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初中物理苏科版九年级全册第十六章 电磁转换安装直流电动机模型完整版教学ppt课件
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这是一份初中物理苏科版九年级全册第十六章 电磁转换安装直流电动机模型完整版教学ppt课件，共44页。PPT课件主要包含了探索电与磁的联系，电磁转换，直流电动机的工作原理，安装直流电动机模型，实验器材，线圈的制作，器材的组装，想一想，典型例题，课堂总结①等内容，欢迎下载使用。
琳琅满目的电动玩具散发着诱人的魅力。逗人的小鸭扑棱着翅膀；调皮的小狗摇动着尾巴;可爱的熊猫晃动着脑袋;还有那奔驰的小汽车……你知道这些电动玩具为什么会动吗?从玩具世界到生活空间，处处都离不开电；那么，电是从哪里来的呢?
四、安装直流电动机模型
这是制作的一个小电动机模型， 通电后电动机为什么会转动起来呢？你能否自己制作并了解转动的原理呢？
观看小视频——《小电动机模型》
直流电动机模型的主要部件有:①蹄形磁体，②弧形铁片，③线圈，④转轴，⑤支架，⑥换向器，⑦电刷，⑧底座。此外还有电源、滑动变阻器、开关、导线等。
一、安装直流电动机模型
1. 把线圈固定在转轴上。2.先将支架固定在底座上，然后将转轴安装在支架上，注意使线圈和转轴能较好地转动.3.用螺钉把电刷（铜片）固定在底座上，同时使电刷与转轴上的换向器接触（注意：电刷与换向器间的压力要适当，以保证转轴能正常转动）。4.从固定电刷的两个螺钉上引出两根导线。5.分别把两个弧形铁片的一端用螺钉固定在底座上，另一端用磁体夹住。
3. 将蹄形磁体的两个磁极对调，改变线圈所在处的磁场方向，线圈的转动方向是否改变?4. 移动滑动变阻器的滑片，改变通过线圈的电流大小，线圈转动的速度是否改变?怎样改变?
1. 把电动机、滑动变阻器、电源、开关串联起来，接通电路，观察线圈的转动情况.2. 改变通过线圈的电流方向，线圈的转动方向是否改变?
1. 当通过直流电动机线圈的电流方向发生改变时，电动机转动的方向发生改变；2. 将蹄形磁体的两个磁极对调，改变线圈所在处的磁场方向，电动机转动的方向发生改变；3. 当通过直流电动机电流的大小发生变化时，电动机的转速发生改变。电流越大，转速越快。
4. 实验过程中，遇到故障比较多的是通电后电动机不转动，故障原因与排除方法参考如下：
电刷与换向器之间太松，接触不良
电路中电流太小、磁体的磁性太弱
电刷与换向器之间太紧、线圈转子与定子之间的间隙太小，摩擦力太大
二、自己动手制作小电动机
将粗漆包线制成一个线圈，把一端的绝缘漆全部刮掉，另一端只刮半周。
如图所示，将线圈的两端放在羊眼钉上，在线圈的下方置于圆形强磁铁，然后接在电源上，这样就制成了一个小小的电动机。
通电后，看看线圈能否转动？
视频演示——《动手制作小电动机》
实验中，将线圈一端的漆皮全部刮掉，另一端的漆皮只刮掉半周，线圈就能持续地转动起来。把一端线圈的绝缘漆只刮掉半周的目的是什么？
将线圈一端的漆皮全部刮掉，另一端的漆皮只刮掉半周，是保证给线圈适时供电或停电。这种设计，线圈每转一周，只有半周获得动力，在另半周线圈没有电流通过，线圈不受力，但由于惯性继续转动，当转过这半周后，又回到原来的状态，线圈又受到向同方向转动的力，线圈就可以持续转动下去。
4. 自制电动机工作原理
【例题1】图甲是直流电动机模型(主要部件见文字说明)，图乙是自制简易电动机模型．现在主要讨论图乙简易电动机的制作与操作问题：
（1）绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端(搁置于铜质弯钩的部位)进行刮漆处理，刮漆方法见放大图．按这种方法刮漆，目的是使线圈能够________，因此这一部位就相当于图甲中的_______(填某一部件的名称)。（2）如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试?(说出两点即可) ①_________________；②____________。（3）通电后线圈能转动，如要改变转动方向，可采取的做法是：①____________ ；②____________。
（1）绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端(搁置于铜质弯钩的部位)进行刮漆处理，刮漆方法见放大图．按这种方法刮漆，目的是使线圈能够______，因此这一部位就相当于图甲中的 _______(填某一部件的名称)。
(1)漆是绝缘体，刮去以后，线圈中就会有电流，只有当线圈中有电流时，线圈才会受力发生转动，所以刮漆的目的是使线圈能够导电。 采用刮漆和使用换向器的目的是相同的，都是为了使线圈能够持续的转动下去，所以这一部位相当于图甲中的换向器。
（2）如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试?(说出两点即可) ①________________________；②____________________。（3）通电后线圈能转动，如要改变转动方向，可采取的做法是： ①______________________ ；②____________________。
（2）电动机不转动的原因可能是：通电前线圈处于平衡位置或受力太小，所以可以试着用手拨动一下线圈；而造成线圈受力太小的原因可能是线圈中电流太小或磁体磁性较弱，所以应增大电源电压或换一块磁性更强的磁体。（3）通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向都有关系，所以要想改变线圈的转动方向，可以采取保持磁场方向不变，改变电流方向；或者是保持电流方向不变，只改变磁场方向。
增大电源电压（或换一块磁性更强的磁体）
【例题2】如图甲是小明同学安装好的直流电动机模型：（1）在安装该模型时要按照__________（选填“由外向内”或“由内向外”）的顺序安装；（2）为了使组装的电动机模型能够正常运转，小明在安装时还应注意以下几点，其中正确的是______（选填符号）；A．要尽量减小轴与轴架间的摩擦 B．每一只固定螺钉均不能拧紧C．不要使各元件因安装不当而产生形变D．电刷与换向器的接触松紧要适当
（1）安装模型时要按照由下而上，由内而外顺序安装，这样能让电动机各部件之间松紧适度，正常工作。（2）为使组装的电动机模型能正常运转，安装时要注意：要尽量减小轴与轴架之间的摩擦；电刷与换向器的接触松紧要适当；不要使各元件因安装不当而产生形变；故ACD正确，B错误。
（3）小明把安装好的电动机、变阻器、电源和开关串联起来进行实验，如图乙所示；①用笔画线代替导线完成图乙中实验器材的连接____；（要求滑片向右移，电动机转速变慢）②若开关闭合，线圈不转，用手轻轻一拨，线圈就转动起来，则原来线圈不转的原因可能是__________。
（3）①滑片向右移，电动机转速变慢，说明滑片向右移时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，滑动变阻器用左半部分电阻丝接入电路，电路图如图。②如果线圈平面与磁场方向垂直，线圈处于平衡位置，闭合开关，线圈不受磁场力，线圈不动；当用手轻轻一拔，线圈转到非平衡位置时，线圈就转动起来，则原来线圈不转的原因是线圈处于平衡位置。
①蹄形磁体，②弧形铁片，③线圈，④转轴，⑤支架，⑥换向器，⑦电刷，⑧底座。还有电源、滑动变阻器、开关、导线等。
②改变线圈所在处的磁场方向，电动机转动 的方向发生改变；
①通过直流电动机线圈的电流方向发生改变， 电动机转动的方向发生改变；
③通过电动机的电流的发生变化时，电动机的 转速发生改变。电流越大，转速越快。
①电刷与换向器之间太松，接触不良；②电刷与换向器之间太紧、线圈转子与定子之间的间隙太小，摩擦力太大；③线圈处于平衡位置；④电路中电流太小、磁体的磁性太弱.
视频讲解——《直流电动机的工作原理（完整版）》
WHAT•WHY•WOW
1. 试说明直流电动机的工作原理。
四、课外实践与练习——WWW
直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。由于电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关，在制作直流电动机时安装了换向器，当线圈转过平衡位置时及时改变线圈中电流的方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈能够保证持续转动。
在确定电路连接完好的前提下，如果电动机模型不转动，先轻轻地推一下转子，如果还是不转，可以先检查电刷与换向器是否接触良好，看一看电刷(铜片)是不是只与换向器铜质半圆环中的一个接触，并且是否接触良好。如果接触不良，可以把电刷(铜片)再弯曲一下，以增加它的弹性。如果是电刷同时接触换向器的同一个铜质半圆环，这时只要把电刷的位置调整好就行了。若要判断磁体的磁性是否太弱，可以在原磁体上再加一个磁体，若加上另一个磁体后，电动机转动起来了，则说明原磁体磁性太弱了，这时可以更换一个磁性较强的磁体.
2. 某直流电动机模型不能正常运转，小明认为可能是磁体的磁性太弱或者是换向器与电刷接触不良造成的。试说明他应该如何排除这些故障.
1. 小明同学用如图所示的装置研究通电线圈在磁场中将如何运动的实验，闭合开关，下列关于此实验说法正确的是（ ）
A．根据此装置的原理制成了发电机B．当线圈由图示位置顺时针转动90°时，线圈受平衡力作用C．当线圈由图示位置顺时针转动90°时，线圈中无电流，ab边和cd边将不受力的作用D．当线圈由图示位置顺时针转动90°时，线圈由于惯性会越过平衡位置持续转动
A．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，根据此装置的原理制成了电动机，故A错误；B．当线圈由图示位置顺时针转动90°时，线圈受到大小相等、方向相反、作用在同一线圈上，在同一条直线的两个平衡力，故B正确；C．当线圈由图示位置顺时针转动90°时，线圈中有电流，ab边受到力的方向向上，cd边受到力的方向向下，故C错误；D．当线圈由图示位置顺时针转动90°时，线圈由于惯性会越过平衡位置，此刻ab、cd段导线受到的磁场力使线圈反方向转动，回到平衡位置，故D错误。
2. 如图所示为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，蹄形磁体放在线圈周围。
①按他们这种方法刮漆，线圈在平衡位置附近时会___________（选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”），目的是使线圈能够__________________；②可以通过改变______方向，改变线圈的转动方向（填一种方法）.③如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是______。
①按他们这种方法刮漆，线圈在平衡位置附近时会________________（选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”），目的是使线圈能够__________________；
（1）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮上半周的作用是当线圈刚转过平衡位置时，切断电流，依靠线圈的惯性转动下半周，从而保证了线圈持续的转动下去。
②可以通过改变________________方向，改变线圈的转动方向（填一种方法）.③如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是_________________。
电流太弱、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置附近.
（2）要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向。（3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，可排除无电流的情况，可能是电流太弱、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置附近等，可进行有针对性的尝试，包括换新电池使电流增大，换较强的磁场，或用手助推半周线圈使其转过不通电的位置。
3. 研究电动机的工作过程。
（1）电动机的工作原理是磁场对 _____有力的作用。甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 _______________；
（1）由于通电导体在磁场中受到力的作用，所以有电流通过的线圈在磁场中能够转动。由于ab、cd通过的电流方向相反，而它们所受的磁场方向相同，所以所受的磁场的作用力相反。
（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 _______，该装置能在线圈 _______（选填“刚转到”、“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向；
（2）图乙中，线圈通过平衡位置后， 两边框通过的电流方向、磁场方向不变，则两者所受的力的方向与原来的相反，那么力的作用与线圈的转动方向相反，线圈不能连续转动。所以加装了换向器，让线圈刚转过平衡位置便改变电流的方向，保证线圈所受的力让其连续转动。
（3）丙图中用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，闭合开关，可观察到线圈在磁场中_____（选填“能”或“不能”）沿某一方向持续转动，图中线圈 _____（选填“处于”或“不处于”）平衡位置。
（3）图丙中，线圈中所受的电流方向不变、磁场方向保持不变，线圈转过平衡位置后，线圈所受的力与转动方向相反，不能沿某方向持续转动。线圈在图丙位置时，受到磁场的作用力一个向上，一个向下，且大小相等，是一对平衡力，所以线圈处于平衡位置。
4. 为了探究电动机为什么会转动，小明制作了一台简易电动机，如图。他用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕一个矩形线网，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮。将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
①通电线圈在磁场中受到_______的作用会转动；②要想改变线圈的转动方向，可采用的措施是： _____ 、_____(写出两点)；③开关闭合后，如果电动机不转，可能的原因是：_______；(写出一点)④要使实验装置能调节电动机转速，还需要增加一个主要器材是：______。⑤电动机工作时把_______转化为机械能。
①通电线圈在磁场中受到_______的作用会转动；②要想改变线圈的转动方向，可采用的措施是： ________________ 、_____________(写出两点)；
①力可以改变物体的运动状态，通电线圈在磁场中受到力的的作用会转动；②通电线圈在磁场中受力的方向与电流的方向和磁场方向有关，想要改变运动方向，则改变线圈在磁场中的受力方向，也就是应分别改变电流方向和磁场方向；
改变电流方向 磁场方向
③开关闭合后，如果电动机不转，可能的原因是（写出一点）：____________________；④要使实验装置能调节电动机转速，还需要增加一个主要器材是：___________________。⑤电动机工作时把_______转化为机械能。
③线圈不转说明线圈可能不受磁场力，因线圈另一端只刮去半周漆皮，所以可能是线圈中没有电流；或是接线柱接触不良；因线圈和转轴之间有阻力存在，故还有可能就是线圈受力，但磁场力较小，无法带动线圈，导致这种现象的原因有：磁铁的磁性不强、线圈的匝数太少，电池电压不够导致电流较小等.④要想控制线圈的转速，可以控制电流的大小，故可以接入滑动变阻器.⑤电动机工作时消耗电能，把电能转化为机械能。
5. 下图为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析不正确的是（ ）
A．导线ab中的电流在这两个时刻方向不同，受到的磁场力方向也不同B．甲乙两图中的线圈再转动90度角，都能到达平衡位置C．由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向D．如果电动机持续转动，则电动机内外流的都是直流电
A．由图知，导线ab在这两个时刻电流方向不同，由于磁场方向不变，所以两次导线ab的受力方向不同；A正确.
B．平衡位置是指线圈平面与磁感线垂直的位置，图中磁感线水平，故甲乙两图中的线圈再转动90度，都能到达平衡位置；B正确.C．电源左侧为正极，从上往下看，线圈中电流都是顺时针方向，C正确.D．电动机持续转动，是因为换向器每当转过平衡位置就会改变线圈中电流的方向，即电动机线圈外是直流电，线圈内是交流电，故D错误。
6. 如图所示是小明自制的简易电动机示意图矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内永磁铁置于线圈下方，为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，他应将（ ）
A．左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B．左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D．仅将一个转轴上的绝缘漆全部刮掉
琳琅满目的电动玩具散发着诱人的魅力。逗人的小鸭扑棱着翅膀；调皮的小狗摇动着尾巴;可爱的熊猫晃动着脑袋;还有那奔驰的小汽车……你知道这些电动玩具为什么会动吗?从玩具世界到生活空间，处处都离不开电；那么，电是从哪里来的呢?
四、安装直流电动机模型
这是制作的一个小电动机模型， 通电后电动机为什么会转动起来呢？你能否自己制作并了解转动的原理呢？
观看小视频——《小电动机模型》
直流电动机模型的主要部件有:①蹄形磁体，②弧形铁片，③线圈，④转轴，⑤支架，⑥换向器，⑦电刷，⑧底座。此外还有电源、滑动变阻器、开关、导线等。
一、安装直流电动机模型
1. 把线圈固定在转轴上。2.先将支架固定在底座上，然后将转轴安装在支架上，注意使线圈和转轴能较好地转动.3.用螺钉把电刷（铜片）固定在底座上，同时使电刷与转轴上的换向器接触（注意：电刷与换向器间的压力要适当，以保证转轴能正常转动）。4.从固定电刷的两个螺钉上引出两根导线。5.分别把两个弧形铁片的一端用螺钉固定在底座上，另一端用磁体夹住。
3. 将蹄形磁体的两个磁极对调，改变线圈所在处的磁场方向，线圈的转动方向是否改变?4. 移动滑动变阻器的滑片，改变通过线圈的电流大小，线圈转动的速度是否改变?怎样改变?
1. 把电动机、滑动变阻器、电源、开关串联起来，接通电路，观察线圈的转动情况.2. 改变通过线圈的电流方向，线圈的转动方向是否改变?
1. 当通过直流电动机线圈的电流方向发生改变时，电动机转动的方向发生改变；2. 将蹄形磁体的两个磁极对调，改变线圈所在处的磁场方向，电动机转动的方向发生改变；3. 当通过直流电动机电流的大小发生变化时，电动机的转速发生改变。电流越大，转速越快。
4. 实验过程中，遇到故障比较多的是通电后电动机不转动，故障原因与排除方法参考如下：
电刷与换向器之间太松，接触不良
电路中电流太小、磁体的磁性太弱
电刷与换向器之间太紧、线圈转子与定子之间的间隙太小，摩擦力太大
二、自己动手制作小电动机
将粗漆包线制成一个线圈，把一端的绝缘漆全部刮掉，另一端只刮半周。
如图所示，将线圈的两端放在羊眼钉上，在线圈的下方置于圆形强磁铁，然后接在电源上，这样就制成了一个小小的电动机。
通电后，看看线圈能否转动？
视频演示——《动手制作小电动机》
实验中，将线圈一端的漆皮全部刮掉，另一端的漆皮只刮掉半周，线圈就能持续地转动起来。把一端线圈的绝缘漆只刮掉半周的目的是什么？
将线圈一端的漆皮全部刮掉，另一端的漆皮只刮掉半周，是保证给线圈适时供电或停电。这种设计，线圈每转一周，只有半周获得动力，在另半周线圈没有电流通过，线圈不受力，但由于惯性继续转动，当转过这半周后，又回到原来的状态，线圈又受到向同方向转动的力，线圈就可以持续转动下去。
4. 自制电动机工作原理
【例题1】图甲是直流电动机模型(主要部件见文字说明)，图乙是自制简易电动机模型．现在主要讨论图乙简易电动机的制作与操作问题：
（1）绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端(搁置于铜质弯钩的部位)进行刮漆处理，刮漆方法见放大图．按这种方法刮漆，目的是使线圈能够________，因此这一部位就相当于图甲中的_______(填某一部件的名称)。（2）如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试?(说出两点即可) ①_________________；②____________。（3）通电后线圈能转动，如要改变转动方向，可采取的做法是：①____________ ；②____________。
（1）绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端(搁置于铜质弯钩的部位)进行刮漆处理，刮漆方法见放大图．按这种方法刮漆，目的是使线圈能够______，因此这一部位就相当于图甲中的 _______(填某一部件的名称)。
(1)漆是绝缘体，刮去以后，线圈中就会有电流，只有当线圈中有电流时，线圈才会受力发生转动，所以刮漆的目的是使线圈能够导电。 采用刮漆和使用换向器的目的是相同的，都是为了使线圈能够持续的转动下去，所以这一部位相当于图甲中的换向器。
（2）如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试?(说出两点即可) ①________________________；②____________________。（3）通电后线圈能转动，如要改变转动方向，可采取的做法是： ①______________________ ；②____________________。
（2）电动机不转动的原因可能是：通电前线圈处于平衡位置或受力太小，所以可以试着用手拨动一下线圈；而造成线圈受力太小的原因可能是线圈中电流太小或磁体磁性较弱，所以应增大电源电压或换一块磁性更强的磁体。（3）通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向都有关系，所以要想改变线圈的转动方向，可以采取保持磁场方向不变，改变电流方向；或者是保持电流方向不变，只改变磁场方向。
增大电源电压（或换一块磁性更强的磁体）
【例题2】如图甲是小明同学安装好的直流电动机模型：（1）在安装该模型时要按照__________（选填“由外向内”或“由内向外”）的顺序安装；（2）为了使组装的电动机模型能够正常运转，小明在安装时还应注意以下几点，其中正确的是______（选填符号）；A．要尽量减小轴与轴架间的摩擦 B．每一只固定螺钉均不能拧紧C．不要使各元件因安装不当而产生形变D．电刷与换向器的接触松紧要适当
（1）安装模型时要按照由下而上，由内而外顺序安装，这样能让电动机各部件之间松紧适度，正常工作。（2）为使组装的电动机模型能正常运转，安装时要注意：要尽量减小轴与轴架之间的摩擦；电刷与换向器的接触松紧要适当；不要使各元件因安装不当而产生形变；故ACD正确，B错误。
（3）小明把安装好的电动机、变阻器、电源和开关串联起来进行实验，如图乙所示；①用笔画线代替导线完成图乙中实验器材的连接____；（要求滑片向右移，电动机转速变慢）②若开关闭合，线圈不转，用手轻轻一拨，线圈就转动起来，则原来线圈不转的原因可能是__________。
（3）①滑片向右移，电动机转速变慢，说明滑片向右移时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，滑动变阻器用左半部分电阻丝接入电路，电路图如图。②如果线圈平面与磁场方向垂直，线圈处于平衡位置，闭合开关，线圈不受磁场力，线圈不动；当用手轻轻一拔，线圈转到非平衡位置时，线圈就转动起来，则原来线圈不转的原因是线圈处于平衡位置。
①蹄形磁体，②弧形铁片，③线圈，④转轴，⑤支架，⑥换向器，⑦电刷，⑧底座。还有电源、滑动变阻器、开关、导线等。
②改变线圈所在处的磁场方向，电动机转动 的方向发生改变；
①通过直流电动机线圈的电流方向发生改变， 电动机转动的方向发生改变；
③通过电动机的电流的发生变化时，电动机的 转速发生改变。电流越大，转速越快。
①电刷与换向器之间太松，接触不良；②电刷与换向器之间太紧、线圈转子与定子之间的间隙太小，摩擦力太大；③线圈处于平衡位置；④电路中电流太小、磁体的磁性太弱.
视频讲解——《直流电动机的工作原理（完整版）》
WHAT•WHY•WOW
1. 试说明直流电动机的工作原理。
四、课外实践与练习——WWW
直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。由于电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关，在制作直流电动机时安装了换向器，当线圈转过平衡位置时及时改变线圈中电流的方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈能够保证持续转动。
在确定电路连接完好的前提下，如果电动机模型不转动，先轻轻地推一下转子，如果还是不转，可以先检查电刷与换向器是否接触良好，看一看电刷(铜片)是不是只与换向器铜质半圆环中的一个接触，并且是否接触良好。如果接触不良，可以把电刷(铜片)再弯曲一下，以增加它的弹性。如果是电刷同时接触换向器的同一个铜质半圆环，这时只要把电刷的位置调整好就行了。若要判断磁体的磁性是否太弱，可以在原磁体上再加一个磁体，若加上另一个磁体后，电动机转动起来了，则说明原磁体磁性太弱了，这时可以更换一个磁性较强的磁体.
2. 某直流电动机模型不能正常运转，小明认为可能是磁体的磁性太弱或者是换向器与电刷接触不良造成的。试说明他应该如何排除这些故障.
1. 小明同学用如图所示的装置研究通电线圈在磁场中将如何运动的实验，闭合开关，下列关于此实验说法正确的是（ ）
A．根据此装置的原理制成了发电机B．当线圈由图示位置顺时针转动90°时，线圈受平衡力作用C．当线圈由图示位置顺时针转动90°时，线圈中无电流，ab边和cd边将不受力的作用D．当线圈由图示位置顺时针转动90°时，线圈由于惯性会越过平衡位置持续转动
A．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，根据此装置的原理制成了电动机，故A错误；B．当线圈由图示位置顺时针转动90°时，线圈受到大小相等、方向相反、作用在同一线圈上，在同一条直线的两个平衡力，故B正确；C．当线圈由图示位置顺时针转动90°时，线圈中有电流，ab边受到力的方向向上，cd边受到力的方向向下，故C错误；D．当线圈由图示位置顺时针转动90°时，线圈由于惯性会越过平衡位置，此刻ab、cd段导线受到的磁场力使线圈反方向转动，回到平衡位置，故D错误。
2. 如图所示为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，蹄形磁体放在线圈周围。
①按他们这种方法刮漆，线圈在平衡位置附近时会___________（选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”），目的是使线圈能够__________________；②可以通过改变______方向，改变线圈的转动方向（填一种方法）.③如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是______。
①按他们这种方法刮漆，线圈在平衡位置附近时会________________（选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”），目的是使线圈能够__________________；
（1）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮上半周的作用是当线圈刚转过平衡位置时，切断电流，依靠线圈的惯性转动下半周，从而保证了线圈持续的转动下去。
②可以通过改变________________方向，改变线圈的转动方向（填一种方法）.③如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是_________________。
电流太弱、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置附近.
（2）要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向。（3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，可排除无电流的情况，可能是电流太弱、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置附近等，可进行有针对性的尝试，包括换新电池使电流增大，换较强的磁场，或用手助推半周线圈使其转过不通电的位置。
3. 研究电动机的工作过程。
（1）电动机的工作原理是磁场对 _____有力的作用。甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 _______________；
（1）由于通电导体在磁场中受到力的作用，所以有电流通过的线圈在磁场中能够转动。由于ab、cd通过的电流方向相反，而它们所受的磁场方向相同，所以所受的磁场的作用力相反。
（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 _______，该装置能在线圈 _______（选填“刚转到”、“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向；
（2）图乙中，线圈通过平衡位置后， 两边框通过的电流方向、磁场方向不变，则两者所受的力的方向与原来的相反，那么力的作用与线圈的转动方向相反，线圈不能连续转动。所以加装了换向器，让线圈刚转过平衡位置便改变电流的方向，保证线圈所受的力让其连续转动。
（3）丙图中用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，闭合开关，可观察到线圈在磁场中_____（选填“能”或“不能”）沿某一方向持续转动，图中线圈 _____（选填“处于”或“不处于”）平衡位置。
（3）图丙中，线圈中所受的电流方向不变、磁场方向保持不变，线圈转过平衡位置后，线圈所受的力与转动方向相反，不能沿某方向持续转动。线圈在图丙位置时，受到磁场的作用力一个向上，一个向下，且大小相等，是一对平衡力，所以线圈处于平衡位置。
4. 为了探究电动机为什么会转动，小明制作了一台简易电动机，如图。他用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕一个矩形线网，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮。将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
①通电线圈在磁场中受到_______的作用会转动；②要想改变线圈的转动方向，可采用的措施是： _____ 、_____(写出两点)；③开关闭合后，如果电动机不转，可能的原因是：_______；(写出一点)④要使实验装置能调节电动机转速，还需要增加一个主要器材是：______。⑤电动机工作时把_______转化为机械能。
①通电线圈在磁场中受到_______的作用会转动；②要想改变线圈的转动方向，可采用的措施是： ________________ 、_____________(写出两点)；
①力可以改变物体的运动状态，通电线圈在磁场中受到力的的作用会转动；②通电线圈在磁场中受力的方向与电流的方向和磁场方向有关，想要改变运动方向，则改变线圈在磁场中的受力方向，也就是应分别改变电流方向和磁场方向；
改变电流方向 磁场方向
③开关闭合后，如果电动机不转，可能的原因是（写出一点）：____________________；④要使实验装置能调节电动机转速，还需要增加一个主要器材是：___________________。⑤电动机工作时把_______转化为机械能。
③线圈不转说明线圈可能不受磁场力，因线圈另一端只刮去半周漆皮，所以可能是线圈中没有电流；或是接线柱接触不良；因线圈和转轴之间有阻力存在，故还有可能就是线圈受力，但磁场力较小，无法带动线圈，导致这种现象的原因有：磁铁的磁性不强、线圈的匝数太少，电池电压不够导致电流较小等.④要想控制线圈的转速，可以控制电流的大小，故可以接入滑动变阻器.⑤电动机工作时消耗电能，把电能转化为机械能。
5. 下图为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析不正确的是（ ）
A．导线ab中的电流在这两个时刻方向不同，受到的磁场力方向也不同B．甲乙两图中的线圈再转动90度角，都能到达平衡位置C．由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向D．如果电动机持续转动，则电动机内外流的都是直流电
A．由图知，导线ab在这两个时刻电流方向不同，由于磁场方向不变，所以两次导线ab的受力方向不同；A正确.
B．平衡位置是指线圈平面与磁感线垂直的位置，图中磁感线水平，故甲乙两图中的线圈再转动90度，都能到达平衡位置；B正确.C．电源左侧为正极，从上往下看，线圈中电流都是顺时针方向，C正确.D．电动机持续转动，是因为换向器每当转过平衡位置就会改变线圈中电流的方向，即电动机线圈外是直流电，线圈内是交流电，故D错误。
6. 如图所示是小明自制的简易电动机示意图矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内永磁铁置于线圈下方，为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，他应将（ ）
A．左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B．左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D．仅将一个转轴上的绝缘漆全部刮掉
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