第4节 电动机.PPT
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鲁教版第16章第4节《电动机》
课堂达标
• 6、电动机是利用_________在磁场中受力 转动的原理制成的。在直流电动机中，每 当线圈转过平衡位置时，___________能自 动改变线圈中的电流方向。 • 7、如图所示，直导线通电时发生偏转，说 明__________对电流有力的作用。可以利 用这个原理制作_________（电动机/发电 机）．如果只改变电流方向，直导线偏转 方向_________．
第二十章 第４节
电动机
电动机通电后为什么能够转动呢？
车床 水泵 电风扇
电力机车
洗衣机内部
想想议议
磁场 磁体周围存在什么？ S 磁场 通电直导体周围存在什么？ +
I
N 磁体间通过磁场相互作用 _
通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？
一、磁场对通电导线的作用
演示实验
① 闭合开关，观察铝制直导体运动。 直导体
一、磁场对通电导线的作用
1．通电导线在磁场中要受到力的作用。
2．通电直导线在磁场中受到力的方向与电流的 方向、磁场的方向有关。 问 题
实验中的直导线运动一段距离就会离开磁场， 很难持续地运动。那么线圈可以持续地转动吗？
通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发 生顺时针转动。
当线圈的平面与磁场垂直时，通电线圈受平衡 力作用，达到平衡位置。这时由于惯性，线圈还会 继续转动。
线圈靠惯性越过平衡位置后，磁场力作用的结 果使线圈逆时针旋转。
通电线圈最后静止在平衡位置。能够转动的线圈，也叫转子。 固定不动的磁体，也叫定子。
想一想
如果在线圈转动的后半周，不是停止给线圈供 电，而是设法改变后半周的电流方向，使线圈在后 半周也获得动力，线圈不就能转得更平稳了吗？
课堂达标
第4节 电动机导学案
第4节电动机【学习目标】1.通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，知道力的方向与电流方向和磁场方向有关；2.了解直流电动机的结构和工作原理及其能量转化。
【学习重点】磁场对通电导线的作用。
【学习难点】直流电动机的结构和工作原理。
【导学过程】一．课前导学，了解轮廓。
1、通电导线在磁场中要，受力的方向跟、都有关系。
2、通电线圈在磁场中会，利用这个原理制成了。
3、电动机的构造主要包括两个部分：叫做和叫做。
另外为了能持续转动，它还有改变电流方向的二．课堂导学，贵在实践。
探究活动1.磁场对通电导线的作用(1)演示实验：把一段导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线，观察它的情况。
实验表明：。
(2)演示实验：只改变刚才的实验中的电流的方向，再做一次实验，观察导线的运动方向。
实验表明：。
(3)演示实验：保持刚才的实验中的电流的方向不变，但把蹄形磁体两极调换一下，使磁场方向与原来相反，观察导线的运动方向。
实验表明：。
(4)总结得出：通电导线在磁场中要，受力的方向跟、有关。
当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也。
该现象中把能转化成了能。
(5)想一想：如果电流和磁感线的方向都变得相反时，通电导线受力方向会怎样？答：(6)那么，通有电流的线圈放在磁场中，它会怎样运动？演示实验：把线圈放在磁场中，接通电源，观察它的运动情况。
实验表明：。
利用这个原理我们制作出了。
探究活动2.电动机的基本构造和工作原理(1)电动机的构造主要包括两个部分：叫做转子，叫做定子。
(2)结合课本图134页20.4-5和136页20.4-6介绍电动机的工作原理。
(3)当线圈转到与磁场方向垂直的位置时，它的两个边受力、所以不能转动，这个位置是线圈的。
(4)直流电动机有让它每转动半周就改变一次电流方向的换向器。
它由两个和两个组成。
三．教师引导、学生小结。
第4节电动机1、磁场对通电导线的作用：①通电导体在磁场里受到力的作用。
力的方向跟磁感线方向垂直，跟电流方向垂直；②通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。
九年级物理全册 第20章 第4节《电动机》教案 (新版)新人教版-(新版)新人教版初中九年级全册物理
二、新课学习：
（一）、磁场对通电导线的作用
教师演示实验，引导学生观察实验。并提出问题：
1、导体通电后，你看到了什么？
2、导体运动了说明了什么？
3、导体受到的力与哪些因素有关？
4、导体受到到的力，力的方向是一样的吗？
学生实验：磁场对电流的作用
观察磁场对通电直导线的作用并完成下列问题：
1、给直导线通电，会发现直导线 。
1、线圈通电后，你看到了什么？
2、线圈受到了力的作用，力的方向是一样的吗？
3、你有什么好的办法让线圈持续运动？
根据学生的讨论总结结论：通电线圈在磁场中受力转动了。
学生探究：怎样让线圈转动起来？
（三）、电动机：
1、观察电动机模型，理解电动机的构造和原理。
结构：转子、定子、换向器
原理：通电线圈在磁场中受力转动实质是机械电能转化为机械能
2、结合电动机模型说明为什么要换向器。
3、简述“生活中的电动机”。
学生分组讨论，并导入新课。
教师演示实验并引导学生观察实验现象，总结实验结论。
学生分组分析实验现象，在教师的引导下回答问题，并总结新知识。
让学生按照课本步骤完成，并说明这就是一个小电动机
板 书设 计
（一）、磁场对通电导线的作用
通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流方向、磁场方向有关。
教
学
目
标
知识
与
技能
1、知道磁场对通电导体有力的作用，知道通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关；
2、通过“探究磁场对通电线圈的作用”这一活动，了解电动机的工作原理和能量转化；
3、了解直流电动机的构造，了解电动机在电器中的应用，亲历探究过程，培养学生的观察能力。
（一）、磁场对通电导线的作用
教师演示实验，引导学生观察实验。并提出问题：
1、导体通电后，你看到了什么？
2、导体运动了说明了什么？
3、导体受到的力与哪些因素有关？
4、导体受到到的力，力的方向是一样的吗？
学生实验：磁场对电流的作用
观察磁场对通电直导线的作用并完成下列问题：
1、给直导线通电，会发现直导线 。
1、线圈通电后，你看到了什么？
2、线圈受到了力的作用，力的方向是一样的吗？
3、你有什么好的办法让线圈持续运动？
根据学生的讨论总结结论：通电线圈在磁场中受力转动了。
学生探究：怎样让线圈转动起来？
（三）、电动机：
1、观察电动机模型，理解电动机的构造和原理。
结构：转子、定子、换向器
原理：通电线圈在磁场中受力转动实质是机械电能转化为机械能
2、结合电动机模型说明为什么要换向器。
3、简述“生活中的电动机”。
学生分组讨论，并导入新课。
教师演示实验并引导学生观察实验现象，总结实验结论。
学生分组分析实验现象，在教师的引导下回答问题，并总结新知识。
让学生按照课本步骤完成，并说明这就是一个小电动机
板 书设 计
（一）、磁场对通电导线的作用
通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流方向、磁场方向有关。
教
学
目
标
知识
与
技能
1、知道磁场对通电导体有力的作用，知道通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关；
2、通过“探究磁场对通电线圈的作用”这一活动，了解电动机的工作原理和能量转化；
3、了解直流电动机的构造，了解电动机在电器中的应用，亲历探究过程，培养学生的观察能力。
三相异步电动机课件ppt课件
4.1.2 三相异步电动机的基本工作原理
一、转动原理
1、电生磁：三相对称绕组通
往三相对称电流产生圆形旋转 磁场。
2、磁生电：旋转磁场切割
转子导体感应电动势和电流。
3、电磁力：转子载流（有功
分量电流）体在磁场作用下受 电磁力作用，形成电磁转矩， 驱动电动机旋转，将电能转化 为机械能。
V2
W1
n1
每个整距绕组由Nc个相同和线匝组成，每个整距线圈的 电动势:
E y1(y ) Nc Et1 4.44 fNc 1
第4章 三相异步电动机
三、短距线圈的电动势 每个短距线圈的电动势:
E y1( y ) 4.44 fNcΦ1k y1
ky1
E y1(yτ) E y1(yτ)
sin(
Fp1 2 Fq1k y1 0.9( 2 qNc ) k y1kq1Ic
第4章 三相异步电动机
3、相绕组的磁动势
每个极下的磁动势和磁阻构成一条分支磁路。若电机有p 对磁极，就有p条并联的对称分支磁路，所以一相绕组的基波 磁动势就是该绕组在一对磁极下线圈所产生的基波磁动势，若 每相电流为Ip:
第4章 三相异步电动机
双层绕组的特点：
1）线圈数等于槽数；
2）线圈数组数等于极数，也等于最大并联支路数；
3）每相绕组的电动势等于每条支路的电动势。
可组成较 多的并联 支路
可以选择最有利的节
距，使电动势和磁动
优 势波形更接近正弦波 点
所有线圈的形状 和尺寸相同，便 于实现机械化
端部排列整齐 机械强度高
部连线较长适用于q468等偶数的2极小型三相第4章三相异步电动机优点优点元件少结构简单嵌线方便槽内无层间绝缘槽内无层间绝缘元件少结构简单嵌线方便广泛应用于10kw以下的广泛应用于10kw以下的异步电动机定子绕组异步电动机定子绕组单层绕组为整距绕组整距绕组单层绕组为三相单层绕组的优缺点不适宜于大中型电机缺点电动势和磁动势波形较差势波形较差电动势和磁动铁损和噪声较大声较大铁损和噪起动性能较差第4章三相异步电动机423423三相双层绕组三相双层绕组双层绕组每个槽内放上下两层线圈的有效边线圈的每一个有效边放在某一槽的上层另一个有效边则放置在相隔为y的另一槽的下层
电机学4感应电机
2 2 2 2
I2
sE 2 R2 jsX 2
E2 R2 / s jX 2
E2 R2 jX 2 (1 s ) R2 / s
I ( R jX ) I (1 s ) R 即 E 2 2 2 2 2 2 s 1 s 则:( ) R2 ——模拟机械功率输出的等效电阻 s
R k e k i R2
' 2
X
' 2
k e k i X 2
e i
结论：绕组折算时，转子电势和电压乘 k e ，转子电 流除 k i ，转子电阻和漏抗乘 k k 。
归算后的基本方程式组为：
U 1 E1 I1 ( R1＋ jI1 X 1 ) ' I ' (1 s ) R I ' ( R jX ) E2 2 2 2 2 2 s E I Z E '
转子感应电势和电流的频率为转差频率： f 2 sf 1 则转子每相感应电势为： E 2 s 4.44 sf 1 N 2 k w 2 m sE 2 ( E 2 4.44 f1 N 2 k w 2 m )
转子每相漏抗为：
X 2s 2f 2 L2 sX 2 ( X 2 2f1 L2 )
（2）短路运行： n 0
等效电路参数的名称和物理意义：
R1 ——定子绕组的电阻； ——定子绕组的漏抗，三相定子电流联合产生 X 1 的漏磁场在一相电路中引起的电抗； ' R 2 ——折算到定子侧转子绕组的电阻； ' ——折算到定子侧转子绕组的漏抗，转子多相 X 2 电流联合产生的漏磁场在一相电路中引 起的电抗； Rm ——激磁电阻，代表铁损的等效电阻； X m ——激磁电抗，与主磁通对应的电抗； 1 s ' ——折算定子侧转子侧的负载模拟电阻，模拟 R2 s 轴上总的机械功率输出；
I2
sE 2 R2 jsX 2
E2 R2 / s jX 2
E2 R2 jX 2 (1 s ) R2 / s
I ( R jX ) I (1 s ) R 即 E 2 2 2 2 2 2 s 1 s 则:( ) R2 ——模拟机械功率输出的等效电阻 s
R k e k i R2
' 2
X
' 2
k e k i X 2
e i
结论：绕组折算时，转子电势和电压乘 k e ，转子电 流除 k i ，转子电阻和漏抗乘 k k 。
归算后的基本方程式组为：
U 1 E1 I1 ( R1＋ jI1 X 1 ) ' I ' (1 s ) R I ' ( R jX ) E2 2 2 2 2 2 s E I Z E '
转子感应电势和电流的频率为转差频率： f 2 sf 1 则转子每相感应电势为： E 2 s 4.44 sf 1 N 2 k w 2 m sE 2 ( E 2 4.44 f1 N 2 k w 2 m )
转子每相漏抗为：
X 2s 2f 2 L2 sX 2 ( X 2 2f1 L2 )
（2）短路运行： n 0
等效电路参数的名称和物理意义：
R1 ——定子绕组的电阻； ——定子绕组的漏抗，三相定子电流联合产生 X 1 的漏磁场在一相电路中引起的电抗； ' R 2 ——折算到定子侧转子绕组的电阻； ' ——折算到定子侧转子绕组的漏抗，转子多相 X 2 电流联合产生的漏磁场在一相电路中引 起的电抗； Rm ——激磁电阻，代表铁损的等效电阻； X m ——激磁电抗，与主磁通对应的电抗； 1 s ' ——折算定子侧转子侧的负载模拟电阻，模拟 R2 s 轴上总的机械功率输出；
电机与电气控制技术(第五版)课件第4章
本章主要介绍直流电动机、直线电动机、伺服电动机、步进电动机、测速发 电机和微型同步电动机。
第一节 直流电动机1
直流电动机是指输入直流电能输出机械能的旋转机械。 直流电动机由于具有调速性能好、起动转矩大的优点曾被广泛使用 过，但它的结构较复杂、使用维护较麻烦，已基本上被交流电动机取代。 一、直流电动机的工作原理 直流电动机是依据载流导体在磁场中受力而旋转的原理制造的。通 常磁场固定不动，而导体做成可在磁场中绕中心轴OO，旋转，如图4-1中 线圈abcd。为了使线圈abcd在不同的磁场位置下按同一方向旋转，采用 了电刷和换向器结构。但也正是这个电刷和换向器结构，使直流电动机 的结构变得复杂，成了它的致命所在。
第四节 测速发电机2
二、直流测速发电机 1．直流测速发电机的结构及工
作原理 直流测速发电机是一种用来测
量转速的小型直流发电机，在自动 控制系统中作反馈元件，外型如图 4-29。结构上与普通小微型直流发 电机相同，通常是两极电机，分为 他励式和永磁式两种。
第四节 测速发电机3
直流测速发电机的工作原理是在永久磁铁产生的恒定磁场中，电枢以转
第四节 测速发电机1 一、概述 测速发电机在自动控制系统中作检测元件，可以将电动机轴上的机 械转速转换为电压信号输出。输出电压的大小与发电机的转速成正比。 输出电压的极性反映电动机的旋转方向。测速发电机有交、直流两种形 式。 自动控制系统要求测速发电机的输出电压必须精确、迅速且与转速 成正比。测速发电机主要用于作测速元件、阻尼元件、解算元件。
步进电动机的种类很多，按运动方式可分旋转型和直线型。旋转型又可 分感应式、永磁式和混合式等。感应式步进电动机的转子上没有绕组，依靠变 化的磁阻生成磁阻转矩工作。永磁式步进电动机的转子上有磁极，依靠电磁 转矩工作。感应式步进电动机是目前应用最为广泛的步进电动机。
第一节 直流电动机1
直流电动机是指输入直流电能输出机械能的旋转机械。 直流电动机由于具有调速性能好、起动转矩大的优点曾被广泛使用 过，但它的结构较复杂、使用维护较麻烦，已基本上被交流电动机取代。 一、直流电动机的工作原理 直流电动机是依据载流导体在磁场中受力而旋转的原理制造的。通 常磁场固定不动，而导体做成可在磁场中绕中心轴OO，旋转，如图4-1中 线圈abcd。为了使线圈abcd在不同的磁场位置下按同一方向旋转，采用 了电刷和换向器结构。但也正是这个电刷和换向器结构，使直流电动机 的结构变得复杂，成了它的致命所在。
第四节 测速发电机2
二、直流测速发电机 1．直流测速发电机的结构及工
作原理 直流测速发电机是一种用来测
量转速的小型直流发电机，在自动 控制系统中作反馈元件，外型如图 4-29。结构上与普通小微型直流发 电机相同，通常是两极电机，分为 他励式和永磁式两种。
第四节 测速发电机3
直流测速发电机的工作原理是在永久磁铁产生的恒定磁场中，电枢以转
第四节 测速发电机1 一、概述 测速发电机在自动控制系统中作检测元件，可以将电动机轴上的机 械转速转换为电压信号输出。输出电压的大小与发电机的转速成正比。 输出电压的极性反映电动机的旋转方向。测速发电机有交、直流两种形 式。 自动控制系统要求测速发电机的输出电压必须精确、迅速且与转速 成正比。测速发电机主要用于作测速元件、阻尼元件、解算元件。
步进电动机的种类很多，按运动方式可分旋转型和直线型。旋转型又可 分感应式、永磁式和混合式等。感应式步进电动机的转子上没有绕组，依靠变 化的磁阻生成磁阻转矩工作。永磁式步进电动机的转子上有磁极，依靠电磁 转矩工作。感应式步进电动机是目前应用最为广泛的步进电动机。
人教版物理九年级下册第1课时 磁场对通电导体的作用
3．当电流的方向或者磁场的方向变得相反时， 通电导线受力的方向也变得相反。
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知识点二 通电线圈在磁场中的运动
上面的实验中，直导体运 动一段距离就会离开磁场，很 难持续地运动。如图，如果把 一个通电线圈放在磁场中，它 又会怎样运动呢？线圈可以持 续地转动吗？
通电线圈可以在磁场里转动 一定角度，但不能持续转动。
想想做做 让线圈转起来
如图，把一段粗漆包 线绕成约3cm×2cm的矩形 线圈，漆包线在线圈的两 端各伸出约3cm。 然后， 用小刀刮两端引线的漆皮， 左端全部刮掉，右端只刮 上半周或下半周。
用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。 两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在 支架上，线圈下放一块强磁铁。
►走进颐和园，眼前是繁华的苏州街，现在依稀可以想象到当年的热闹场 面，苏州街围着一片湖，沿着河岸有许多小绿盘子里装着美丽的荷花。这 里是仿照江南水乡--苏州而建的买卖街。当年有古玩店、绸缎店、点心铺 等，店铺中的店员都是太监、宫女妆扮的，皇帝游览的时候才营业。我正 享受着皇帝的待遇，店里的小贩都在卖力的吆喝着。 ►走近一看，我立刻被这美丽的荷花吸引住了，一片片绿油油的荷叶层层 叠叠地挤在水面上，是我不由得想起杨万里接天莲叶无穷碧这一句诗。荷 叶上滚动着几颗水珠，真像一粒粒珍珠，亮晶希望对您有帮助，谢谢 晶的。 它们有时聚成一颗大水珠，骨碌一下滑进水里，真像一个顽皮的孩子！
Байду номын сангаас
课堂教学展示 课堂小结
磁场对通电导线的作用？ 1．通电导线在磁场中要受到力的作用。 2．通电导线在磁场中受到力的方向与电流的方
向、磁场的方向有关。 3．当电流的方向或者磁场的方向变得相反时，
通电导线受力的方向也变得相反。
拓展延伸
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知识点二 通电线圈在磁场中的运动
上面的实验中，直导体运 动一段距离就会离开磁场，很 难持续地运动。如图，如果把 一个通电线圈放在磁场中，它 又会怎样运动呢？线圈可以持 续地转动吗？
通电线圈可以在磁场里转动 一定角度，但不能持续转动。
想想做做 让线圈转起来
如图，把一段粗漆包 线绕成约3cm×2cm的矩形 线圈，漆包线在线圈的两 端各伸出约3cm。 然后， 用小刀刮两端引线的漆皮， 左端全部刮掉，右端只刮 上半周或下半周。
用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。 两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在 支架上，线圈下放一块强磁铁。
►走进颐和园，眼前是繁华的苏州街，现在依稀可以想象到当年的热闹场 面，苏州街围着一片湖，沿着河岸有许多小绿盘子里装着美丽的荷花。这 里是仿照江南水乡--苏州而建的买卖街。当年有古玩店、绸缎店、点心铺 等，店铺中的店员都是太监、宫女妆扮的，皇帝游览的时候才营业。我正 享受着皇帝的待遇，店里的小贩都在卖力的吆喝着。 ►走近一看，我立刻被这美丽的荷花吸引住了，一片片绿油油的荷叶层层 叠叠地挤在水面上，是我不由得想起杨万里接天莲叶无穷碧这一句诗。荷 叶上滚动着几颗水珠，真像一粒粒珍珠，亮晶希望对您有帮助，谢谢 晶的。 它们有时聚成一颗大水珠，骨碌一下滑进水里，真像一个顽皮的孩子！
Байду номын сангаас
课堂教学展示 课堂小结
磁场对通电导线的作用？ 1．通电导线在磁场中要受到力的作用。 2．通电导线在磁场中受到力的方向与电流的方
向、磁场的方向有关。 3．当电流的方向或者磁场的方向变得相反时，
通电导线受力的方向也变得相反。
拓展延伸
2022年人教版物理九年级《第二十章第4节电动机 》课件
典例1 现代武器中有一种新型电磁炮，它是利用电磁技术制成的一种先进 武器，具有速度快、命中率高等特点，其原理是利用磁场对通电导体有 力的作用。以以下图中与此工作原理相同的是C〔 〕
直导体 + -
触点
A 电流的热效应
B 电可以生磁
金属导轨
C
磁场对通电导 线有力的作用
D 电磁继电器
思考 实验中的直导线运动一段距离就会离开磁场，很难持续地运动。 如果把一个通电线圈放在磁场中，它又会怎样运动呢？
线圈受到的力使 它顺时针转动。
线圈由于惯性会 越过平衡位置。
线圈受到的力阻碍 线圈顺时针转动。
如果在线圈转动的后半周，不是停止给线圈供电，而是设法改变后半 周的电流方向，使线圈在后半周也获得动力，线圈不就能转得更平稳 了吗？
？
换向器
新知二 电动机的根本构造
换向器〔半环+电刷〕
定子〔磁体〕 转子〔线圈〕
A.垂直纸面向里 B．垂直纸面向外 C．沿纸面竖直向上 D．沿纸面竖直向下
7．(广州中考)矩形铜线框在某磁场中的位置如以下图，ab、bc、ed和fe 段都受到该磁场的作用力，以下哪两段受到该磁场的作用力方向相同(B )
A．ab段与bc段 B．ab段与ed段 C．ab段与fe段 D．fe段与ed段
8．(多项选择)如以下图是实验室电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈 有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中电流越大，指针偏转角度 就越大。关于该现象，以下说法正确的A选D 项是( )
实际的直流电动机的转子
定子
转子
典例2 (2021·扬州中考)如图为直流电动机的工作原理图， 分析正确的选项是A〔 〕
A. 改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
第四节三相异步电动机的功率与电磁转矩
式中
U1——相电压； I1——相电流； R1——相定子绕组电阻；Rm—T=T2+T0
三、电磁转矩
1. 物理表达式
T=CTΦmI2 cosφ2
2. 参数表达式 （1）旋转磁场对定子绕组的作用
E1=4.44k1N1f1Φ m
U1≈E1=4.44k1N1f1Φ m
第四节 三相异步电动机的功率与电磁转矩
1．理解三相异步电动机功率的转换过程。 2. 掌握三相异步电动机的功率平衡方程式、转矩平衡方程 式以及电磁转矩的表达式。
一、三相异步电动机的功率
1．功率转换过程
功率传递的变化过程
2．功率平衡方程式
P1=Pem+Pcu1+PFe Pem = PΩ+PCu2
PΩ= P2+Pω+Ps
（2）旋转磁场对转子绕组的作用
1）转子绕组感应电动势及电流的频率
p(n1 n) p(n1 n)n1 f2 sf1 60 60n1
2）转子绕组感应电动势的大小
E2=4.44k2N2f2Φm=4.44k2N2sf1Φm=sE20 E20=4.44k2N2f1Φm
3）转子的电抗和阻抗
X2=2πf2L2
（3）转子电流和功率因数
I2 E2 Z2 sE20
2 R2 (sX 20 )2
2 2 2 Z 2 R2 X2 R2 ( sX 20 ) 2
（4）转矩的参数表达式
CsR2U12 T 2 2 f1 R ( sX ) 20 1
《第4节 电动机》导学案 2022年最新word版
第4节电动机【学习目标】1．了解通电导线在磁场中会受到力的作用, 力的方向与电流及磁场的方向都有关系。
2．了解直流电动机的结构和工作原理。
3.初步认识科学与技术、社会之间的关系。
学习过程一、新课引入：请大家回忆奥斯特实验，知道通电导体周围存在磁场，能使小磁针偏转，即电流对磁体有力的作用，逆向思维，磁场对电流有没有力的作用呢？说出你的理由。
先对子相互交流，再小组内交流，假设小组内的意见不统一，请提出来。
二、独立自主学习：请快速阅读课本P133---P136的相关内容，然后独立完成以下学习任务。
1.磁场的根本性质:就是对放入其中的磁体产生的作用。
，由此猜想：通电直导线放入磁场中可能会受到的作用。
3．通电导线在磁场中要受到力的的作用，猜想它的方向可能跟的方向和的方向都有关系。
4．电动机就是由能转动的和不动组成。
5．电动机是把能转化成能的机器。
请结对相互更正，然后在组内展示质疑，如果还有不清楚的地方，请其他小组来帮助解决。
三、合作互助学习与展示引导学习：〔一〕磁场对通电导线的作用A．教师演示实验〔观察课件〕：探究磁场对通电导线的作用，要求学生仔细观察实验现象－导线的运动方向。
①把导体ab放在磁场里，接通电源，让电流通过ab，观察它的运动方向。
问题1：在以上实验中，导体ab通电后运动，这说明通电导线在磁场中受到_______的作用。
②保持磁极的方向不变，把电源的正、负极调换，观察到导体ab的运动方向与步骤①中导体ab的运动方向进行比照。
③在步骤②的根底上，保持导体ab中的电流方向不变，把U型磁铁的磁极上下对调，观察到导体ab的运动方向与步骤②中导体ab的运动方向进行比照。
问题2：以上实验中,通电导线在磁场里受力的方向跟和有关。
思考：当电流方向或磁感线方向改变时，通电导线的受力方向；当电流方向和磁感线方向同时改变时，通电导线的。
〔选填不变或随之改变〕B．1．小组长要求组员在小组内站起来讨论交流。
然后小组长派代表给大家展示，2．其他小组对展示的解答直接进行质疑，并分享自己的见解。
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1、在磁场中的通电导体 A、一定受到磁场力的作用 C、一定不受磁场力的作用
( B) B、可能受到磁场力的作用 D、以上说法均不正确
2、关于通电导体在磁场里受力方向与电流方向和磁感线 方向之间的关系，下列说法中错误的是 (C) A、电流方向改变时，导体受力方向改变 B、磁场方向改变时，导体受力方向改变 C、电流方向和磁场方向同时改变，导体的受力方向改变 D、电流方向和磁场方向同时改变，导体的受力方向不变
3、下列常见用电器或元件，利用 通电导体在磁场中受力作用的原 理制成的是（ Ｃ） A、电磁铁 C、电动机 B、灯泡 D、干电池
4、将一矩形线圈悬挂在磁场中，通 电后线圈却不能转动，其原因可能 是（ C ） A.线圈中的电流太大 B. 线圈平面与磁场方向平行 C. 线圈平面与磁场方向垂直 D. 线圈平面与磁感线夹角小
磁场对通电导线的作用
力 1、通电导体在磁场里要受到____的作用。
电流方向 2、通电导体在磁场中的受力方向跟__________ 和 _____________有关。 磁感线方向 左手定则 3、通电导体在磁场中的受力方向可由_________ 判定。 4、通电导体在磁场中受力运动的过程，是___能 电 转化为 ______ 能的过程。 机械能 5、当导体中的电流方向与磁感线方向平行时，导 体不受到磁场的作用。
科学探究一： 磁场对电流的作用……
现象：给导体通电，导体就运动起来。
导体AB由静止运动起来，必然是受到了力的作 用，那么是谁给导体力的作用呢?
若是电源断开，发现导体虽在磁场中，却不动。 若是把磁铁移去，电源接通，导体也不动。
结论：通电导体在磁场里要受到力的作用。
科学探究二：通电导体在磁场里受到的力的 方向与什么有关呢？
简易电动机的制作
用直径为0．5毫米左右的漆包线在适当大 小的方木块上绕10匝半，两端的导线从线圈正 中水平拉出，将一个引出端表面的绝缘漆全部 刮掉，将另一个引出端表面的绝缘漆刮掉半圈， 如下图所示。 使用时，将蹄形磁铁放置在底板上，将转子 线圈放置在支架上，接通电源后，用手拈转线 圈，线圈就会连续转动
你会填吗？
在下图电动机模型中，如果线圈ab 边受力方向 竖直向下，则cd 边受力方向________,由于这两 向上 逆时针 个力不平衡，所以线圈将向_________方向转动 平衡 （填“顺时针”或“逆时针”），当线圈转到___ 置时，两力平衡，线圈不再转动，要使线圈继续 换向器 转动，需用________改变线圈中的电流方向。要 电流 磁场 使线圈向相反方向转动，可以将＿＿＿或＿＿＿ 方向对调。
---换向器
电动机
定子（磁体）
ห้องสมุดไป่ตู้
转子（线圈）
电刷
换向器
（使线圈的电流 方向发生改变）
直流电动机中的换向器起了什 么作用？ 在线圈转过平衡位置后，立 即改变电流方向，受力方向也 随着改变，使线圈在磁场力作 用下继续沿原方向转动下去。
直流电动机
1、工作原理： 电能转化为机械能。
2、制作原理： 利用通电线圈在磁场里转动的原理。 3、换向器作用： 自动改变线圈内的电流方向， 使线圈持续转动。 4、构造：磁体、线圈、换向器、电刷。 定子 转子 生活中的电动机： 1.交流电动机：电风扇、洗衣机…. 2.直流电动机：电动玩具
电动机的应用
①直流电动机：电车、电力机车、机床、 轧钢机、起重机、电动玩具等。
②交流电动机：工厂、农村、生活中 （电风扇、洗衣机、电冰箱等）
交流电动机
日常生活中由于电网供电是交 流电，所以家庭使用的电风扇、洗 衣机等电器中的电动机都是交流电 动机。
交流电动机也是依靠通电线圈 在磁场中受力转动来工作的。
科学探究三： 如果把导体改为通电线圈
情况又如何呢？
磁场对通电线圈的作用：
实验Ａ：
线圈发生转动
实验Ｂ：
线圈不发生转动
平衡位置：
线圈的平面恰与磁场方向(磁感线)垂直
讨 论 分 析
:
１、在图甲位置时线圈ab和cd两段受力方向相反且 不在同一直线上,线圈就转动。 ２、在图乙位置时线圈ab和cd两段受力方向相反且 在同一直线上,大小相等,成为一对平衡力,线圈就 不转。
第四节 电动机
孝顺初中 刘俊
1、生活和生产中那些地方用到了 电动机？
2、电动机工作时消耗了什么能， 电 能 同时转化为什么能？ 机械能。
回顾:
1820年丹麦物理 学家奥斯特发现 通电导体周围存 在着磁场。
磁场对电流会不 会产生作用呢?
1、猜一猜……？
2、如何来验证你的猜测呢？
（如何设计实验方案？需要什么？）
1、猜一猜……？
2、如何来验证你的猜测？
磁场对电流的作用
磁场对电流的作用
结论： 通电导体在磁场中的受力方向跟电流 方向和磁感线方向有关。
左手定则
通电导体在磁场中受到 力的方向，跟电流方向和磁 场方向有关，三者之间的关 系，可用左手定则来判定： 伸开左手，使大拇指跟其余 四个手指垂直，并且都跟手 掌在同一平面内，把左手放 入磁场中，让磁感线垂直穿 入手心，使四个手指所指的 方向为电流的方向，那么大 拇指所指的方向就是通电导 体受力的方向．
想一想
1。如何改变电动机的转动方向？ 2。如何改变电动机的转动快慢？
电动机能否用来发电，将机械能转 变成电能？
１、通电线圈转到平衡位置时，为什么不立即停下 来，而是在平衡位置附近摆动几下才停下来？ 通电线圈转到平衡位置前具有一定速度，由于 惯性它会继续向前运动，但由于这时受到的磁 场力及摩擦力等又会使它返回平衡位置，所以 它要摆动几下后再停下来 ２、怎样使线圈在转过平衡位置后继续沿原来的 方向转动下去？ 使线圈一到平衡位置就能自动改变线圈中的电流方向。
5、用直流电源供电的电动机叫做 直流电动机 ________。 6、直流电动机的构造主要由 线圈 ____________、___________、 换向器 电刷 磁铁 ___________、___________组成。其 工作原理是______________________。 通电线圈在磁场中能转动 换向器在电动机中的作用是: 改变线圈中电流方向 __________________。