初中科学浙教版（2024）八年级下册（2024）第3节 电动机及其应用教学课件ppt

这是一份初中科学浙教版（2024）八年级下册（2024）第3节 电动机及其应用教学课件ppt，共52页。PPT课件主要包含了电动机，换向器，课堂总结，练习与应用，提升训练等内容，欢迎下载使用。
盛夏时节，人们感到炎热难耐时，电风扇会带给人们清凉的风。电风扇是由电动机驱动风叶产生空气流动的，那么风扇中的电动机为什么会转起来呢？
1. 电动机2. 课堂总结3. 练习与应用4. 提升训练
第3节 电动机及其应用（2）
盛夏时节，人们都离不开电风扇和空调，当我们按下开关，凉风瞬间扑面而来，这背后是谁在 “卖力工作” 呢？没错，就是电动机。
电动机（mtr）是利用通电线圈能在磁场中转动的原理制成的，它能把电能转化为机械能。电动机为什么能持续转动呢？
线圈转到平衡位置后由于惯性会继续顺时针转动一定角度后，在平衡位置左右摆动最终停在平衡位置。
思考：怎样才能让线圈一直顺时针转动呢？
在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，使线圈仍然受到使其沿顺时针方向转动的力的作用
结构：由两个相互绝缘的铜质半环构成，两个铜质半环与线圈相连，并随线圈一起转动，跟电刷接触，与电源组成闭合电路。
作用：当线圈刚转过平衡位置时，能改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动。
电流方向：D→C→B→A受力方向：AB受到向上的力CD向下的力转动方向：顺时针转动
线圈转至平衡位置时，两电刷跟两个半环间绝缘部分接触，线圈中无电流，线圈不受力的作用，但线圈由于惯性会越过平衡位置。
线圈又转至平衡位置时，两电刷跟两个半环间绝缘部分接触，线圈中无电流，线圈不受力的作用，但线圈由于惯性会越过平衡位置。
实际的直流电动机内部有多个线圈，每个线圈都接在一对换向器上，使每个线圈在转动过程中受力的方向都能保证其朝一个方向转动。
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是交流电动机。交流电动机也是依靠通电导体在磁场中所受的力来运转的。
探究实践｜装配直流电动机模型
过程1.按图所示，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小；电刷和换向器的接触松紧度要适当。
目标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。
过程2.把直流电动机的模型接入电路，其电路图如图所示。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，把结果记录在表中。
过程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中。
过程利用滑动变阻器改变通过线圈的电流大小，观察转子转动的快慢，把观察结果记录在表中。
在装配电动机模型时，有没有发生故障？如何排除故障？
电路不通：①电刷与换向器接触不良；②开关处接触不良或开关没闭合；③电源处接触不良；④滑动变阻器上的滑片没放在电阻丝上。
摩擦太大：①电刷与换向器接触太紧；②线圈轴与插孔之间的摩擦太大，或者线圈轴被卡住。
电流太小：①电源电压太低；②使用的滑动变阻器的阻值太大。
仪器装配位置不正确：线圈的位置处于平衡位置。（只要将线圈轻轻转动一下就可以了）
电动机被称为现代工业之母，它构造简单、控制方便、效率高、无污染，在交通运输、家用电器、国防设备等现代生产生活中有广泛应用，人类社会的发展离不开电动机。洗衣机、人造地球卫星、汽车等都装有各种功能的电动机。
观察你家里使用的电器，分析判断在哪些电器、哪些部位使用了电动机，并指出电动机的功能。
电动机的应用1.交通运输领域：在高级汽车中，为了控制燃料和改善乘车舒适感以及显示装置状态的需要，要使用 40~50 台电动机，而豪华轿车上的电动机可达 80 多台。汽车电气设备配套电动机主要为永磁直流电动机、永磁步进电动机、无刷直流电动机等。
电动机的应用2.家用电器领域：现代生活中电机使用较普遍，例如微波炉、自动窗帘、自动开窗、自动按摩椅、厨房内各种装置等。随着生活水平和制造业水平的提高，电机的使用将会越来越广。电唱机、录音机、电脑以及高级智能玩具和娱乐健身设备等都有配套电机。摄像机、数码照相机等电子消费品所配电机属精密型，制造加工难度大，尤其是进入数字化后，对电机提出了更新、更高的要求。
电动机的应用3.国防领域：军用特种电机及组件产品门类繁多，规格各异，有近万个品种，其基本功能有：机械位置传感与指示，信号变换与计算，运动速度检测与反馈，运动装置驱动与定位，速度、加速位置精确伺服控制，计时标准及小功率电源等。特殊用途领域：一些特殊领域应用的各种飞行器、探测器、自动化装备、医疗设备等使用的电机多为特种电机或新型电机。
【例题一】 如图为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　）A．电动机转动时将机械能转化为电能B．线圈由图示位置转动180°时，ab边受力方向改变C．对调磁体的磁极，可以改变线圈转动的速度D．电动机工作过程中，线圈中电流方向保持不变
【解析】【答案】B【解答】解：A、直流电动机转动时是将电能转化为机械能，而不是将机械能转化为电能，发电机才是将机械能转化为电能，故A错误。B、当线圈由图示位置转动 180° 时，ab边所处的磁场方向不变，但电流方向会改变，根据左手定则，受力方向会改变，故B正确。C、对调磁体的磁极，会改变线圈转动的方向，而不是转动速度。改变线圈转动速度的方法通常是改变电枢电压或改变主磁通等，故C错误。D、电动机工作过程中，由于电刷和换向器的作用，线圈中电流方向是不断变化的，这样才能保证线圈在磁场中受到的转矩方向始终不变，使电动机能连续地旋转，故D错误。故选：B。
1.下列四种电器中，利用通电线圈在磁场里受力转动的原理工作的是（　　）A．风力发电机B．电磁铁C．电饭煲D．电风扇
【解析】【答案】D【解答】解：A、风力发电机是利用电磁感应的原理工作的，故A错误；B、电铃是利用电磁铁工作的，是电流的磁效应，故B错误；C、电饭煲是利用电流的热效应工作的，故C错误；D、电风扇的电动机是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理工作的，故D正确；故选：D。
2.如图所示，线圈通电后，受磁场力作用将开始顺时针旋转。如果线圈是固定的，磁体可以绕线圈旋转，则线圈通电后，磁体将（　　）A．开始顺时针旋转B．开始逆时针旋转C．保持静止D．以上三种情况都有可能
【解析】【答案】B【解答】解：线圈通电后，受磁场力作用，线圈开始顺时针旋转；如果线圈是固定的，根据静止和运动的相对性可知，则线圈通电后，磁体开始逆时针旋转，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
3.如图所示，在装配直流电动机模型的实验中，下列操作不能改变电动机转动方向的是（　　）A．对调电源正负两极B．对调NS两磁极位置C．对调CD两接线柱D．对调电源正负两极和CD两接线柱
【解析】【答案】C【解答】解：A．对调电源正负两极，会改变通过电动机的电流方向，根据上述原理，电动机的转动方向会改变，故A不符合题意；B．对调N、S两磁极位置，会改变电动机所在磁场的方向，电动机的转动方向会改变，故B不符合题意；C．对调C、D两接线柱，只改变了滑动变阻器的连接方式，不会改变通过电动机的电流方向，电动机的转动方向不会改变，故C符合题意。D．对调电源正负两极会改变电流方向，对调C、D两接线柱不会改变电流方向，相当于一次改变电流方向，最终电流方向改变，磁场方向未改变，所以电动机的转动方向改变，故D不符合题意。故选：C。
4.小明同学在《装配直流电动机模型》的实验中，接上蓄电池，发现电动机不转动，下列有关分析错误的是（　　）A．他忘了将磁铁装上B．换向器未装好，发现电刷没有接触换向片C．线圈静止在平衡位置D．蓄电池接反了
【解析】【答案】D【解答】解：A、若小明忘了将磁铁装上，通电线圈不受磁力作用，电动机不会转动，故A分析正确；B、若电刷没有接触换向片，电路断路，线圈中无电流，电动机不会转动，故B分析正确；C、若线圈静止在平衡位置，受平衡力，电动机不会转动，故C分析正确；D、即使蓄电池接反了，线圈中也有电路通过，与定子的磁场相互作用，会由于受磁力作用而转动，故D分析错误。故选：D。
1.如图所示的甲、乙两图中的矩形线圈，现在给它们通电，则下列说法正确的是（　　）A．甲中线圈转动，乙中线圈不转动B．乙中线圈转动，甲中线圈不转动C．甲、乙中的线圈都会转动D．甲、乙中的线圈都不会转动
【解析】【答案】A【解答】解：根据图示可知，乙中线圈处于平衡位置，因此现在给它们通电，甲线圈转动，由于乙图中线圈受平衡力作用，乙线圈不会转动。故选：A。
2.如图所示为某电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，OO'为转轴。闭合开关，线圈能朝一个方向持续转动，则（　　）A．若将电源的正负极对调，转动方向改变B．图中线圈平面恰好处在平衡位置C．螺线管F端为S极，P端为N极D．该电动机工作时把机械能转化为电能
【解析】【答案】C【解答】解：A、若只将电源的正负极对调，则电流的方向发生改变，两个螺线管的磁极的方向也发生了改变，即线圈所处磁场方向改变，则受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同，故A错误；B、当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈处于平衡状态，此时的线圈受力平衡，而图中线圈平面与磁感线平行，故B错误；C、由图知电流从螺线管的左端流入、右端流出，据安培定则可知，通电螺线管EF的E端为N极、F端为S极，通电螺线管PQ的P端为N极、Q端为S极，故C正确；D、电动机工作时，消耗电能，得到机械能，所以是电能转化为机械能，故D错误。故选：C。
3.如图，闭合开关后风车能连续转动，下列器件的运动原理与风车转动原理相同的是（　　）A．指南针指针转动B．电磁继电器衔铁的运动C．风力发电机叶片转动D．电风扇扇叶的转动
【解析】【答案】D【解答】解：闭合开关后风车能连续转动，说明该装置是电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受力运动。A.指南针指针转动：指南针的主要组成部分是一根装在轴上的磁针，磁针在天然地磁场的作用下可以自由转动并保持在磁子午线的切线方向上，利用这一性能可以辨别方向，其原理是磁体在磁场中受到力的作用，但不是通电导体在磁场中受力运动，故A不符合题意。B.电磁继电器衔铁的运动：电磁继电器的运行基于电磁感应原理。当线圈中通过电流时，会在铁芯周围产生磁场，这个磁场会对衔铁产生吸引力，使衔铁运动，从而带动触点动作，实现电路的接通或断开，其原理是电流的磁效应，不是通电导体在磁场中受力运动，故B不符合题意。C.风力发电机叶片转动：风力发电机的工作原理是基于空气动力学原理的。叶片的形状很像飞机的机翼，当风吹过叶片时，叶片上的曲面会产生不同的气流速度和气压分布，从而在叶片上产生一个向前的气动力，使得叶片开始旋转，进而带动发电机转子旋转产生电能，是将风能转化为机械能，再转化为电能，与通电导体在磁场中受力运动的原理不同，故C不符合题意。D.电风扇扇叶的转动：电风扇的主要部件是电动机，其工作原理是通电线圈在磁场中受力而转动，电能转化为机械能，与闭合开关后风车连续转动的原理相同，都是通电导体在磁场中受力运动，故D符合题意。故选：D。
4. （2025春•金东区期末）如图所示，放在U形磁铁两极之间的铝盘下边缘浸在液体中，闭合开关S，铝盘会绕水平轴O转动。下列说法正确的是（　　）A．为防止漏电，应选择绝缘的液体B．铝盘转动的原理与发电机的工作原理相同C．将电源的正负极对调后，铝盘的转动方向不变D．向右移动滑动变阻器的滑片P，铝盘转速变慢
【解析】【答案】D【解答】解：A、液体需起到导电作用，让铝盘的轴心O到下边缘之间有电流通过，进而使铝盘在磁场中受力转动，所以不能选择绝缘液体，通常实验中的该类液体是液态水银，故A错误。B、铝盘转动的原理是通电导体在磁场中受到力的作用，其与电动机的工作原理相同；而发电机的工作原理是电磁感应现象，故B错误。C、依据通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向相关。将电源正负极对调后，电流方向改变，铝盘的受力方向改变，转动方向也会改变，故C错误。D、向右移动滑动变阻器的滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中的电流变小。铝盘受力变小，铝盘转速就会变慢，故D正确。故选：D。