位置平衡位置改变线圈中的电流方向改变线圈中的电流方向自主学习自主学习车床车床水泵水泵电风扇电风扇电力机车电力机车洗衣机内部洗衣机内部电动机通电后为什么能够转动呢？电动机通电后为什么能够转动呢？情景导入情景导入通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？S SN NI I+ +_ _磁体周围存在什么？磁体周围存在什么？ 通电直导体周围存在什么？通电直导体周围存在什么？磁场磁场磁场磁场磁体间通过磁场相互作用磁体间通过磁场相互作用想一想想一想一、磁场对通电导线的作用一、磁场对通电导线的作用自研互学自研互学金属导轨金属导轨直导体直导体+- 闭合开关，观察铝制直导体运动。闭合开关，观察铝制直导体运动。 改变电流方向或改变磁场方向。改变电流方向或改变磁场方向。演示实验演示实验磁场方向磁场方向不变，改变电不变，改变电流方向，磁场流方向，磁场中导体运动方中导体运动方向也发生了改向也发生了改变。变。闭合开关，闭合开关，原来静止在磁原来静止在磁场中的导体发场中的导体发生运动。生运动。电流方向不电流方向不变，改变磁场方变，改变磁场方向，磁场中导体向，磁场中导体运动方向发生了运动方向发生了改变。改变。NIF甲甲SI乙乙FNSIF丙丙NS实验现象实验现象1.1.通电导线在磁场中受到通电导线在磁场中受到_的作用的作用2.2.通电导线在磁场中受到力的方向与通电导线在磁场中受到力的方向与_和和_有关有关4.4.只改变只改变_或或_，通电导线受到力的方向通电导线受到力的方向_,_,如果如果_改变电流向和磁场方向则受到力的方向改变电流向和磁场方向则受到力的方向_力力电流方向电流方向磁场方向磁场方向电流方向电流方向磁场方向磁场方向改变改变不改变不改变同时同时小结：磁场对电流的作用小结：磁场对电流的作用二、电动机原理二、电动机原理实验中的直导线运动一段距离就会离开磁场，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？很难持续地运动。那么线圈可以持续地转动吗？问题问题通电线圈可以在磁通电线圈可以在磁场里转动过一定角度，场里转动过一定角度，但不能持续转动。但不能持续转动。为什么线圈不能持续转动呢为什么线圈不能持续转动呢?演示实验演示实验通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发生顺时针转动。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，线圈还会力作用，达到平衡位置。这时由于惯性，线圈还会继续转动。继续转动。线圈靠惯性越过平衡位置后，磁场力作用的结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。果使线圈逆时针旋转。通电线圈最后静止在平衡位置。通电线圈最后静止在平衡位置。电动机电动机转子转子定子定子三、电动机的基本构造三、电动机的基本构造1电动机由两部分组成：电动机由两部分组成：能够转动的线圈，也叫转子。能够转动的线圈，也叫转子。固定不动的磁体，也叫定子。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在后半周也获得动力，线圈不就能转得更平稳了吗？吗？想一想想一想2 2换向器换向器通过换向器可以使线圈中电流每半周改变一次。通过换向器可以使线圈中电流每半周改变一次。两个两个铜半环铜半环电刷电刷换向器换向器电 风 扇 及 其 电 机电 风 扇 及 其 电 机课堂小结课堂小结电电动动机机通电导体在磁场通电导体在磁场中受到力的作用中受到力的作用施力物体：磁场施力物体：磁场受力物体：通电导体受力物体：通电导体影响力的方向影响力的方向的因素的因素电流方向电流方向电动机电动机实质：电能转化为机械能实质：电能转化为机械能换向器：结构与作用换向器：结构与作用工作原理工作原理磁场方向磁场方向 1 1在磁场中的通电导体在磁场中的通电导体( )( ) A A一定受到磁场力的作用一定受到磁场力的作用 B B可能受到磁场力的作用可能受到磁场力的作用 C C一定不受磁场力的作用一定不受磁场力的作用 D D以上说法均不正确以上说法均不正确B B当堂演练当堂演练2. 2. 要改变直流电动机转向，可以采用（要改变直流电动机转向，可以采用（ ) ) A. A.改变电流方向，其他不变改变电流方向，其他不变 B.B.改变磁场方向，其他不变改变磁场方向，其他不变 C.C.增大电流强度增大电流强度 D.D.同时改变电流方向和磁场方向同时改变电流方向和磁场方向D D3.3.下列说法正确的是下列说法正确的是( )( )A.A.电动机是把机械能转化为电能的机器电动机是把机械能转化为电能的机器B.B.电动机是把电能转化为机械能的机器电动机是把电能转化为机械能的机器C.C.直流电动机是利用线圈的转动而产生电流的直流电动机是利用线圈的转动而产生电流的D.D.改变线圈中的电流方向，可以改变电动机线圈改变线圈中的电流方向，可以改变电动机线圈转动的快慢转动的快慢B B1. 1. 通电导线在磁场中会受到力的作用，受力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？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。时，导线的受力方向也变得相反。教材习题解答教材习题解答2. 2. 电动机主要由哪两部分构成？电动机换向器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？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。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。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，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。续第转动下去。3. 3. 一台电动机的额定电压是一台电动机的额定电压是220 V220 V，额定功率是，额定功率是5.5 kW5.5 kW，它正常工作时的电流有多大？连续工作，它正常工作时的电流有多大？连续工作2 h 2 h 耗电多少？耗电多少？解：由解：由P=UIP=UI变形，可得变形，可得UPI 电动机正常工作时的电流为电动机正常工作时的电流为AVWUPIeee25220105 . 53连续工作连续工作2h2h消耗的电能为消耗的电能为hkWhkWPtW1125 . 54. 4. 设计一个电路，使电动机在人的操作下既能设计一个电路，使电动机在人的操作下既能正转，也能反转。电动机的符号是正转，也能反转。电动机的符号是解：解：