2019-2020学年八年级科学下册 第四章《第4节 电动机》学案 浙教版

2019-2020学年八年级科学下册第四章《第4节电动机》学案浙

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联想情景导入

你玩过电动玩具车吗?所有的电动玩具车里都有一个重要的零件电动机。当打开电动玩具车的开关时，你就会听到马达(即电动机)转动的声音，电动机通过齿轮带动玩具车的车轮，玩具车虞运动起来。

在生产和生活中，我们还运用了电风扇、洗衣机、电吹风等电器设备，这些电器都是利用电动机的工作原理来进行工作的，想具体了解它们工作时的情况吗?请认真学习我们今天的课程吧!

重点知识详解

一、磁场对通电导线和线圈的作用

1．磁场对通电导线的作用。

实验操作：在如图所示的装置中,当合上开关使导线通电时，发生了什么现象?

分别改变电流方向或磁体的磁极方向。又发生了什么现象?

实验现象：合上开关使导线通电时，导线由静止变为运动。改变电流或磁极方向，导线运动方向发生改变。

实验结论：通电导体在磁场里会受到力的作用。

2．通电导体在磁场里受力方向的影响因素：通电导体在磁场里受力方向与电流方向和磁场方向有关。

3．磁场对通电导线圈的作用。

实验操作：在如图所示的装置中。通电矩形线圈处于图甲位置和图乙位置时，观察线圈的转动情况。

当通电矩形线圈处于图甲位置时线圈会发生转动，但摆动几下后就停在了图乙位置。不再转动的原因是在图甲位置时,线圈受到与线圈平面垂直的力，线圈发生转动，而在图乙位置时，线圈受到的力与线圈在同一个平面上。线圈依靠惯性转过图乙位置时,线圈两边受力方向与图甲位置相同，但作用效果却使线圈反方向转动。

二、直流电动机

1．直流电动机的工作原理：直流电动机靠直流电源供电,是利用通电线圈在磁场里受到力的作用而转动的现象制成的,是把电能转化为机械能的装置。

2．直流电动机的结构：直流电动机主要是由磁铁和线圈组成，此外还有换向器、电刷等。

1一端盖 2一风扇3一机座 4一电枢 5一主磁极 6一刷架7一换向器

8一接线板9一出线盒l0一换向器

3．换向器的作用：每当线圈转过平衡位置时，它能自动改变线圈中的电流方向。

如图，导体ab受到向上的

力，而cd受到向下的力，所

以通电线圈开始转动。

“换向器”是怎样实现“换向”的?

用直流电源给处在磁场中的线圈通电时，要使线圈能绕轴连续转动的关键，在于使线圈一到平衡位置就能自动改变线圈中的电流方向，“换向器”就是能完成

这一任务的装置。

①换向器”由两个半铜环组成。

②个半铜环的开口处(即绝缘处)安装。

③线圈由于惯性稍稍转过平衡位置时，能交换电刷与换向器的半铜环的接触，从

而改变了线圈中的电流方向和受力方向，使线圈仍能按原来的绕向转动。

三、安装直流电动机模型

子) 电刷磁极(定子)。

2．安装直流电动机模型的要点：

(1)应按一定次序安装；

(2)电刷与换向器之间的松紧．线圈转子与定子之间的间隙要适中；

(3)安装完毕后用手拨一下转子。观察其运转是否良好。否则应加以调试。

3．改变直流电动机转动方向的方法；改变通过线圈的电流的方向(对调电源两极)或者改变磁感线方向(对调磁铁的两极)。

4．改变转速的方法：改变线圈中电流的大小。

5．实验步骤：

(1)仔细观察换向器．弄清换向器的作用；

(2)安装直流电动机模型；

(3)画出有关电路图(如图所示)，并按图连接电路；

(4)经检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器至合适位置，观察电动机转动情况；

(5)按下表进行实验，把结论填入表中。

[例1]如图所示是检验磁场对通电导体作用力的实验装置。当导线ab中有某方向电流通过时，它受到磁场的作用力向上。

(1)如果仅将两磁极对调位置。导线ab受力向_________；

(2)如果磁极位置不变，仅改变ab中的电流方向，导线ab受力向_________；

(3)如果同时对调磁极位置和改变电流方向，导线ab受力向_________。

[解析]磁场对电流的作用力方向跟磁场方向、电流方向有关，如果只改变磁场方向或电流

方向，则导体受力方向发生改变，若两者同时改变，则导体受力方向不变。

[答案] (1)下 (2)下 (3)上

[例2]如图所示，悬挂在细金属丝上的金属棒AB处在磁场中。

(1)当C、D两个线头没有接到电池组的正、负极时。AB棒保持静止不动，而一旦使

C、D两个线头接触到电池组的正、负极时，AB棒立即摆动起来，这一现象说明

了_____________；

(2)留心的同学还会注意到，当两个线头分别接触C、D两极时，金属棒相对蹄形磁

铁向里摆动，而如果将两个线头对调一下再接触C、D两极，则看到金属棒相对

蹄形磁铁向外摆动，这一现象说明了___________；

(3)如果两个线头像图示那样接触C、D，而把蹄形磁铁上下翻转一下(S极在上)。则

金属棒也相对蹄形磁铁向外摆动。这一现象说明了_______________。

[解析]通电导体在磁场里会受到力的作用。受到作用力的方向与电流方向和磁感线方向有关。

[答案] (1)通电导体在磁场中受到力的作用 (2)通电导体在磁场中受到力的作用方向与电流方向有关 (3)通电导体在磁场中受到力的作用方向与磁感线方向有关

[例3] 在“安装直流电动机模型”的实验中。

(1)根据图甲的电路将图乙中的各元件连成电路。

(2)改变直流电动机的转动方向有两种方法：一是改变_________；二是改变

_________。

(3)要想使电动机的转速加快，可以_______________________________________。