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第4节 电动机
第一课时 磁场对通电导体的作用 电动机
教学目标
【知识与技能】
(1)知道磁场对通电导体有力的作用，其作用力的方向与电流方向和磁场方向有关。
(2)知道矩形通电线圈在磁场中的转动情况。
(3)了解直流电动机的构造和工作原理，理解换向器的结构和作用。
【过程与方法】
通过实验活动进行操作、观察、思考，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
【情感态度与价值观】
通过对直流电动机工作过程的分析以及内部构造的了解，体验科学知识如何转化成实际技术应用，培养学习科学知识的兴趣。
教学重难点
【重点】
(1)磁场对通电导体的作用。
(2)直流电动机的工作原理。
【难点】
(1)矩形通电线圈在磁场中的转动情况。
(2)直流电动机能持续转动的原因。
教学过程
知识点一 磁场对通电导体的作用
【自主学习】
阅读教材第16～17页的有关内容，完成下列填空：
1．通电导体在磁场中会受到
力的作用，其受力方向与
磁场方向、导体中的电流方向
有关。当两者中任意一个的方向
改变，导体的受力方向就会
改变。
2．当通电线圈所在平面与磁场平行时，由于通电线圈的两条对边中电流方向相反，它们在磁场中受到磁力的方向
相反
且不在一条直线上，在这两个力的作用下，线圈会发生
转动
(如图甲所示)。当线圈从其所在平面与磁场平行的位置转过90°时，这两个力恰好在同一直线上，而且
大小
相等、方向
相反，是一对平衡力(如图乙所示)。静止的线圈在这对平衡力的作用下可以在该位置保持静止。这一位置叫做
平衡位置，此时线圈所在平面恰好与磁感线
垂直。
3．通电线圈转到平衡位置时，不会立即停下来，而是在此位置附近摆动几下才停下来。这是因为通电线圈转到
平衡位置
时具有一定的速度，由于
惯性
它会继续运动，但线圈这时受到
磁力的作用，它又会返回平衡位置，所以它会摆动几下后再停下来。
【教师点拨】
1．没有电流通过的导体，在磁场中不会受到力的作用。如果同时改变电流方向和磁场方向，则通电导线的受力方向不改变。
2．磁场对放入其中的磁体会产生磁力的作用，而通电导体周围会产生磁场，通电导体也是磁体，将磁场中的磁体替换为通电导体，则磁场对放入其中的通电导体也会产生磁力的作用。这是等效替代法。
【跟进训练】
1．如图所示，小亮闭合开关后，发现导体ab开始运动，经过一系列探究后，他发现通过一定的操作可以让导体的运动方向发生改变，则小亮可以采取的措施正确的是
(A)
A．改变磁场方向或电流方向
B．改变磁场强弱
C．同时改变磁场方向和电流方向
D．改变线圈的匝数
2．当图中的线圈转过平衡位置时，如果不改变电流方向，那么线圈将
(C)
A．按原方向一直转下去
B．立即停止转动
C．转过一个角度后再反转，回到平衡位置
D．立即反转
知识点二 直流电动机
【自主学习】
阅读教材第17～18页的有关内容，完成下列填空：
1．直流电动机靠
直流
电源供电，利用通电线圈在磁场里受到力的作用而转动的原理制成，是把
电
能转化为
机械
能的装置。
2．如图所示，直流电动机主要由
定子(磁体)、转子(线圈)、换向器
(图中E、F)和
电刷
(图中A、B)等构成。
3．换向器由两个
铜质半环
构成，与
电刷
配合使用。当线圈刚转过平衡位置时，能交换电刷与换向器铜质半环的接触，从而改变线圈中的电流
方向和
线圈的受力方向。
4．电动机构造
简单、控制
方便、效率高、无污染，广泛地应用在日常生活和各种生产中。
【教师点拨】
普通的通电线圈在磁场中不能连续地转动，直流电动机在电路中安装了一个由两个铜质半环组成的“换向器”，使线圈因惯性转过平衡位置时，立即改变电流的方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈仍然受到朝着运动方向的力的作用，这样线圈就能连续地转动。
【跟进训练】
1．电动机是一种高效、无污染的动力设备，广泛地应用在日常生活和生产实践中。下列家用电器中应用到电动机的是
(C)
A．电热水器
B．电饭锅
C．洗衣机
D．电热毯
2．要使直流电动机的线圈连续转动，要加换向器，它的作用是
(A)
A．自动改变线圈里的电流方向
B．自动改变磁场方向
C．改变磁场方向和电流方向
D．改变电源的正、负极
练习设计
完成本课相应练习部分，并预习下一课的内容。