九年级物理：直流电动机是怎么转动起来的？

一、《图说物理》帮你轻松学物理

初中物理微课

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电动机是利用通电导体在磁场中受力运动这一原理工作的，但如何才能让

导体持续不停的运动，还是真的很有些学问在里面的。

磁场对通电导体的作用

通电导体受力方向（1）与电流方向（2）和磁场方向（3）的关系是：

1、三者在空间相互垂直；

2、只要（2）、（3）其中一个反向，导体受力方向（1）都会与原来相反。

线圈两边的受力分析

为了让导体持续运动，这们可以把导体做成线圈，将导体的直线运动变化成转动。上图中线圈的左、右两电流方向相反，所以受力方向也相反。所以线圈就会转动。

线圈转动到平衡位置

但线圈转动一定角度后就会静止下来，这个位置就是线圈平面与磁场垂直的位置，这里，我们叫这个位置为线圈的平衡位置。

此时，线圈两边受力平衡，没有使线圈继续转动的力矩，即使由于惯性，线圈可能转过平衡位置，它受到的力也会使它最终回到平衡位置静止下来。

通电线圈在磁场中受力运动的情况

那么怎样才能制作一个真正意义上的直流电动机呢？

直流电动机的构造

直流电动机同由外部的永磁体作为定子，内部的线圈作为转子，再配合滑环、电刷组成的换向器共同构成的，通常它们的功率较小，用于玩具车、小型电动工具中。

滑环与电刷共同组成换向器

一个线圈中滑环由两个半圆导体构成，与线圈连接并一起转动，通过连接电源的电刷交替与电源的正、负极接通，从而使线圈中的电流方向每转一周改变两次。

线圈中的电流方向交替改变

换向器使线圈中的电流不断改变：从而使线圈处于左侧的边受力保持向上，右侧边受力保持向下，这样线圈就不断顺时针转动起来！当然想改变电机的转动方向，可以对调磁极或改变对调电刷所连接的电源极性。

二、知识梳理，使你了解更多信息

●1.磁场对通电导线的作用

(1)通电导体在磁场里,会受到力的作用

(2)通电导体在磁场里,受力方向与电流方向和磁感线方向有关。

●2.电动机

(1)原理:

电动机是根据通电线圈在磁场中因受力而发生转动的原理制成的,是将电能转化为机械能的裝置.

(2)构造:

电动机是由转子能够转动的部分和定子固定不动的部分两部分组成的。

(3)换向器的作用：

是由两个铜制半环构成的,两者彼此绝缘。换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时,能自动改变线圈中电流的方向,使线圈连续转动。

(4)电动机的转动方向：

电动机的转动方向由电流方向和磁场方向决定，

改变电动机转动方向的方法:

改变电流方向(交换电压接线)或改变磁感线方向(对调极).

（5)电动机转速：

电动机转速的大小与线圈的匝数、线圈中电流的大小、磁场的强弱有关,即线圈匝数越多’电流越大,磁场挾强,转速越快

提髙电动机转速的方法:

增加线圈的匝欻丶增加磁体的性、增大电流。

(6)电动机的优点

与热机相比,电动机的优点:

构造简单;控制方便;体积小;无污染;效率高;功率可大可小.

★解读:

(1)通电导体在场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关。

当电流方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时,力的方向也随之改变;当电流方向和磁感线方向两者同时都发生改变时,力的方向不变。

(2)当通电导线与磁感线垂直时,磁场对通电导线的力最大;当通电导线与磁感线平行时,磁场对通电导线没有力的作用.

三、中考真题，了解中考题型动态

1.(2020岳阳)

如图所示的四个实验,能反映电动机工作原理的是(  )

2.(2020青海)

如图所示,能够说明发电机工作原理的实验装置是（  ）

3.(2020成都A卷)

小罗把两个玩具电机用导线连接在一起(如图),用力快速拨动甲电机的转叶,发现乙电机的转叶也缓慢转动起来对这个现象分析正确的是（     ）

A.“甲电机”将电能转化为机械能

B.“乙电机”将机械能转化为电能

C.“甲电机”依据电磁感应来工作

D.两电机的工作原理是相同的

4.(2019扬州)

如图为直流电动机的工作原理图,分标正确的是（  ）

A.改变磁场方向可以改变线圈转动的方向

B.电动机通电后不转,一定是电路断路

C.电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能

D.线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的

5.(2020河南)(多选)

在科学晚会上,小明所在的科技小组展示了一个“隔板推物”的节目,其原理如图所示甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中,两线圈通过导线连接构成一个闭合电路.用手推动甲线圈摆动时,乙线圈会随之摆动,对于这个过程,下列说法正确的是（   ）

A.甲线圈相当于电源,乙线圈相当于用电器

B.推动甲线圈摆动时电能转化为机械能

C.乙线圈随之摆动时机械能转化为电能

D.乙线圈摆动是因为通电导线在磁场中受力

6.(2019临沂)

新能源电动汽车被越来越多的家庭所接受,其核心部件是电动机.下图能说明电动机工作原理的是（   ）

7.(2020苏州)

如图所示,将甲、乙两个微型电动机的转轴对接并固定在一起,闭合开关后两电动机一起转动,小灯泡发光此处产生电磁感应现象的是            (选填“甲”或“乙”)电动机该过程中能量转化是将电能→        能→电能,最终转化为内能和光能.

8.(2020盐城)

如图所示,在“探究磁场对电流的作用”实验中,给直导线通电,观察到它向右运动.只改变直导线中电流的             ，导线的运动方向会发生改变，这个过程将        能转化为直导线的机械能.日常生活中的         (选填“电动机”或“发电机”)就是利用这个原理制成的.

参考答案：

D  2. C  3. C  4.  A  5. A D  6. D

7. 甲  机械（动）8. 方向   电    电动机