第四節(jié)電動(dòng)機(jī)關(guān)于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的猜想電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的外界條件是給電動(dòng)機(jī)通電，即電動(dòng)機(jī)線圈中必須有電流。線圈在通電后轉(zhuǎn)動(dòng)，說(shuō)明線圈在通電后受到力的作用，這個(gè)作用力是怎樣產(chǎn)生的呢？電動(dòng)機(jī)磁鐵和線圈之間并無(wú)接觸，但線圈通電就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，這說(shuō)明磁鐵的磁場(chǎng)對(duì)通電線圈一定有力的作用。關(guān)于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的原因我們可以有以下猜想。猜想1：電流（通電線圈）在磁場(chǎng)中受到力的作用猜想2：磁場(chǎng)對(duì)電流（通電線圈）產(chǎn)生力的作用猜想3：電動(dòng)機(jī)中磁鐵的磁場(chǎng)與線圈中電流的磁場(chǎng)存在相互作用猜想4：電流（通電線圈）在磁場(chǎng)中受到的力的方向跟電流的方向和磁場(chǎng)的方向有關(guān)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的工作原理（1）電動(dòng)機(jī)的工作原理電動(dòng)機(jī)是根據(jù)通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)的原理制成的，直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理是：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)通過(guò)換向器及時(shí)改變線圈中的電流方向，以保持線圈的持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。

直流電動(dòng)機(jī)的工作原理

甲

乙

丙

丁線圈處于此位置時(shí)，電流從電刷B→半環(huán)E→線圈-→半環(huán)F→電刷A線圈的ab邊受到一個(gè)向上的力，線圈的cd邊受到受到一個(gè)向下的力，線圈沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。線圈轉(zhuǎn)至平衡位置時(shí)，兩電刷跟兩個(gè)半環(huán)之間的絕緣部分接觸，線圈中無(wú)電流，不再受到力的作用。由于慣性，線圈會(huì)越過(guò)平衡位置轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈越過(guò)平衡位置后，電流從電刷B→半環(huán)F→線圈→半環(huán)E→電刷A線圈的ab邊受到一個(gè)向下的力，線圈的cd邊受到一個(gè)向上的力，線圈仍繞軸沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。線圈又轉(zhuǎn)至平衡位置，線圈由于慣性越過(guò)平衡位置后，線圈中電流又從半環(huán)E到半環(huán)F，情況又跟圖甲所示相同。（2）理解和記憶電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的改變、轉(zhuǎn)動(dòng)方向的改變時(shí)注意把握以下兩點(diǎn)：①磁場(chǎng)的方向、電流的方向與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向的關(guān)系，記住“一變就變，全變不變”的口訣。意思是：只要磁場(chǎng)的方向和電流的方向有一個(gè)發(fā)生改變，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向就發(fā)生改變；磁場(chǎng)的方向和電流的方向都發(fā)生改變，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向不發(fā)生改變。②電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和電流的大小有關(guān)，記住“一增則增，全增更增”的口訣。意思是：電流增大和磁場(chǎng)增強(qiáng)都會(huì)引起電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速加快，如果磁場(chǎng)增強(qiáng)，電流也增大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就會(huì)增加得更多。（3）電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用電動(dòng)機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單、控制方便、體積小、效率高、功率可大可小、污染小等優(yōu)點(diǎn)，在日常生活和生產(chǎn)實(shí)踐中廣泛應(yīng)用，例如洗衣機(jī)、電冰箱、各種電動(dòng)玩具、電力機(jī)車、工廠里的電鉆等。【例】電動(dòng)機(jī)是利用通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中

的原理制成的，如圖所示，在做“讓線圈轉(zhuǎn)起來(lái)”的實(shí)驗(yàn)中，將線圈兩端引線的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，其作用與直流電動(dòng)機(jī)中

的作用相同。閉合開(kāi)關(guān)后，線圈不轉(zhuǎn)動(dòng)的原因是

，推一下線圈便不停的轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，要使線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生改變，請(qǐng)?zhí)岢鰞蓚€(gè)方案：a：

；b

?！揪毩?xí)】（1）如圖甲所示，把一根直導(dǎo)線ab支起來(lái)，放在蹄形磁體的磁場(chǎng)里，閉合開(kāi)關(guān)后，直導(dǎo)線就水平向右運(yùn)動(dòng)起來(lái)，根據(jù)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，這說(shuō)明導(dǎo)線必定受到

的作用，且可確定它的方向

。（選填“水平向左”或“水平向右”）（2）假如把蹄形磁體豎起來(lái)，在導(dǎo)線ab末端再連上另一條導(dǎo)線cd，這樣就組成了線圈，如圖乙所示，通電后，圖乙中cd段導(dǎo)線的電流方向是。（選填“由c到d”或“由d到c”）（3）圖乙中，閉合開(kāi)關(guān)后，ab段導(dǎo)線受磁場(chǎng)力的方向向上，則此時(shí)cd段導(dǎo)線受到磁場(chǎng)力的方向

，請(qǐng)你在圖乙中把這個(gè)力畫出來(lái)。由于這兩個(gè)力不在同一直線上，所以線圈不能保持平衡，結(jié)果使線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。換向器如課本16-4-3所示換向器由兩個(gè)銅半環(huán)E和F跟線圈兩端相連，她們彼此絕緣，并隨線圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)。A和B是電刷，它們跟半環(huán)接觸，使電源和線圈組成閉合電路。這樣，無(wú)論線圈的哪個(gè)邊，只要處于靠近磁體S極的一側(cè)，其中的電流都是從左向右流去，這時(shí)它的受力方向總是相同，線圈就可以不停地轉(zhuǎn)動(dòng)下去。直流電動(dòng)機(jī)有多個(gè)線圈，每個(gè)線圈都接在一對(duì)換向片上，有的直流電動(dòng)機(jī)還用電磁鐵來(lái)產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)。換向器的作用（1）磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用把線圈放在磁場(chǎng)里，接通電源，會(huì)發(fā)現(xiàn)線圈在磁場(chǎng)里發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，但不被曝光持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去，擺動(dòng)幾下便停在圖乙所示的位置上。換向器

通電線圈的ab和cd邊在磁場(chǎng)里受到力的作用，ab和cd邊中的電流方向相反，所以受到力的方向相反且不在同一直線上，在這兩個(gè)力的作用下線圈轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。當(dāng)轉(zhuǎn)到圖乙所示的位置時(shí)，這兩個(gè)力的恰好在同一直線上，而且大小相等，方向相反，相互平衡，這個(gè)位置稱為平衡位置。但由于慣性線圈會(huì)越過(guò)平衡位置，線圈ab邊又受到向上的磁力作用，線圈cd邊受到向下的磁力作用，線圈沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)又回到圖乙位置。如此反復(fù)，線圈在平衡位置左右擺動(dòng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）換向器的結(jié)構(gòu)和作用1.結(jié)構(gòu)：由兩個(gè)彼此絕緣的銅質(zhì)半圓環(huán)構(gòu)成，如圖中的E、F。換向器的兩個(gè)半環(huán)分別跟線圈的兩端相連，并通過(guò)電刷接到電源的兩極。2.作用：當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí)，就立即改變線圈中的電流方向，則線圈兩邊的受力方向就會(huì)改變，由于受力方向的改變，線圈就