1.4 电动机（同步课件）-【上好课】2024-2025学年八年级科学下册同步精品课堂（浙教版）

浙教版八年级科学下册 第一章 电与磁 为什么电风扇、洗衣机通电后会转动起来？原来在这些电器中安装着电动机（motor），它能把电能转化为机械能。电动机在现代生产、生活中有广泛的应用，电力机车、汽车、电梯、电脑光驱、CD 播放机、电动玩具等，都离不开电动机。 一、磁场对通电导体的作用 磁场对放入其中的磁体会产生磁力的作用，那么，磁场对放入其中的通电导体是否会产生磁力的作用呢？ 一、磁场对通电导体的作用 1． 如 图 1-42 装 置中，把导线 AB 放在磁场 中，当合上开关使导线AB 通电时，看到的现象 是 __________________。 2．改变通过导线 AB 中的电流方向，观察导线运动的方向：______________________________。 3．保持导线中的电流方向不变，改变磁场的方向，观察导线运动的方向： ____________________________________________ 。 1.实验探究 如图所示,用两根水平且平行的金属导轨把一根直导线ab支起来,让导线处于蹄形磁铁的两个磁极之间 一、磁场对通电导体的作用 2.现象分析 (1)处在磁场中的导线,没有通电时静止,通电后会发生运动,即通电后受到力的作用。 (2)只改变电流方向,导线运动方向改变,即受力方向改变; (3)只改变磁场方向,导线运动方向改变,即受力方向改变 3.归纳总结 (1)通电导线在磁场中会受到力的作用。 (2)力的方向和电流方向、磁场方向有关,当电流方向或者磁场方向发生改变时,导线的受力方向也会发生改变 一、磁场对通电导体的作用 如果同时改变电流方向和磁场方向，则通电导线的受力方向是否改变？ 如果同时改变电流方向和磁场方向,则通电导线的受力方向不会改变。 一、磁场对通电导体的作用 1．如图 1-43，将矩形线圈放入磁场中图甲所示的位置，给矩形线圈通电， 观察矩形线圈能否转动：__________________。 2．让矩形线圈处于图乙中的位置，给矩形线圈通电，观察矩形线圈的转动情况：_________________________________。 一、磁场对通电导体的作用 将矩形线圈放入磁场中图甲 所示的位置,给矩形线圈通 电,观察矩形线圈能否转动 让矩形线圈处于图乙中的位置,给矩形线圈通电,观察矩形线圈的转动情况 线圈不能转动 线圈沿顺时针方向转动,但转过平衡位置后速度变慢,线圈会返回平衡位置,摆动几下后停止转动 一、磁场对通电导体的作用 原因： 甲：当矩形线圈静止在图甲位置时,给线圈通电,线圈ab边和cd边受到的力的大小相 等、方向相反,即线圈受力平衡,这个位置是线圈的平衡位置。 乙：当矩形线圈静止在图乙位置时,给线圈通电,线圈的ab边受到一个向上的力,cd边受到一个向下的力,这两个力不在同一直线上,所以使线圈沿顺时针方向转动。但转过平衡位置后,线圈的ab边受到向上的力，cd 边受到向下的力,此两个力大小 相等,方向相反,不在同一直线上，阻碍线圈顺时针转动,线圈返回到平衡位置 一、磁场对通电导体的作用 左手定则判断通电导体的受力方向 安培定则也叫右手螺旋定则,用来判断通电螺线管的极性,判断通电导体所受磁力的方向时可使用左手定则。 左手定则:将左手伸平,大拇指和其余四个手指垂直,让四指指向电流的方向,磁感线垂直穿过手心,则大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中的受力方向,如图所示。 一、磁场对通电导体的作用 用如图所示的实验装置探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关S0，原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动。若要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是（　　） A．换用磁性更强的蹄形磁体 B．将蹄形磁体的N、S极对调 C．将滑动变阻器的滑片P向右移动 D．将硬直导线的A、B两端对调 【答案】B 【解析】解： A、换用磁性更强的蹄形磁体，不会改变运动方向，故A错误；B、将蹄形磁体的N、S极对调，只改变一个影响因素（磁场方向），受力运动方向改变，运动方向改变，故B正确；C、将滑动变阻器的滑片P向右移动，电阻增大，电路中的电流减小，导线的运动速度减小，不会改变运动方向，故C错误；D、将A、B两端对调，电流方向不改变，受力运动方向不改变，故D错误。故选：B。 二、直流电动机 电动机是利用通电线圈能在磁场中转动的原理制成的。电动机为什么 能持续转动呢？ 二、直流电动机 图 1-43 中所示的通电线圈在磁场中不能连续地转动。如果我们设法使线圈因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，使线圈仍然受到沿顺时针方向转动的力的作用，这样就可以使线圈继续转动下去。安装一个由两个铜质半环组成的“换向器”就可以解决这个问题。直流电动机的主要结构就来源于这样的设想。如图 1-44 所示为直流电动机工作原理图，转动部分（图中是线圈）叫转子，固定部分（图中是磁体）叫定子。A、B 是电刷，与电源相连，当线圈转动时，两个电刷交替着与半环 E、F 相连，使通过线圈的电流方向发生变化，实现电动机的转子持续转动。 二、直流电动机 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。 直流电动机模型，电池，滑动变阻器，开关，导线等。 二、直流电动机 1．按图 1-45 所示，把直流电动机模型的各个部件安装成整机。安装时要注意：轴与轴之间的摩擦要尽量减小；电刷和换向器的接触松紧要适当。 2．把直流电动机的模型接入电路，其电路图如图 1-46 所示。在闭合开关前，先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，把结果记录在表 1-2 中。 二、直流电动机 3．把电源的两极对调，按步骤 2 重复一次，观察电动机的转动方向是否改变，把结果记录在表 1-2 中。 4．再把两个磁极位置对调一下，重复实验一次，观察电动机的转动方向是否改变，把观察结果记录在表 1-2 中。 5．在步骤 2 的基础上，只把两个磁极对调一下，重复实验，把观察结果记录在表 1-2 中。 二、直流电动机 二、直流电动机 6．利用滑动变阻器改变通过线圈的电流，观察转子转动的快慢，把观 察结果记录在表 1-3 中。 你在装配电动机模型时，有没有发生故障？你是如何排除的？ 装配好的电动机模型不能正常转动的常见原因 原因 处理措施 电路接触不好 电刷和换向器接触不良 把电刷和换向器压紧一些 线路中接线柱接触不良 检查整个线路 摩擦太大 支架与转子的轴之间摩擦太大 可以把支架螺丝放松，调整轴与支架，还可 以加点润滑油 电刷与换向器接触太紧 把电刷和换向器调松一些 磁力太小 电流太小 加大电源电压或减小滑动变阻器阻值 磁铁磁性不够强 换用磁性更强的磁铁 仪器装配位 置不正确 线圈处于平衡位置 将线圈轻轻转动一下 二、直流电动机 如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．电动机通电后不转，一定是电路断路 B．电动机没有换向器也可实现持续转动 C．对调磁体的磁极，可以增大电动机的转速 D．改变磁场方向，可以改变线圈转动的方向 【答案】D 【解析】A、电动机通电后不转，可能是电路断路，故A错误； B、电动机没有换向器不能实现持续转动，故B错误； C、对调磁体的磁极，可以改变电动机的转动方向，不可以增大电动机的转速，故C错误； D、改变磁场方向，可以改变线圈转动的方向，故D正确。 故选：D。 课堂小结 1、某同学按照说明书组装了一个电动机模型，装好后发现电动机不转动。产生该现象的原因不可能是（　　） A．电池正负极接反 B．接线柱接触不良 C．磁体磁性太弱 D．线圈处于平衡位置 【答案】A 【解析】解：A、电池正负极接反，对电动机是否转动没有影响，只影响电动机的转动方向，故A符合题意； BCD、接线柱接触不良、磁体磁性太弱、线圈处于平衡位置，都可能导致电动机不转动，故BCD不符合题意。 故选：A。 课堂小练习 2、如图是一款家用充电式电动螺丝刀，该电动螺丝刀在工作过程中能够通过正转和反转来实现紧螺丝或松螺丝的双重功能。下列有关说法中不正确的是（　　） A．电动螺丝刀工作时利用了电磁感应的原理 B．电动螺丝刀工作时将电能转化为机械能 C．可以通过改变电流方向实现正、反转的调换 D．可以通过增大电流实现加快转速 【答案】A 【解析】A、电动螺丝刀的主要部件是电动机，电动机是根据通电导体在磁场中受力转动的原理制成的，其工作原理不是电磁感应，故A错误；B、电动螺丝刀工作时消耗电能，转化为机械能，故B正确；C、电动螺丝刀的正、反转的调换，是通过改变电流方向来实现的，故C正确；D、磁场强度一定时，可以通过增大电流来加快电动机的转速，故D正确。故选：A。 课堂小练习 3、用螺丝钉、电池、导线和纽扣状磁铁，可以做成一个最简单的电动机。如图所示，螺丝钉的尾端吸着纽扣磁铁一极，尖端吸在电池的正极上，然后将导线的一端接到电池负极，另一端搭在纽扣磁铁边缘，螺丝钉就开始旋转。下列叙述正确的是（　　） A．该电动机工作时将机械能转化为电能 B．若仅将纽扣磁铁上下翻转，螺丝钉旋转方向不变 C．若仅改变电源正负极方向，螺丝钉旋转方向不变 D．若换成电压更大的电池，螺丝钉转动速度会加快 【答案】D 【解析】A、通电导体在磁场中受力转动时，将电能转化为机械能，故A错误； BC、通电导体在磁场中转动的方向与磁场方向和导体中的电流方向有关，改变任何一个条件，导体运动方向改变；改变螺丝钉中的电流方向或磁场方向，螺丝钉会反向转动，故BC错误； D、电动机中通电线圈受力大小与电流大小和磁场强度有关，若换成电压更大的电池，线圈中的电流增大，线圈转动速度加快，故D正确。故选：D。 课堂小练习 4、如图为实验室电流表的内部结构图。多匝金属线圈悬置在磁体的两极间，线圈同时与一根指针和一只弹簧相连。当给线圈通电时，线圈转动带动指针偏转，使弹簧形变，便可显示出电流的大小。如图所示的实验中，与电流表工作原理相同的是（　　） 【答案】D 【解析】由题知，电流表的工作原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大；因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。A、该图为研究电流磁效应的实验，与电流表的工作原理无关，故A错误；B、该图为研究电磁感应现象的实验，与电流表的工作原理无关，故B错误。C、该图为研究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关的实验，与电流表的工作原理无关，故C错误。D、该图为研究通电导体在磁场中受力而运动的实验，是电动机的原理图，与电流表的工作原理相同，故D正确。故选：D。 课堂小练习 5、如图所示，是“线圈不能连续转动”的三幅实验图，下列说法中不正确的是（　　） A．三图中，导线ab与cd所受的磁力方向始终没有发生改变 B．乙图中，线圈能够连续往下转动变成丙图所示，是由于惯性 C．通电一段时间后，线圈abcd最终会停止在乙图所示的位置 D．只要开关始终闭合，线圈abcd一定会在乙图的平衡位置左右摆动，永不停止 【答案】D 【解析】A、导体受力的方向与电流的方向、磁场的方向有关，三图中，线圈在转动，但电流方向、磁场方向均未改变，所以导线受力方向没有发生改变，故A正确； B、乙图中，线圈中的ab与cd所受磁力在一条直线上，且方向相反，无法使线圈再转动，因此线圈能够连续往下转动变成丙图所示，是由于惯性，故B正确； C、通电一段时间后，线圈abcd由于在竖直方向受力平衡，所以最终会停止在乙图所示的位置，故C正确； D、闭合开关，线圈abcd会在乙图的平衡位置左右摆动，但最终会因为受力平衡而停止，故D错误。 故选：D。 课堂小练习 $$