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17.2探究电动机转动原理


17.2探究电动机转动原理

生活中处处有电动 机

电动机通电后为什么能够转动呢?

磁场中的通电线圈受 到了力的作用?!

实验探究

1.通电导体在磁场里的作用

实验表明:当接通电源时,线圈运动起 来,说明通电导体在磁场中受到力。

r /> 思考并探究2:
通电导体在磁场里是不是永远向一个方 向运动?若不是,那它与什么因素有关 呢? 1、同学们请猜一猜?(并说出依据)

2、如何来验证你的猜测?

②保持磁场方向不变,改变电流方向: 线圈运动方向发生改变,说明受力方向与电流方向有关。 ③保持电流方向不变,改变磁场方向: 线圈运动方向发生改变,说明受力方向与磁场方向有关。

结论:通电导体在磁场中受到力的作用, 力的方向与电流方向、磁场方向有关。

思考:若同时改变电流方向和磁场方向金属杆运动方向会

BC

已知:A图中通电导体的受力方向, 请判断B、C图中导体的受力方向。

磁场对通电线圈的作用

F

N
F

S

I

通电线圈在磁场中会发生转动

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 上下两 还会继续转动 F 边受到
的力大 小相等、 方向相 反、作 用在同 一直线 上,因 而线圈 受到的 力为平 衡力, 我们把 这个位 置称为 平衡位

N

S

F

置。

线圈靠惯性越过平衡位置的后,磁场力作用的 结果使线圈顺时针旋转
F

N

S

F

通电线圈最后静止在平衡位置
F

N

S

F

那么线圈为什么能不停地转动?

当线圈转到平衡位置时, 为什么会停止转动?
当线圈转过平衡位置时,由于上边受到的力方向向上 和下边受到的力的方向向下,线圈的受力方向与线圈 的运动方向相反,所以线圈受到的力将变成阻碍线圈 运动的力,这时,线圈将逐渐停止转动。

想一想,怎样才能使线圈继续转动下去?
改变导体(线圈)的受力方向 一、改变磁场方向; 二、改变导体中的电流方向

改变电流方向的装置——换向器

换向器由两个彼此绝缘的金属半圆环组成。
换向器作用是每当线圈刚转过平衡位置,换向器就能 自动改变线圈中电流的方向,使线圈继续转动下去。

绝缘的两个半 圆环 电刷

换向器的作用:改变线圈中 的电流方向。

思考:转到什么位置时,电流方向发生 改变2次 改变?转一周电流改变几次

电动机的工作原理
电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的基 本原理制成的。用直流电源供电的电动机叫做 直流电动机。

基本构造
A、B是电刷 作用:与半环接触,使电源 和线圈组成闭合电路。

E、F是换向器(两个半圆铜环): 作用:及时改变线圈中的电流方向,使受力方向总是 相同,线圈一直转动下去。

工作过程

直流电动机的工作原理
? 通电导体在磁场中受到力的作用使线圈 转动,同时用换向器及时改变线圈里的 电流方向,以保持线圈的持续转动。

应用

课堂小结
1、电动机的两个主要部件:定子和转子 模拟电动机:磁体和线圈 2、电动机的转动原理: 通电导体在磁场上受到力的作用,力
的方向跟磁极方向和电流方向有关。 直流电动机的基本工作原理:通电导体 在磁场中受到力的作用使线圈转动,同时用 换向器及时改变线圈里的电流方向,以保持 线圈的持续转动。

针对性练习
? 当线圈转过平衡位置时通过线圈里的电流 为0,但线圈仍可转动,其原因是( ) A.由于线圈的重力作用 B.线圈具有惯性 C.由于换向器的作用 D.受磁场力的作用

B

1.(多选)以下的用电器中,没有利用“通电导线在磁场中
受磁场力的作用”原理工作的是 ( ABC ) A.电炉 C.电热毯 B.白炽灯 D.电风扇

2.直流电动机工作时,能量的转化情况是( D ) A.电能转化为化学能 B.化学能转化为电能 C.机械能转化为电能 D.电能转化为机械能

3.直流电动机若把换向器去掉,当线圈转过平衡位置时, 则(
D

)

A.线圈将按原方向一直转动下去

B.线圈立即反转并一直转下去
C.线圈立即停止转动 D.线圈来回摆动一段时间后停下

练习
? 一台组装齐全的直流电动机模型,接通电 源后,线圈不转,用手拨动一下转子后, 线圈就正常转动起来,则该电动机模型开 始不转动的原因可能是( ) A.线圈正好处于平衡位置 B.电刷与换向器接触不良 C.磁铁的磁性或线圈中电流不够大 D.线圈内断路

A

练习
? 电动机在许多家用电器中应用十分广泛, 请你列举出三种装有电动机的家用电器 的名称 抽油烟机 ;________ 影碟机 。 电风扇 ;___________ _________ ? 小刚学习了直流电动机后,他在家自己 装配了一个玩具直流电动机,研究了直 流电动机的转向与磁场方向、电流方向 的关系后,接着研究影响直流电动机的 转速的因素。研究时记录的现象如下表:

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