1、六 直流电动机,体验 直流电动机的原理 活动：准备两节电池、漆包线一段、磁体、金属丝支架。 活动1：如图，将漆包线绕成矩形线圈， 将漆包线的两端的漆层全部刮掉，按图 连接电路，观察线圈的转动情况。 活动2：将漆包线一端的漆层全部刮掉， 另一端的漆层只刮去半周，接通电路，观察线圈的转动情况。,(1)活动1和活动2中线圈_(选填“能”或“不能”)转 动，原因是_。 (2)活动1中，线圈_(选填“能”或“不能”)持续转 动。活动2中，线圈_(选填“能”或“不 能”)持续转动。 提示：(1)能 通电导体在磁场中受到力的作用 (2)不能 能,1.电动机的工作原理是什么？ 2.什么是平衡位置？ 3.换向器
2、的作用是什么？ 4.电动机有哪些构造？ 5.生活中在哪些方面用到了电动机？,探究 直流电动机的原理 结合“体验”及下图，思考以下问题,1.在“体验”活动中，接通电路后，线圈为什么能转动？ 提示：接通电路后，线圈中有电流通过，上下两个边的漆包线 中电流方向相反，通电线圈在磁场中受到磁场力的作用，两个 边受到的磁场力方向相反，于是线圈开始转动。 参考答案：通电线圈在磁场中受到磁场力的作用。,2.按照甲、乙两图接通电路，通电线圈转过_度时受力平 衡，分析线圈静止时的受力情况，线圈为什么不连续转动? 提示：通电线圈上下两个边在磁场中受到的力的方向不同，当 这两个力作用在一条直线上时，线圈所处的位置称为
3、平衡位 置，线圈到达平衡位置时由于惯性会冲过平衡位置，在平衡位 置附近来回摆动几次后停止运动。 参考答案：90 线圈在平衡位置上下两个边受到的力大小相 等，方向相反，作用在一条直线上,3.分析甲图和乙图，线圈中电流方向发生了怎样的变化，转到 图乙位置时线圈为什么还能继续转动一点？ 提示：在图甲中，换向器F与电刷A接触，换向器E与电刷B接 触，线圈的ab边内电流由b向a，受到向上的磁场力，cd边内电 流由d向c，受到向下的磁场力，于是线圈开始沿顺时针方向转 动；图乙是平衡位置，此时线圈中没有电流，线圈不受磁场力 的作用，线圈由于具有惯性会冲过该位置。 参考答案：甲图中线圈ab边内电流由b流向a，
4、cd边内电流由d 流向c，图乙线圈中没有电流图乙中没有电流，线圈不受力的 作用，由于具有惯性冲过平衡位置，从而还能继续转动一点。,4.对比图丙和图甲，线圈中电流的方向发生了怎样的变化，线 圈的受力方向及其转动方向又如何呢？丁图又重新回到了平衡 状态，综合分析线圈转动一周过程中，线圈中电流方向改变了 几次实现了线圈继续重复转动？,提示：在图乙中，线圈由于惯性冲过平衡位置后，E与A接触， F与B接触，线圈的ab边内电流由a向b，受到的力变为向下，cd 边内电流由c向d，受到的力变为向上，于是线圈就继续沿顺时 针方向转动。图丁线圈中电流消失，处于平衡状态，由于惯 性，会冲过平衡位置，继而回到图甲状态
5、，重复旋转。在整个 转动过程中，依靠换向器与电刷配合，每转动半周，线圈中电 流方向就改变一次，实现了线圈连续转动；线圈中的电流方向 是发生变化的，变得与原来相反，转动半圈电流方向就改变一 次，使线圈受力方向变得相反。,参考答案：E与A接触，F与B接触，线圈的ab边内电流由a向b， 受到的力变为向下，cd边内电流由c向d，受到的力变为向上， 继续顺时针转动 两次,5.电路中是通过_改变线圈中的电流方向的。 提示：在线圈转动过程中，依靠换向器与电刷配合，每转动半 周，线圈中电流方向就改变一次，使线圈受力方向变得相反， 实现电流方向改变的是换向器。 参考答案：换向器,一、直流电动机的原理 1.平衡位
6、置: 线圈转动过程中,两个边受力方向_,在_上的位 置。 2.运动情况: 通电线圈在磁场中_发生转动,到达平衡位置时,由于 _,它能冲过平衡位置。,相反,同一条直线,受到力,惯性,3.换向器和电刷: (1)构造: 换向器:由两个半圆形_组成。 电刷:由两根弹性金属片组成,一端接导线,另一端紧贴 _。 (2)作用:每当线圈刚转过_时,换向器在_的配合 下,能自动改变线圈中的_,使线圈持续转动下去。,铜制半环,换向器,平衡位置,电刷,电流方向,二、实用的电动机 1.构造:主要由_和_组成。 2.原理:利用_发生转动而制成。 3.能量转化:把_转化成_。 4.类型: (1)直流电动机:由_电源供电。
7、例如,起重机、电动玩具、 录音机、影碟机等。 (2)交流电动机:由_电源供电。例如,电扇、洗衣机、电冰 箱等。,定子,转子,通电线圈在磁场中受力,电能,机械能,直流,交流,【拓展延伸】电动机使用时能量的转化 电动机在使用时将电能转化为机械能,同时,线圈通电时,由于 电流热效应的存在,电流流经线圈时也会将部分电能转化为热 能,所以在电动机使用时,要及时将产生的热量散发出去,常见 的是在电动机中安装风扇或散热片等。,考点 直流电动机的工作原理 【典例】如图甲是直流电动机模型,图乙是自制简易电动机模 型。现在主要讨论图乙简易电动机的制作与操作问题:,(1)绕制线圈的铜丝外表有漆皮,必须对线圈引出线的
8、两端(搁 置于铜质弯钩的部位)进行刮漆处理,刮漆方法见放大图。按这 种方法刮漆,目的是使线圈能够 ,因此这一部位就相当于 图甲中的 (填某一部件的名称)。 (2)如果整个制作没有问题,但接上电源后线圈不动,这时应做 哪些尝试?(说出两点即可) _; _。,【思路导引】解决本题的关键点,【精讲精析】本题考查直流电动机的工作原理。 (1)对线圈引出线的两端(搁置于铜质弯钩的部位)进行刮漆处 理，这样就相当于加了两个换向器，线圈就能连续转动了； (2)线圈不动的原因可能有线圈正好停止在平衡位置、线圈受 到的磁场力较小等，所以，如果线圈转到平衡位置不动时，可 以用手给它一个力，使其越过平衡位置继续转动
9、；如果不是在 平衡位置，说明受到的磁场力较小，可以增强磁体磁性、增加 电池的个数以增大线圈中电流，使线圈受到的磁场力增大。,答案：(1)导电(或接触良好) 换向器 (2)将线圈旋转一定角度 增大电源电压(或换一块磁性 更强的磁体),【方法归纳】直流电动机不转的四类原因及解决措施,1.下列哪种设备是根据如图所示的实验原 理制成的( )A.电熨斗 B.电动机 C.电磁铁 D.发电机,【解析】选B。本题考查电动机的原理。本题图中探究的是通 电导体在磁场中受力运动，这就是电动机的原理，故B选项正 确；电熨斗的原理是电流的热效应，电磁铁的原理是电流的磁 效应，发电机的原理是电磁感应，故A、C、D选项均错
10、。,2.如图所示四个实验现象中，揭示了电动机原理的是( ),【解析】选B。本题考查电动机的原理。A实验是奥斯特实验的 实验装置；B实验是研究通电导体在磁场中受力运动的实验装 置，也是电动机的原理图；C实验是探究电荷间相互作用规律 的实验装置；D实验是研究电磁铁磁性的实验装置。,3.如图所示是直 流电动机的模型，闭合开关后线圈 顺时针转动。现要线圈逆时针转动， 下列方法中可行的是( ) A.只改变电流方向 B.只改变电流大小 C.换用磁性更强的磁铁 D.对换磁极同时改变电流方向,【解析】选A。本题考查通电导体在磁场中受力方向的影响因 素。通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有 关，只改
11、变其中一个因素，导体受力方向发生改变，两个因素 同时改变则导体受力方向不发生改变，故A正确，D错误；B、C 两个因素只会改变导体受力的大小。,4.直流电动机工作时，当线圈转到什么位置时，换向器改变 线圈中的电流方向( ) A.线圈转动到任意位置 B.线圈平面与磁感线垂直 C.线圈平面与磁感线平行 D.线圈平面与磁感线成45角 【解析】选B。本题考查换向器的作用。直流电动机内的线圈 转到线圈平面与磁感线垂直时，由于受到平衡力的作用，线圈 会静止，这时换向器改变线圈里的电流方向，从而改变线圈的 受力方向，于是线圈受到非平衡力的作用，继续转动下去。,5.如图所示的两个实验中，闭合开关后，能 观察到导
12、体ab运动的是_图，这个现象说明磁场对_ 有力的作用。,【解析】图甲中有电源，导体ab处于磁场中，闭合开关，导体 中有电流通过，磁场对电流有力的作用，能观察到导体ab运 动，也就是通电导体在磁场中受力运动；图乙中无电源，闭合 开关，导体ab不会运动。 答案：甲 电流,6.如图所示,在直流电动机的工作过程中,换向器起了关键的 作用,它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的,从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。电动机 工作时是把电能转化为 能,实际使用的直流电动机由和 两部分组成,如图所示的线圈为 。,【解析】本题考查线圈平衡位置的特点。直流电动机是根据通 电线圈在磁场中受力转动的原理制成的
13、，它是一种将电能转化 为机械能的机器。为了让电动机能够持续转动，在制作电动机 时增加了换向器，当线圈刚好转过平衡位置时就自动改变线圈 中的电流的方向，及时改变通电线圈的受力方向，保证电动机 能够连续转动。实际使用的直流电动机是由转子和定子两部分 组成，图中线圈是转动的，称为转子。 答案：电流方向 机械 转子 定子 转子,7.如图所示是电动机在工作过程中线圈 处于平衡位置时的示意图,由于磁场对 通电导体具有 的作用,当线圈转 至平衡位置时,两个电刷跟两个半环间 绝缘部分接触,线圈中无电流通过,所以 线圈不受力的作用,但线圈由于 会继续转动,从而越过 平衡位置。,【解析】本题考查电动机的工作过程。
14、由于磁场对通电导体具 有力的作用，通电线圈在磁场中受力转动。但当线圈转至平衡 位置时，两个电刷跟两个半环间绝缘部分接触，线圈中无电流 通过，所以线圈不受力的作用。但由于惯性线圈会继续转动， 从而越过平衡位置，使两个半环接入反向电流，使线圈继续转 动下去。 答案：力 惯性,8.如图所示,电动飞机玩具的心脏是小电 动机,小电动机工作时将电能转化为 _能,其工作原理是_ _。 【解析】本题考查电动机的工作原理。由电动机的工作原理和 能量转化的知识可知：电动机是利用通电线圈在磁场中受力而 转动的原理制成的。电动机工作时，将电能转化为机械能。 答案：机械 通电线圈在磁场中受力而转动,找找你容易错在哪里? 电动机是利用 的原理制成的。如图,在做“让线圈转 起来”的实验中,为了使线圈能持续转动,采取的办法是将线圈 两端引线的漆皮 ;要想使线圈的转动方向与原来的相反, 采用 或 的方法。,【学生自答】 电流的磁效应 全部刮掉 改变电流方向 改变磁场方向 【教师点评】 电动机的原理理解错误:应为通电线圈在磁场中受到力的作用; 操作错误:两端都刮掉,线圈转到平衡位置就会停下来,不能 持续转动。 【正确解题】 通电线圈在磁场中受力转动 一端全部刮掉，另一端只刮半周 改变电流方向 改变磁场方向,
