第三章第三章 电电 能能第五节第五节 电电 动动 机机学学 习习 目目 标标1、确认磁场对电流有力的作用；、确认磁场对电流有力的作用；2、说出通电导体在磁场中受到力的方向跟哪些、说出通电导体在磁场中受到力的方向跟哪些因素有关；因素有关；3、能说出电动机工作时能量的转化；、能说出电动机工作时能量的转化；4、了解电动机的工作原理，确认直流电动机中、了解电动机的工作原理，确认直流电动机中换向器的作用；换向器的作用；5、通过实验及其分析过程，提高分析、解决问、通过实验及其分析过程，提高分析、解决问题的能力和探索自然规律的主动性。题的能力和探索自然规律的主动性。复习与引入复习与引入1、电热器是根据什么原理制成的？、电热器是根据什么原理制成的？电流的热效应电流的热效应2、电热器中的能量转化关系怎样？、电热器中的能量转化关系怎样？电能转化为热能电能转化为热能3、举例说出电能转化为其他形式能的实例。、举例说出电能转化为其他形式能的实例。电能可以转化为机械能，如电动机。电能可以转化为机械能，如电动机。4 4、奥斯特实验的装置和实验表明什么、奥斯特实验的装置和实验表明什么 ？通电导体周围有磁场，通电导体周围有磁场， 通电导体周围通电导体周围的磁场对放入其中的磁体有力的作用。的磁场对放入其中的磁体有力的作用。一、电动机及其分类一、电动机及其分类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。电动机电动机直流电动机直流电动机用用直流电源供电直流电源供电交流电动机交流电动机用用交流电源供电交流电源供电电流是怎样使电动机工作的呢（电流方向不变）电流方向不变）（电流方向周期性变化）电流方向周期性变化）二、磁场对电流的作用二、磁场对电流的作用演示：演示：（l）将粉笔放置在蹄形磁将粉笔放置在蹄形磁铁两极之间，粉笔会动吗？铁两极之间，粉笔会动吗？磁场对通电导体的作用磁场对通电导体的作用 （2）将小磁针放置在蹄形）将小磁针放置在蹄形磁铁两极之间，磁针会动吗？磁铁两极之间，磁针会动吗？如果会动，那是谁施的力？如果会动，那是谁施的力？ （3）电流周围存在着什么？）电流周围存在着什么？若将通电导体放置在蹄形磁铁若将通电导体放置在蹄形磁铁两极之间。导体会不会运动？两极之间。导体会不会运动？现象：现象：通电导体在蹄形磁铁的磁场中会运动起来。通电导体在蹄形磁铁的磁场中会运动起来。结论：结论：通电导体在磁场里要受到力的作用。通电导体在磁场里要受到力的作用。二、磁场对电流的作用二、磁场对电流的作用演示：演示：磁场对通电导体的作用磁场对通电导体的作用 （4）把电源的正负极反接，）把电源的正负极反接，现象：现象：导体的运动方向改变。导体的运动方向改变。结论：结论：通电导体在磁场里受到的力的方向跟电流通电导体在磁场里受到的力的方向跟电流方向和磁感应线方向有关。方向和磁感应线方向有关。导体中的电流方向改变，导体中的电流方向改变， （5）把蹄形磁铁的）把蹄形磁铁的N、S极上、下调换，极上、下调换，现象：现象：导体的运动方向改变。导体的运动方向改变。磁场方向改变磁场方向改变左手定则：左手定则： 通电导体在磁场中受到通电导体在磁场中受到力的方向，跟电流方向和磁力的方向，跟电流方向和磁感应方向有关，三者之间的感应方向有关，三者之间的关系，可用关系，可用左手定则左手定则来判断。来判断。 伸开伸开左手，使大拇指与左手，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，把左手放掌在同一平面内，把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，使四个手指所指的入手心，使四个手指所指的方向为电流方向，那么方向为电流方向，那么大拇大拇指所指的方向就是通电导体指所指的方向就是通电导体受力的方向。受力的方向。二、磁场对电流的作用二、磁场对电流的作用演示：演示：磁场对通电线圈的作用磁场对通电线圈的作用 在图甲中，通电线圈的在图甲中，通电线圈的abab边和边和cdcd边在磁场里受到力的作用，因两边在磁场里受到力的作用，因两边中电流方向相反，所以两力方向相反且不在同一条直线上，所以线边中电流方向相反，所以两力方向相反且不在同一条直线上，所以线圈就转动起来。当转到圈乙所示位置时，这两个力恰好在同一直线上，圈就转动起来。当转到圈乙所示位置时，这两个力恰好在同一直线上，而且大小相等，方向相反，线圈保持平衡，摆动几下后不再转动。而且大小相等，方向相反，线圈保持平衡，摆动几下后不再转动。 图乙所示图乙所示位置位置指平衡位置指平衡位置。三、直流电动机工作原理三、直流电动机工作原理利用通电线圈在磁场里转动的原理可以制成电动机。利用通电线圈在磁场里转动的原理可以制成电动机。通电线圈在磁场里转动的原理通电线圈在磁场里转动的原理用直流电源供电的电动机叫做直流电动机。用直流电源供电的电动机叫做直流电动机。 电动机是要能按一定方向不停地转动的，那电动机是要能按一定方向不停地转动的，那么怎样才能使通电线圈在到了平衡位置后不停么怎样才能使通电线圈在到了平衡位置后不停下来，继续不停地按原来方向转动下去呢？下来，继续不停地按原来方向转动下去呢？问题：问题： 在直流电动机上安装在直流电动机上安装换向器换向器，使线圈因，使线圈因惯性惯性转过转过平衡位置后，立即平衡位置后，立即改变电流方向改变电流方向，让线圈两边的，让线圈两边的受力受力方向也立即改变方向也立即改变，使线圈继续按原方向转动下去。，使线圈继续按原方向转动下去。换向器的构造与工作原理：换向器的构造与工作原理：直流电动机的构造和工作原理直流电动机的构造和工作原理直流电动机是由直流电动机是由磁极磁极、线圈线圈、换向器换向器、电刷电刷等构成的。等构成的。磁极磁极线圈线圈换向器换向器电刷电刷单击单击观察电动观察电动机的工作过程机的工作过程直流电动机的构造和工作原理直流电动机的构造和工作原理甲位置，电刷甲位置，电刷B和半环和半环E接触，接触，电流从电流从B流入，经流入，经E到线圈中，到线圈中，沿沿abcd方向流到方向流到F，通过电刷通过电刷A流出，在磁场力流出，在磁场力作用下，线圈顺时针转动；作用下，线圈顺时针转动；线圈转到平衡位置时，如线圈转到平衡位置时，如图乙，电刷图乙，电刷A、B和半环间和半环间的绝缘部分接触，线圈中的绝缘部分接触，线圈中没有电流。线圈由于惯性没有电流。线圈由于惯性继续转动。继续转动。线圈转过平衡位置，如图丙，线圈转过平衡位置，如图丙，半环半环E和电刷和电刷A接触，半圆接触，半圆环环F和电刷和电刷B接触，线圈中接触，线圈中的电流方向改变为的电流方向改变为FdcbaE，因此线圈能按因此线圈能按顺时针方向继续转动。顺时针方向继续转动。线圈转到平衡位置时，如图线圈转到平衡位置时，如图丁，电刷丁，电刷A、B和半环间的绝和半环间的绝缘部分接触，线圈中没有电缘部分接触，线圈中没有电流。线圈由于惯性继续转动。流。线圈由于惯性继续转动。直流电动机的构造和工作原理直流电动机的构造和工作原理如此，线圈如此，线圈转过一周，转过一周，电流方向改电流方向改变二次，完变二次，完成一个工作成一个工作循环，周而循环，周而复始，电动复始，电动机不停工作，机不停工作，将电能转化将电能转化为机械能。为机械能。直流电动机模型的装配方法步骤直流电动机模型的装配方法步骤 直流电动机采用直流电源供电，故外电路中电直流电动机采用直流电源供电，故外电路中电流方向不变；为使线圈持续转动，应采用换向器自流方向不变；为使线圈持续转动，应采用换向器自动改变通入线圈的电流方向。动改变通入线圈的电流方向。 1 1、直流电动机线圈和外部电路中的电流方向：、直流电动机线圈和外部电路中的电流方向： 电动机的转向由电流方向和磁场方向共同决定，电动机的转向由电流方向和磁场方向共同决定，改变两个方向的任何一个，都能改变电动机的转向，改变两个方向的任何一个，都能改变电动机的转向，但同时都改变，相当于变向后再变向，又变回原来但同时都改变，相当于变向后再变向，又变回原来的转向，即转向不变。的转向，即转向不变。改变电流的大小会影响转速，不会改变转向。改变电流的大小会影响转速，不会改变转向。2 2、直流电动机线圈转动方向的改变：、直流电动机线圈转动方向的改变： 3 3、直流电动机线圈转动速度的改变：、直流电动机线圈转动速度的改变： 电动机的优点电动机的优点开动、停止方便；开动、停止方便；构造简单；构造简单；制造便宜；制造便宜；占地较小；占地较小；效率比热机高；效率比热机高；对环境没有污染。对环境没有污染。 课堂小结课堂小结1、通电导体在磁场里要受到力的作用，其受、通电导体在磁场里要受到力的作用，其受力的方向与电流方向和磁感线方向有关。力的方向与电流方向和磁感线方向有关。2、通电线圈在磁场里会转动。、通电线圈在磁场里会转动。3、根据通电线圈在磁场里转动的原理制成电、根据通电线圈在磁场里转动的原理制成电动机。动机。4、在直流电动机里安装换向器的作用是自动、在直流电动机里安装换向器的作用是自动改变线圈中的电流方向，使线圈按原方向不停改变线圈中的电流方向，使线圈按原方向不停地转动。地转动。课堂练习课堂练习课本：课本：P50 1P50 1、2 2、3 3 课后作业课后作业作业本：作业本：P25 P25 第五节第五节