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第2课时 电动机
知识点一 电动机的基本构造 精练版P43
1．电动机的基本构造：电动机由能够转动的线圈和固定不动的磁体组成。
在电动机里，能够转动的部分叫做转子，固定不动的部分叫做定子。电动机工作时，转子在定子中飞快地转动。
2．探究通电线圈在磁场中会怎样运动。
探究实验：按照如图所示，把一个线圈放在磁场里，接通电源，让电流通过线圈，观察发生的现象。
探究发现：接通电源，会看到线圈开始转动，但是不能连续转动，在图乙所示位置左右摆几下，最后停在图乙所示的位置。
探究分析：在图甲中，线圈开始通电时，ab和cd两边在同一磁场中，电流方向相反，因此受到磁场的作用力方向相反。ab边受到向上的力，cd边受到向下的力，这两个力不在同一直线上，于是就使线圈开始转动。当转到图乙所示位置时，线圈受到的两个力在同一条直线上，大小相等、方向相反，彼此平衡，这一位置称为线圈的平衡位置。但由于惯性线圈会越过平衡位置转到图丙所示位置，此时，ab边受到向上的力，cd边受到向下的力，两个力大小相等、方向相反，不能使线圈继续顺时针转动，反而要使线圈反向转动，使其再回到图乙所示位置。
原因剖析：线圈不能连续转动，是因为线圈越过了平衡位置以后，受到的力要阻碍它的转动。要使线圈连续转动起来，必须使线圈越过平衡位置时，能够及时改变线圈中两边的受力方向。
解决方案：①线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，让线圈靠惯性转过后半周，这样线圈的转动不平稳，动力弱。
②在线圈转动的后半周，设法改变电流的方向，使线圈在后半周也获得同方向转动的动力，线圈会平稳、有力地转动下去。实际的电动机是通过换向器来实现这一目的的。
3．换向器
(1)构造：换向器由两个铜半环组成，两个铜半环与线圈相连接，可随线圈一起转动。两个电刷分别跟两个彼此绝缘的铜半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。
(2)作用：每当线圈转过平衡位置时，自动改变通入线圈中的电流方向，使线圈连续转动起来。
4．直流电动机
(1)定义：利用直流电源供电的电动机叫直流电动机。
(2)原理：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。它在工作时将电能转化为机械能。
(3)构造：直流电动机主要由磁体、线圈、换向器和电刷等构成。
(4)工作过程：如图所示为直流电动机的工作过程。
甲：
线圈处于此位置时，半环2跟电刷4接触，半环1跟电刷3接触，通电后电流从半环2流入线圈，线圈的AB边受到一个向上的力，CD边中的电流方向与AB边中的电流方向相反，磁场方向相同，故CD边受到一个向下的力，所以线圈沿顺时针方向转动。
乙：
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，继续向前转动。
丙：
线圈越过平衡位置后，半环1跟电刷4接触，半环2跟电刷3接触，电流从半环1流入线圈，与甲图进行比较，磁场方向相同，但AB边中的电流方向与图甲中AB边中的电流方向相反，故此时AB边受到向下的力；同理，CD边受到向上的力。线圈仍沿顺时针方向转动。
丁：
线圈又转至平衡位置时，其情况跟图乙所示相似。线圈由于惯性越过平衡位置后，其情况又和图甲所示相同，这样线圈就能不停地转动下去。
上述四个工作过程为循环过程：
(5)直流电动机的转向与转速的调节：电动机线圈的转向与转速是两个完全不同的概念，影响转向的因素是电流的方向和磁感线的方向，影响转速的因素是线圈中电流的大小和磁场的强弱。若要改变直流电动机的转向，只要改变电流的方向或磁感线的方向即可；若要改变直流电动机的转速，只要改变电流的大小或磁场的强弱即可。
例1 在制作简易电动机的过程中，若要改变电动机的转动方向，可以( )
A．改变通电电流的大小
B．将电源的正负极对调
C．换用磁性更强的磁体
D．增加电动机的线圈匝数
解析：电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，通电线圈在磁场中受力的方向与电流的方向和磁感线的方向有关，二者只改变一个时，通电线圈受力的方向改变，二者同时改变时，通电线圈受力的方向不变。所以要改变电动机的转动方向，可采取的措施是只改变电流的方向或只改变磁感线的方向。故B选项正确。
答案：B
知识点二 扬声器 精练版P43
1．主要结构
收音机、电视机和其他音响设备中都装有各种各样的扬声器(喇叭)，其结构示意图如图所示，它主要由固定的永磁体、线圈和锥形纸盆构成。
2．工作原理
当线圈中通以某方向电流时，线圈受到磁场的作用力而运动，当线圈中通过相反方向的电流时，线圈受到磁场的作用力而反方向运动，由于通过线圈的电流是交变电流，它的大小和方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
扬声器是把电信号(强弱变化的电流)转换成声信号(机械振动)的一种装置。
易错点 电动机中换向器改变线圈中电流方向的原理不清楚
电动机中换向器的作用是每当线圈刚刚转过平衡位置时，自动改变通入线圈中的电流方向，使线圈继续转动。电动机有直流电动机和交流电动机两种，直流电动机和交流电动机的工作原理相同，这里的“直流”和“交流”是相对外电路而言的，外电路为直流电源即为直流电动机，外电路为交流电源即为交流电动机，而内电路(即线圈)中的电流方向都改变。所以，在解题时，不要误认为直流电动机中，无论是外电路还是内电路中的电流方向都不变。
例2 关于直流电动机线圈中的电流和外电路的电流，下列叙述正确的是( )
A．线圈中的电流方向不变，外电路的电流方向改变
B．线圈中的电流方向改变，外电路的电流方向不变
C．线圈中的电流方向和外电路的电流方向都改变
D．线圈中的电流方向和外电路的电流方向都不变
解析：直流电动机中，换向器的作用是改变线圈中的电流方向，而外电路的电流方向不变。
答案：B
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