1、第三节 科学探究:电动机为什么会转动一、学习目标1、通过亲自实验探究，体验科学研究的基本方法，即提出问题、观察实验、收集证据、分析和论证等。2、通过学习能说出电动的原理3、通过学习会安装和制作简单的电动机。二、学法指导1、通过实验探究，体验科学研究的基本方法，即提出问题，观察实验，收集证据，分析和论证等。知道电动机转动的原理。2、通过观察、操作、了解电动机的构造，能安装和制作简单的电动机。3、针对教材中“如何使金属杆在轨道上往复运动？”这一挑战性的问题，通过学生发散思维的基础上概括出两条途径：不断改变电流方向或磁场方向，并用比较的方法得出：改变电流方向比较容易。4、通过阅读，交流认识换向器所起
2、的关键作用。三、释疑解难1、为什么在实验中连接好电路，开关闭合后，电动机仍不转动？电动机不转的因素有四种：一是安装错误；二是电路不通或电流过小；三是摩擦阻力太大；四是线圈处于平衡位置，对这四种因素应分别处理：（1）检查电路的正确性。（2）应检查线圈轴与支架之间以及电刷与换向器之间的情况。（3）电路不通或电流过小的因素较多，主要有：电源电压太低；滑动变阻器阻值过大；电路未连接好；线圈或电路中有断路现象。（4）线圈处于平衡位置时，拨动线圈，让它通过平衡位置，电动机即可转动。2、理解换向器的作用当线圈转到线圈平面与磁感线方向垂直时，两电刷刚好接触两半环间的绝缘部分，线圈由于惯性，还能稍微再转过一些。
3、而线圈稍转过一定角度后，两半环接触的电刷就调换了，线圈中的电流方向也随之改变，从而保证了线圈能不停地转动下去。四、自我检测1、直流电动机是根据 制成的，它是把 能转化为 能的装置。2、通过导体在磁场里受力的方向与 方向和 方向有关。3、在下列家用电器中，应用的是直流电动机的是 （ ）A.录音机 B.电动剃须刀 C.电吹风 D.电风扇4、直流电动机的线圈能够持续转动，是通过 （ ）A.改变磁极的极性B.改变线圈中的电流方向C.同时改变磁极的极性和线圈中的电流方向D.不改变磁极的磁性，也不改变线圈中的电流方向五、交流园地六、课外空间电动机电动机分直流和交流两大类。后者又分异步电动机和同步电动机两种
4、。异步电动机的定子铁芯由许多硅钢片相互绝缘叠压成筒形结构，内表面有凹槽，定子线圈绕组就放在这些槽里。转子也用硅钢片叠压而成，固定在机轴上。若异步电动机的定子线圈通过交流电，就形成旋转磁场。处在磁场里的转子产生感应电流与磁场相互作用，使转子旋转。其转速总是小于旋转磁场的转速，故名异步电动机。同步电动机的定子与异步电动机相同，转子线圈通电时产生固定磁场，定子的旋转磁场以一定转速旋转，吸引转子和它同步旋转。直流电动机与直流发电机完全相同，可以互用。其定子产生固定磁场，转子通过换向器使线圈在各个位置上有固定的电流方向。通电的转子线圈在定子的磁场作用下磁转。直流电动机按激磁方式（磁极的激磁绕组与电枢绕组
5、的连接方式）的不同可分为他激、并激、串激和复激等几种。凡容量在100kW以下没有特殊要求的机械可都用某种异步电动机。对起动力较大而调速范围不大的设备（如吊车、绞车和升降机等）宜用同步电动机。直流电动机的主要特点是起动力矩较大并可在较大范围内连续调速，适合于某些刨床、铣床和轧钢机的控制设备，以及汽车、电气火车和市内电车等。按电动机的结构型式有防护式和封闭式等。防护式电动机用保护罩隐蔽通风孔，防止铁屑和雨水等进入内部；封闭式电动机没有通风孔，靠电动机自身表面散热，灰尘和水气不能进入内部，特别适用于工地、锅炉房、化工厂等灰尘、潮气和腐蚀性气体较多的地方。拖“辫子”的电动机在地壳与大气层的电离之间，竟
6、存在着有3105V电位差的大气电场，这大气电场虽然很高，但由于空气的电导很小，产生的电流非常微小。大气电场虽然早被发现，但一直无法利用。人们发现了一种能长久保持带电状态的物质驻极体以后，有人利用它的开缝效应制成一种新型电动机。这种电动机需要高电压（几千伏以上）和低电流（几毫安、甚至几微安）的电源才能工作，而大气电场恰好具备这些特点。于是一台既不用直流，又不用交流的特殊电动机在美国西弗吉尼亚大学问世了，它被称为“大气电场电动机”。这台电动机拖着两根长长的“辫子”，一根与该大学一幢11层的大楼上的天线相接，另一根与地线相接。这样可从大气电场里获得上千伏的电压和1UA的电流，电动机每分钟可转几百次。大气电场电动机由三个圆盘组成，上、下两个圆盘用铝箔和云母胶合而成，并在铝箔中间开一道细缝，细缝两边的电极分别加上不同极性的电压时，中间的驻极体就会受到一个与两个电极平行的作用力，于是转动起来。电机的转轴是一根有机玻璃棒，两端用宝石轴承支持着。目前，大气电场电动机的最大功率已超过100W，但如用作动力装置尚有一定距离。如果将来能设计出一种能获得较大电流的天线，使更大功率的大气电场电动机转动，那么，人类就能从大气电场这个天然发电厂里取得廉价电力了。