第4节电动机课前预习1.电动机广泛地应用于工厂、农村和日常生活中，电动机是将__________能转化为机械能的装置。2.电动机是利用__________在磁场中受力转动的原理制成的。在直流电动机中，每当线圈转过平衡位置时，__________能自动改变线圈中的电流方向。3.磁场对通电导线有力的作用，其方向与________________、__________有关。4.电动机是由两部分组成，能够转动的线圈（又称为__________）和固定不动的磁体（又称为__________）。5.直流电动机的主要组成部分是__________、__________、换向器和电刷。观察直流电动机模型的两个电刷，它们分别与换向器的____________________相接触，使电源和线圈组成__________电路，又能使线圈在经过平衡位置时能及时地__________电流的方向。随堂练习1.下列设备中没有利用通电导体在磁场中受到力的作用的是【】A.电饭锅B.电动机C.洗衣机D.电风扇2.借助如图20.4-1所示的实验装置，小明探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关，原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动。要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是【】图20.4-1A.将A、B两端对调B.将滑动变阻器的滑片P向右移动C.换用磁性更强的蹄形磁体D.将蹄形磁体的N、S极对调3.利用图20.4-2所示的实验装置探究“磁场对通电导线的作用”的实验过程如下：图20.4-2（1）按图20.4-1安装好实验装置，闭合开关，发现金属棒向右运动。（2）保持磁场方向不变，改变电路中电流的方向，闭合开关，闭合开关，观察金属棒的运动情况。（3）保持电流方向不变，把磁铁的N、s极对调一下，闭合开关，观察金属棒的运动情况。（4）让磁场的方向、电流的方向同时改变，观察金属棒的运动情况。根据你观察到的情况，完成下表。实验序号磁极位置电流方向金属棒的运动方向1上N下S从b流向a右2上N下S从a流向b3上S下N从a流向b9
4上S下N从b流向a由于磁场对通电导线作用力的方向与多种因素有关，所以实验探究的过程中用到了_____________法。4.如图20.4-3所示为小玲和小辉同学制作的直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来.图20.4-3（1）直流电动机的工作原理是______________________________。（2）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，其作用与直流电动机中的__________作用相同。（3）通过改变__________方向，可以改变线圈的转动方向。（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，请你分析可能的原因是______________________________。5.图20.4-4（甲）是直流电动机模型（主要部件见文字说明），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：图20.4-4（1）绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须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，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）①_____________________________；②________________________________________。（3）通电后线圈能转动，如要改变转动方向，可采取的做法是：①______________________________；②________________________________________。达标练习6.用如图20.4-5所示的实验装置可以探究【】9
图20.4-5A.电流的磁效应B.电流的热效应C.电磁铁的磁性强弱D.磁场对电流的作用7.小明将直流电动机模型接入电路，闭合开关后，发现电动机不工作.他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动，其原因可能是【】A.直流电动机的铜半环与电刷接触不良B.电源电压太低C.线圈刚好处于平衡位置D.线圈中的电流太小8.小华安装好直流电动机模型，通电后电动机正常运转，她还想使电动机的转速加快，可采用的方法是【】A.增大电流B.减小电流C.对调电源正负两极D.对调磁体南北两极9.线圈abcd转动过程中经过图20.4-6甲、乙位置时，导线ab所有磁场力的方向【】图20.4-6A.相反，是由于磁场方向相反了B.相反，是由于流过ab的电流方向相反了C.相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都改变了D.相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都没改变10.几位同学课后讨论直流电动机时，有下面几种说法，你认为不正确的是【】A.直流电动机将电能转化为机械能B.直流电动机的电源是直流电，线圈中的电流方向是不变的C.直流电动机中的换向器是由彼此绝缘的两个金属半环制成的D.直流电动机的优点是容易改变转动方向，可以连续调节转动速度11.图20.4-7为研究磁场对通电导线作用的实验装置，当接通电源，有电流由a至b通过导线ab时，它将受到磁场力作用而向左运动，则【】9
图20.4-7A.当磁场方向相反时，ab将向右运动，电能转化为机械能B.当电流方向相反时，ab将向右运动，机械能转化为电能C.当电流和磁场方向同时改变时，ab将向右运动，电能转化为机械能D.当电流和磁场方向同时改变时，ab将向左运动，机械能转化为电能12.如图20.4-8为我们实验室所用电流表的内部结构示意图.当接入电路，有电流通过线圈时，线圈带动指针偏转.测量时首先把强弱变化的电流转换为线圈受力大小的变化，其物理原理是______________________________；再将线圈受力的大小转换为线圈偏转角度的大小，其物理原理是______________________________。图20.4-813.实际电动机的内部线圈总是有电阻的，电流通过时会发热，一部分电能转化为_______能，使电动机的温度升高，这就是说，电动机工作时，并没有将电能全部转化成_______能。14.线圈平面与磁场方向__________的位置是线圈的平衡位置，经实验，通电线圈在磁场中______连续转动，因为线圈越过平衡位置以后，它受到的力要__________它转动。在实际的直流电动机中，在线圈经过平衡位置时通过__________来改变电流方向，使电动机的线圈在后半圈也获得__________，线圈就更平稳，更有力的转动下去。15.某实验小组安装的直流电动机电路如图20.4-9所示。图20.4-9（1）当他们闭合开关后，发现电动机转动的方向与要求的方向相反，他们怎样做才能达到要求？____________________。（2）当他们闭合开关，将滑动变阻器的滑片向右滑时，电动机的转速怎样变化？__________。9
第4节电动机课前预习1.电2.通电线圈；换向器3.电流方向，磁场方向4.转子，定子5.线圈，磁体，两个铜半环，闭合，改变随堂练习1.A2.D3.左，右，左，控制变量4.（1）通电线圈在磁场中受力转动，（2）换向器，（3）磁场或电流，（4）磁场太弱或开始时线圈处在平衡位置5.（1）导电，换向器；（2）①将线圈拨转一定角度；②增大电源电压（或换一块磁性更强的磁体）；（3）①只改变电流方向；②只改变磁场方向.达标练习6.D7.C8.A9.B10.B11.A12.通电导线在磁场中受到力的作用；力可以改变物体的运动状态13.内；机械（动）14.垂直；不能；阻碍；换向器；动力15.将电源正、负极对调；转速变小9
第4节电动机基础运用1.实验表明：通电导线在磁场中要受到________的作用，它的方向跟________的方向和________的方向都有关系.2.直流电动机在工作时，线圈转到________位置的瞬间，线圈中的电流断开，但由于线圈的________，线圈还可以继续转动，转过此位置后，线圈中电流方向靠__________的作用而发生改变.3.直流电动机是利用______________________________制成的.电动机基本由两部分组成：能够转动的________和固定不动的________.电动机是把________能转化成_______能的机器.4.电动机安装完成后，闭合电路电动机不运转，但轻轻的转一下就转动起来了，出现这种现象的原因是________________________________________.5.直流电动机模型的换向器由两个铜制的________组成，并随________一起转动，每当线圈刚转过________，就能自动改变线圈中的________.从而达到使线圈连续转动的目的.6.通电导体在磁场中受力而运动时（）A.消耗了电能，产生了机械能B.消耗了机械能，产生了电能C.消耗了机械能，产生了内能D.消耗了化学能，产生了电能7.跟热机相比，下列各项不属于电动机的优点是（）A.开动与停止均比较方便B.结构简单，制造便宜，占地较小C.效率较低D.对环境没有污染8.某个直流电动机的模型通电后不能转动，其发生的故障不原因可能是（）A.磁铁磁性太弱B.换向器和电刷接触不良C.电流方向接反了D.轴与轴架的摩擦太大9.（多选）要改变直流电动机的转动方向，应采取的方法是（）A.增强磁极的磁性B.加大通电电流C.改变线圈中的电流方向D.将磁铁的磁极对调10.关于直流电动机模型安装实验中，下列现象可能发生的是（）A.将电源两极对调，线圈转动方向不变B.将磁铁两极对调，线圈转动方向不变C.将电源和磁铁两极都同时对调，线圈转动方向不变D.将电源和磁铁两极都同时对调，线圈会反方向转动11.下列哪些措施中，不能增大直流电动机线圈的转速（）A.换用磁性更强的磁极(其他量不变)B.换用电压更高的电源（安全范围内）C.将N、S极对调D.增大线圈的匝数12.直流电动机换向器的作用是（）A.改变线圈的转动方向B.改变线圈中的电流方向C.改变磁感线的方向D.以上作用同时存在13.安装一台直流电动机模型，接入电路后能正常转动.下列哪一种做法不能改变电动机原来转动方向（）9
A.调换直流电动机的磁铁极性B.改变线圈中直流电的方向C.调节滑动变阻器，改变电流的大小D.调换电源的正、负极能力拓展1.探究通电导体在磁场中受到的力与哪些因素有关时，小丽同学做了如下三组实验，如图9-38所示,其中AB是通电导体的一部分，导线上的箭头表示电流方向，F表示导体受力的方向，N、S表示磁体的两极.图9-38⑴通过实验（a）和（b）说明，通电导体在磁场中的受到力方向与________的方向有关.⑵通过实验（a）和（c）说明，通电导体在磁场中的受到力方向与__________的方向有关.2.图甲中的情况为已知，若将图甲中的通电电流方向变为反向(图乙)，试画出图乙中线圈的受力方向.线圈这时还在平衡位置吗?+__+甲乙探究创新1.根据教师在课堂上安装直流电动机模型的实验，回答下列问题.（1）画出用导线把电动机、开关S、滑动变阻器R、电池组组成的实验电路图.（2）如果把电池组两极的接线对调一下，观察到的现象是________________.（3）如果把磁极对调一下，观察到的现象是________________________________.（4）如果移动滑动变阻器的滑片P，使它接入电路的电阻增大，观察到的现象是___________________.（5）实验中若电动机不转动，发生故障的原因可能有哪些?怎样排除?2.阅读材料：电磁炮和电磁船9
利用磁场对电流的作用，可以使通电导体运动，把电能变成机械能.电动机就是根据这一原理制成的.这里我们再介绍电磁炮和电磁船.早在20世纪初，有人提出了用磁场对电流的作用力发射炮弹的想法.一些国家相继进行实验和试制，但收效甚微.主要原因是发射速度太小或者能发射的炮弹太轻（只有几克），因此远远不能与常规大炮相比.美国西屋公司从50年代开始研究电磁炮，经过不断努力，终于在1980年造出一门实验型电磁炮.这门电磁炮炮身长10米、重约3吨.有两根长长的、互相平行的铜制轨道作为发射架，发射架放在磁场中，两轨道之间故有炮弹.当接通电源时，几十万安培的电流从一条轨道经炮弹流向另一条轨道，通电炮弹在磁场中受到巨大的作用力，从而使质量为300克的炮弹以4000米／秒的速度发射出去.目前，日本研制的电磁炮发射速度已达到7000米／秒，不过仍处于试验研究阶段，还不能在战场上使用.电磁他具有初速大、射程远、命中率高等优点.它既可以发射炮弹击毁远距离目标，也可以向宇宙空间发射卫星和飞船.有的科学家认为，在未来的航空航天事业中，电磁力发射将代替传统的喷气发射.电磁船也是利用电磁作用，把电能变成机械能，推动船体运动的.在船壳的底部装有流过海水的管子，管子的外面安装着由超导线圈构成的电磁体和产生电场的一对电极.当电极通电时.从管中流过的海水形成强大的电流，海水电流在磁场中受到很大的作用力，就以极高的速度从船尾喷射出去，推动船前进.据研究人员推测，载重量一万吨的电磁船，其航速可望达到100海里／时.美国和日本都进行过电磁船的试验.1976年，日本神户商船大学的科学家先后制成了两艘电磁船模型.根据对这两艘船试验结果的分析，他们设计出第一艘代号为ST－4000B的载重量为4000吨的超导电磁破冰船.不过由于目前超导技术在实际应用中还有很大困难，所以这一设计要变成现实还需一段时间.可以相信，随着科技的不断发展，具有实用价值的各种电磁船将问世下水，驶向五湖四海.9
电动机答案基础运用1.力、电流、磁感线；2.平衡、惯性、换向器；3.通电线圈在磁场中受力转动的原理、转子、定子、电、机械；4.启动时线圈平面刚好处于平衡位置；5.半环、线圈、平衡位置、电流方向；6.A7.C8.C9.CD10.C11.C12.B13.C能力拓展1.（1）电流（2）磁场2.图乙中ab边受力方向竖直向下，cd边受力方向竖直向上，此时线圈平面恰好处于平衡位置.探究创新1.（1）如图所示SMPR（2）电动机转动方向改变；（3）电动机转动方向改变；（4）电动机转动速度减小；（5）故障原因A.启动时线圈平面刚好处于平衡位置，排除方法：轻轻转动一下线圈；故障原因B.换向器与电刷接触不良，排除方法：重新调整，使其接触良好.9
