内容正文:
第1章 电与磁
第4节 电动机
这些用电器有什么共同点?
这些用电器通电后都能转动起来,能把电能转化为机械能。
它们都安装着电动机。
电能
机械能
力
磁场
磁 体
力的作用
磁场
通电导体
有力的作用吗?
一、磁场对通电导体的作用
4
1.磁场对通电导线的作用
(2)当闭合开关使导体AB通电时,看到的现象是导体AB_________。
(1)把导体AB放在磁场中,开关断开时,看到的现象是导体AB __________。
(3)移去磁体,闭合开关,看到的现象是导体AB __________ 。
【现象】
静止
运动起来
静止
【结论】
通电导体在磁场中受到了___________ 。
力的作用
【问题】
导体AB为什么会运动?
通电导体受到的力的方向与哪些因素有关呢?
电流方向?
磁场方向?
此时通电导体棒受到__________的力。
(1)闭合开关,导体棒向右运动。
【操作及现象】
【分析】
向右
此时导体棒受到______的力,说明通电导体棒在磁场中受力的方向与__________有关。
向左
电流方向
【操作及现象】
【分析】
(2)只改变电流的方向,导体棒向左运动。
此时导体棒受到______的力,说明通电导体棒在磁场中受力的方向与__________有关。
向左
磁场方向
【操作及现象】
【分析】
(3)只改变磁场的方向,导体棒向左运动。
此时通电导体棒受到______的力,说明同时改变电流和磁场的方向,通电导体棒的受力方向_______ 。
向右
【操作及现象】
【分析】
(4)同时改变电流和磁场的方向,导体棒向右运动。
不变
【结论】
(1)通电导线在磁场中会受到力的作用,力的方向与电流方向及磁场方向有关。
(2)当电流方向或磁场方向发生改变时,导线的受力方向发生改变;当电流方向和磁场方向同时改变时,导线的受力方向不变。
2.磁场对通电线圈的作用
此时线圈ab边和cd边受到的力的大小相等,方向相反,并与线圈在同一个平面内,线圈受力平衡。
(1)将矩形线圈放入磁场处于图示的位置,给矩形线圈通电,观察矩形线圈能否转动:______________。
不发生转动
【分析】
我们把这个位置称为线圈的平衡位置。
(2)让矩形线圈处于图示位置,给矩形线圈通电,观察矩形线圈的转动情况:___________________。
顺时针方向转动
【分析】
线圈ab边和cd边受到的力大小相等,方向相反,且这两个力都与线圈平面垂直,线圈顺时针转动。
(3)线圈转过90°后,不能继续转动下去,而是摆动几下后就停在了平衡位置。
线圈转过平衡位置后,线圈受到阻碍它沿顺时针方向转动的力,不能继续转动下去,而是返回平衡位置。
【分析】
二、直流电动机
1.使线圈连续转动的方法
线圈由于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,使线圈仍然受到使其沿顺时针方向转动的力的作用。
2.换向器
电刷A、B分别与半环E、F接触,使电源和线圈组成闭合电路。
换向器由两个半环E、F和两个电刷A、B组成。两个半环E、F跟线圈两端相连,可随线圈一起转动,两半环中间断开,彼此绝缘。
(1)构造
当线圈刚转过平衡位置时,换向器自动改变线圈中的电流方向,改变线圈两边的受力方向,使线圈连续转动。
线圈转到平衡位置,换向器断开电路,线圈利用惯性继续转动,越过平衡位置。
线圈越过平衡位置,换向器接通电路,线圈中的电流方向变为d→c→b→a。线圈受力的方向随之变化,线圈受力继续转动。
(2)作用
3.电动机的构造
电动机由转子(能够转动的线圈)和定子(固定不动的磁体)两部分组成。
能够转动的部分叫转子,固定不动的部分叫定子。
4.直流电动机的转动过程
线圈中的电流方向为abcd,线圈在磁场力的作用下开始转动。
在平衡位置,换向器断开电路,线圈利用惯性越过平衡位置。
转过平衡位置,换向器接通电路,电流方向变为dcba。线圈受力方向变化,继续转动。
在换向器的作用下,线圈受到的磁场力始终驱动线圈转动。
三、装配直流电动机模型
1.目标和器材
目标(1)进一步了解直流电动机的构造和工作原理。
(2)练习安装直流电动机的模型,提高动手操作能力。
器材:直流电动机模型,电池,滑动变阻器,开关,导线等。
(1)把直流电动机模型的各个部件安装成整机。
2.过程
(2)把直流电动机的模型接入电路。在闭合开关前,弄清电流从哪一个电刷流入电动机线圈。闭合开关,观察电动机线圈的转动方向。
(3)分别对调电源的两极和两个磁极,按步骤(2)重复一次,观察电动机的转动方向是否改变。
(4)同时对调电源的两极和两个磁极,按步骤(2)重复一次,观察电动机的转动方向是否改变,记录结果。
(5)利用滑动变阻器改变通过线圈的电流,观察转子转