1、第三节第三节 科学探究：电动科学探究：电动机为什么会转动机为什么会转动第十七章第十七章 从从指南针到磁浮列车指南针到磁浮列车知识点知识点磁场对通电导体的作用磁场对通电导体的作用知知1 1讲讲11.探究通电导体在磁场中是否受力探究通电导体在磁场中是否受力实验目的实验目的知知1 1讲讲实验实验装置装置把空心铝箔棒把空心铝箔棒ab 放在轨放在轨道上，并置于蹄形磁体道上，并置于蹄形磁体的磁场中，将空心铝箔的磁场中，将空心铝箔棒棒ab 与开关串联接在电与开关串联接在电源上，闭合开关，观察源上，闭合开关，观察通电导体是否运动通电导体是否运动实验实验现象现象闭合开关，发现通电导体运动闭合开关，发现通电导体运
2、动知知1 1讲讲深入理解深入理解磁场对电流磁场对电流有力的有力的作用：作用：磁体周围存在磁场磁体周围存在磁场通电导体周围存在磁场通电导体周围存在磁场磁体间通过磁场相互作用磁体间通过磁场相互作用通电导体周围的磁场对小磁针有通电导体周围的磁场对小磁针有力的作用，根据力的作用是相互力的作用，根据力的作用是相互的，磁场对电流也有力的作用的，磁场对电流也有力的作用知知1 1讲讲2.探究通电导体在磁场中受力方向和电流方向、磁场方向探究通电导体在磁场中受力方向和电流方向、磁场方向的关系的关系实验实验目的目的探究通电导体受力方向探究通电导体受力方向和电流方向的关系和电流方向的关系探究通电导体受力方探究通电导体
3、受力方向和磁场方向的关系向和磁场方向的关系实验实验操作操作控制磁场方向不变，改控制磁场方向不变，改变电流方向，比较受力变电流方向，比较受力方向方向电流方向不变，磁场电流方向不变，磁场方向改变，通电导体方向改变，通电导体受力方向发生改变受力方向发生改变实验实验现象现象实验实验结论结论磁场方向不变，电流磁场方向不变，电流方向改变，通电导体方向改变，通电导体受力方向发生改变受力方向发生改变电流方向不变，磁场方电流方向不变，磁场方向改变，通电导体受力向改变，通电导体受力方向发生改变方向发生改变知知1 1讲讲归纳总结：归纳总结：(1)通电通电导体在磁场中受到力的作用。导体在磁场中受到力的作用。(2)通电
4、通电导体在磁场中受到的力的方向与电流的方向和导体在磁场中受到的力的方向与电流的方向和磁场磁场的的方向有关方向有关。(3)当当电流的方向或磁场的方向与原来相反电流的方向或磁场的方向与原来相反时，通电时，通电导体受导体受力的方向也相反。力的方向也相反。(4)当当电流的方向和磁场的方向同时改变电流的方向和磁场的方向同时改变时，通电时，通电导体受力导体受力的方向不变。的方向不变。知知1 1讲讲实验点拨实验点拨为什么用空心为什么用空心铝箔铝箔棒作为通电导棒作为通电导体？体？知知1 1讲讲方法点拨方法点拨探究通电导体在磁场中受力方向和电流方向、磁场探究通电导体在磁场中受力方向和电流方向、磁场方向的关系使用
5、了方向的关系使用了控制变量法控制变量法。1.控制磁场方向控制磁场方向不变，改变不变，改变电流电流方向，比较方向，比较受力方向受力方向。2.控制电流方向控制电流方向不变，改变不变，改变磁场磁场方向，比较方向，比较受力方向。受力方向。知知1 1讲讲方法方法点拨点拨知知1 1讲讲思路点拨思路点拨影响通电导体在磁场中受力方向的因素：影响通电导体在磁场中受力方向的因素：磁场方向磁场方向电流方向电流方向受力方向受力方向不变不变相反相反相反相反相反相反不变不变相反相反相反相反相反相反不变不变知知1 1练练中考中考牡丹江牡丹江如图如图1甲是小雪自制的小甲是小雪自制的小风扇，使用风扇，使用时时发现小风扇发现小风
6、扇转动，但转动，但风却向后吹。小雪设计了如图乙风却向后吹。小雪设计了如图乙所示的所示的实验，探究实验，探究其原因。其原因。例 1知知1 1练练(1)闭合开关，给闭合开关，给铜棒铜棒ab通电，发现通电，发现铜棒铜棒ab向右向右运动，这运动，这表表明铜棒明铜棒ab在磁场中在磁场中受到受到_的的作用作用。解析解析：铜棒铜棒ab本来静止，当通电后发生了运动状态本来静止，当通电后发生了运动状态的变的变向右运动，说明此时受到了力的作用。向右运动，说明此时受到了力的作用。力力知知1 1练练(2)保持保持磁场方向磁场方向不变，将不变，将电源正负极对调后接入电源正负极对调后接入电路，闭电路，闭合开关，发现合开关
7、，发现铜棒铜棒ab向左向左运动，这表明运动，这表明_。解析解析：保持磁场方向不变，将电源正负极对调后保持磁场方向不变，将电源正负极对调后接入电路接入电路，闭合开关，此时电流的方向发生了改变，这时发现铜棒闭合开关，此时电流的方向发生了改变，这时发现铜棒ab由由原来的向右运动变成向左运动，说明电流会影响通电导体在原来的向右运动变成向左运动，说明电流会影响通电导体在磁场中的受力方向。磁场中的受力方向。通电导体在通电导体在磁磁场场中受力的方向与中受力的方向与电流电流方向有关方向有关知知1 1练练(3)保持保持电流方向电流方向不变，将不变，将磁体的两极磁体的两极对调，闭合开关，发对调，闭合开关，发现现铜
8、棒铜棒ab向右向右运动，这表明运动，这表明_。解析解析：保持电流方向不变，将磁体的两极对调，闭合开关，保持电流方向不变，将磁体的两极对调，闭合开关，发现铜棒发现铜棒ab由原来的向左运动变成了向右运动，说明电流由原来的向左运动变成了向右运动，说明电流方向不变时，磁场的方向也会影响通电导体在磁场中的受方向不变时，磁场的方向也会影响通电导体在磁场中的受力方向。力方向。通电导体在磁场中受力通电导体在磁场中受力的的方向方向与磁场与磁场方向有关方向有关知知1 1练练(4)根据实验，要改变小风扇转动方向，小雪应该根据实验，要改变小风扇转动方向，小雪应该_。解析解析：要改变小风扇的转动方向可以通过改变电流方向
9、来要改变小风扇的转动方向可以通过改变电流方向来调节调节，具体的方法是对调电源正负极或将小风扇拆开后将，具体的方法是对调电源正负极或将小风扇拆开后将里面电动机里面电动机的磁极对调。的磁极对调。改变电流方向改变电流方向知知1 1练练(5)请请写出一个和小风扇工作原理相同的用电器写出一个和小风扇工作原理相同的用电器：_。电吹风电吹风(答案答案不唯一不唯一)知识点知识点电动机为什么能连续转动电动机为什么能连续转动知知2 2讲讲21.探究通电线圈在磁场中怎样运动探究通电线圈在磁场中怎样运动实验实验操作操作把一个通电线圈放在磁场中，观察它的把一个通电线圈放在磁场中，观察它的运动情况运动情况现象现象及及分析
10、分析知知2 2讲讲现象现象及及分析分析通电线圈通电线圈在磁场中在磁场中两边受力，两边受力，但方向相但方向相反，反，发发生顺时针生顺时针转动转动当线圈的平面当线圈的平面与磁场方向垂与磁场方向垂直时，通电线直时，通电线圈受平衡力作圈受平衡力作用，用，达到平衡达到平衡位置。这时由位置。这时由于惯性，于惯性，线圈线圈还会继续转动还会继续转动线圈靠惯线圈靠惯性越过平性越过平衡位置后，衡位置后，磁场力作磁场力作用的结果用的结果使线圈逆使线圈逆时针旋转时针旋转通电线通电线圈摆动圈摆动几次后，几次后，最终静最终静止在平止在平衡位置衡位置实验实验结论结论通电线圈在磁场中绕着平衡位置来回摆动，最通电线圈在磁场中绕
11、着平衡位置来回摆动，最后静止在平衡位置后静止在平衡位置知知2 2讲讲友情提醒友情提醒平衡位置：平衡位置：线圈的线圈的平面与磁场方向平面与磁场方向垂直的垂直的位置位置。知知2 2讲讲2.如何让线圈持续转动下去如何让线圈持续转动下去示示意意图图实实验验操操作作将线圈一端导线上的漆将线圈一端导线上的漆皮全部刮掉，另一端导皮全部刮掉，另一端导线上的漆皮只刮掉上半线上的漆皮只刮掉上半周或下半周周或下半周加入换向器，让线圈加入换向器，让线圈一过平衡位置，立刻一过平衡位置，立刻改变其中的电流方向，改变其中的电流方向，使线圈连续转动使线圈连续转动知知2 2讲讲实实验验原原理理线圈每转一周，只有半周线圈每转一周
12、，只有半周获得动力，在另半周线圈获得动力，在另半周线圈没有电流通过，线圈不受没有电流通过，线圈不受力，但由于惯性继续转动，力，但由于惯性继续转动，当转过这半周后，又回到当转过这半周后，又回到原来的状态，线圈又受到原来的状态，线圈又受到向同方向转动的力，线圈向同方向转动的力，线圈就可以持续转动下去就可以持续转动下去线圈在磁场中受力线圈在磁场中受力转动，当线圈越过转动，当线圈越过平衡位置后，利用平衡位置后，利用换向器改变了电流换向器改变了电流方向，改变线圈受方向，改变线圈受力方向，使线圈连力方向，使线圈连续转动续转动知知2 2讲讲3.换向器换向器结构：由两个彼结构：由两个彼此绝缘的金属半此绝缘的金
13、属半环组成环组成作用：一过平衡作用：一过平衡位置，自动改变位置，自动改变线圈中的电流方线圈中的电流方向，使线圈连续向，使线圈连续转动转动知知2 2讲讲思路点拨思路点拨加入换向器后加入换向器后的线圈的线圈：知知2 2讲讲4.电动机连续转动的过程电动机连续转动的过程通电线圈在磁通电线圈在磁场中，场中，ab、cd两边电流方向两边电流方向相反，受力方相反，受力方向相反，顺时向相反，顺时针转动针转动线圈转到平衡位置，线圈转到平衡位置，电刷接触到换向器电刷接触到换向器中间绝缘部分，不中间绝缘部分，不受力，利用惯性转受力，利用惯性转过平衡位置过平衡位置线圈越过平衡位线圈越过平衡位置后，利用换向置后，利用换向
14、器改变了电流方器改变了电流方向，受力方向改向，受力方向改变，仍然顺时针变，仍然顺时针转动转动线圈利用惯线圈利用惯性转过平衡性转过平衡位置后，又位置后，又改变了电流改变了电流的方向和受的方向和受力方向，继力方向，继续转动续转动知知2 2讲讲技巧点拨技巧点拨巧妙判断线圈转动方向：巧妙判断线圈转动方向：如图如图3，如果把通电线圈看成一，如果把通电线圈看成一个单匝螺线管，根据右手螺旋定则个单匝螺线管，根据右手螺旋定则可以判断其上方为可以判断其上方为S极，根据同名磁极，根据同名磁极相斥，异名磁极相吸，可知此时极相斥，异名磁极相吸，可知此时磁体使线圈顺时针转动。磁体使线圈顺时针转动。知知2 2讲讲拓展延伸
15、拓展延伸如图如图4所示，此时的所示，此时的bc边和边和ad边中有电流通过，但电流方向和边中有电流通过，但电流方向和磁感线方向一致，此时磁感线方向一致，此时bc边和边和ad边不受磁场力的作用。边不受磁场力的作用。知知2 2讲讲5.直流电动机直流电动机(1)直流电动机直流电动机：使用直流电的电动机。：使用直流电的电动机。(2)组成组成：转子和定子：转子和定子。(3)能量能量转化：电能转化为机械能。转化：电能转化为机械能。转子：能够转动的线圈；转子：能够转动的线圈；定子：固定不动的磁体定子：固定不动的磁体知知2 2讲讲技巧点拨技巧点拨根据电动机原理记忆电动机结构：根据电动机原理记忆电动机结构：知知2
16、 2讲讲思路点拨思路点拨电动机不转的原因：电动机不转的原因：知知2 2练练如图如图5所示的甲、乙两图中的矩形线圈，现在给它们所示的甲、乙两图中的矩形线圈，现在给它们通电通电，例2知知2 2练练则下列说法正确的则下列说法正确的是是()A.甲中线圈转动，乙中线圈不转动甲中线圈转动，乙中线圈不转动B.乙中线圈转动，甲中线圈不转动乙中线圈转动，甲中线圈不转动C.甲、乙中的线圈都会转动甲、乙中的线圈都会转动D.甲、乙中的线圈都不会转动甲、乙中的线圈都不会转动知知2 2练练解析：解析：根据图示可知，乙中线圈处于平衡位置，因此根据图示可知，乙中线圈处于平衡位置，因此现在现在给给它们通电，甲中线圈转动，由于乙
17、图中线圈受平衡力作它们通电，甲中线圈转动，由于乙图中线圈受平衡力作用用，乙，乙中线圈不会转动。中线圈不会转动。答案：答案：A知识点知识点扬声器扬声器知知3 3讲讲31.结构：主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。结构：主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。实物图实物图示意图示意图知知3 3讲讲2.作用：把电信号转换成声信号。作用：把电信号转换成声信号。3.原理：扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的原理：扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流电流，由于，由于线圈中的电流方向不断变化，线圈就不断地线圈中的电流方向不断变化，线圈就不断地来回振动来回振动，带动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。声音。知知3 3讲讲深入理解深入理解扬声器原理：扬声器原理：磁场磁场对电流的作用。对电流的作用。理解角度理解角度1知知3 3讲讲理解角度理解角度2科学探究：电动科学探究：电动机为什么会转动机为什么会转动电动机电动机磁场对通电磁场对通电导线的作用导线的作用结构结构换向器换向器能量转化能量转化其他应用其他应用应用应用
