第4节电动机
【学习目标】
1.通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，知道力的方向与电流方向和磁场方向有关；
2.了解直流电动机的结构和工作原理及其能量转化。
【学习重点】磁场对通电导线的作用。
【学习难点】直流电动机的结构和工作原理。
【导学过程】
一．课前导学，了解轮廓。
1、通电导线在磁场中要，受力的方向跟、都有关系。
2、通电线圈在磁场中会，利用这个原理制成了。
3、电动机的构造主要包括两个部分：叫做和
叫做。另外为了能持续转动，它还有改变电流方向的
二．课堂导学，贵在实践。
探究活动1.磁场对通电导线的作用
(1)演示实验：把一段导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线，观察它的情况。
实验表明：。
(2)演示实验：只改变刚才的实验中的电流的方向，再做一次实验，观察导线的运动方向。实验表明：。
(3)演示实验：保持刚才的实验中的电流的方向不变，但把蹄形磁体两极调换一下，使磁场方向与原来相反，观察导线的运动方向。
实验表明：。
(4)总结得出：通电导线在磁场中要，受力的方向跟、
有关。当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也。
该现象中把能转化成了能。
(5)想一想：如果电流和磁感线的方向都变得相反时，通电导线受力方向会怎样？
答：
(6)那么，通有电流的线圈放在磁场中，它会怎样运动？
演示实验：把线圈放在磁场中，接通电源，观察它的运动情况。
实验表明：。利用这个原理我们制作出了。
探究活动2.电动机的基本构造和工作原理
(1)电动机的构造主要包括两个部分：叫做转子，叫做定子。
(2)结合课本图134页20.4-5和136页20.4-6介绍电动机的工作原理。
(3)当线圈转到与磁场方向垂直的位置时，它的两个边受力、所以不能转动，这个位置是线圈的。
(4)直流电动机有让它每转动半周就改变一次电流方向的换向器。它由两个和两个组成。
三．教师引导、学生小结。
1
第四章 三相异步电动机 一、 填空（每空1分） 1. 如果感应电机运行时转差率为s ，则电磁功率，机械功率和转子铜耗之间的比例是 2:P :e Cu P p Ω= 。 答 s :s)(1:1- 2. ★当三相感应电动机定子绕组接于Hz 50的电源上作电动机运行时，定子电流的频率为 ，定子绕组感应电势的频率为 ，如转差率为s ，此时转子绕组感应电势的频率 ，转子电流的频率为 。 答 50Hz ，50Hz ，50sHz ，50sHz 3. 三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时m s = ,转子总电阻值约为 。 答 1， σσ21X X '+ 4. ★感应电动机起动时，转差率=s ，此时转子电流2I 的值 ，2cos ? ,主磁通比，正常运行时要 ，因此起动转矩 。 答 1，很大，很小，小一些，不大 5. ★一台三相八极感应电动机的电网频率Hz 50，空载运行时转速为735转/分，此时转差率为 ，转子电势的频率为 。当转差率为0.04时，转子的转速为 ，转子的电势频率为 。 答 0.02，1Hz ， 720r/min ，2Hz 6. 三相感应电动机空载时运行时，电机内损耗包括 ， ， ，和 ，电动机空载输入功率0P 与这些损耗相平衡。 答 定子铜耗，定子铁耗，机械损耗，附加损耗 7. 三相感应电机转速为n ，定子旋转磁场的转速为1n ，当1n n <时为 运行状态；当1n n >时为 运行状态；当n 与1n 反向时为 运行状态。 答 电动机， 发电机，电磁制动 8. 增加绕线式异步电动机起动转矩方法有 ， 。 答 转子串适当的电阻， 转子串频敏变阻器 9. ★从异步电机和同步电机的理论分析可知，同步电机的空隙应比异步电机的空气隙要 ，其原因是 。 答 大，同步电机为双边励磁 10. ★一台频率为 160Hz f =的三相感应电动机，用在频率为Hz 50的电源上（电压不变），电动机的最大转矩为原来的 ，起动转矩变为原来的 。
八下第一章第4节电动机练习题 一、 1、通电导体在磁场中受到了。通电导体在磁场中受力方向与 和有关。电流方向改变时，通电导体受力方向。磁场方向改变时，通电导体受力方向。但若电流方向和磁场方向同时改变时，通电导体受力方向。 2、通电线圈在磁场中会发生。平衡位置是指线圈平面与磁感线的位置。 当线圈处在平衡位置时，线圈两边受到一对的作用。当线圈平面与磁感线平行时，线圈会发生。 3、直流电动机的工作原理是：利用的原理。直流 电动机主要组成部分：、、、。换向器的作用：能自动改变线圈中，使线圈连续旋转。线圈的转动方向取决于和。线圈的转动速度取决于和。 4、电动机有许多优点：构造、控制、效率、无污染，广泛地应用在 日常生活和各种生产中。例如：、。 二、我理解了 5、如图所示是检验磁场对通电导体作用力的实验装置，当导 线AB中有某方向电流通过时，它受到的磁场力方向向右。 （1）如果仅将磁极对调位置，导线AB受力方向 ______。 （2）如果磁极位置不变，仅改变AB中的电流方向，导线AB受力方向 ______。 （3）若同时对调磁极位置和改变电流方向，导线AB的受力方向 ______。 （4）此实验表明磁场对通电导体作用力的方向与 __________和 __________方向有关。 6、通电直导体在磁场中受到的力的方向----------------------------------（） A．跟磁感线方向平行，跟电流方向垂直 B．跟磁感线方向垂直，跟电流方向平行 C．跟磁感线方向垂直，跟电流方向垂直 D．跟磁感线方向平行，跟电流方向平行 7、关于直流电动机，小宇和他的同学有不同的看法，其中你认为他们的看法正确的是 A、小宇：直流电动机是利用电磁铁的原理制成的（） B、小丽：直流电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的 C、小明：直流电动机实现了机械能转化为电能 D、小强：直流电动机的换向器是用来改变磁场的方向 8、下列器材的工作原理与电动机的工作原理相同的是-----------------------（） A．电炉 B．电铃 C．磁悬浮列车 D．电流表
安徽新闻出版职业技术学院教案 科目电机与拖动技术基础年级15 包装自动化技术 1 班任课教师付学敏第 4 章三相异步电动机 课 题 1、知识方面：了解三相异步电动机的基本结构、理解工作原理、电磁转矩和机械特教 性，理解起动、调速、制动方法。 学 2、德育方面：科学技术就是生产力。 目 3、技能方面：识别三相异步电动机的基本结构。 的 重三相异步电动机的感应电动式和磁动势 点三相异步电动机的工作原理 难三相异步电动机的工作特性 点 挂（ a）简化的三相绕组分布图 图（ b）按星形连接的三相绕组接通三相电源 或（ c）三相对称电流波形图 实（ d）两极绕组的旋转磁场 验 用 具 作 业
本 课 小 结 安徽新闻出版职业技术学院教师专用纸
导入：三相异步电动机结构简单、制造方便、坚固耐用、维护容易、运行效率高、工作特性好；和同容量的直流电动机相比，异步电动机的 重量约为直流电动机的一半，其价格仅为直流电动机的 l/3 左右；而且异步电动机的交流电源可直接取自电网，用电既方便又经济。所以大部 分的工业、农业生产机械，家用电器都用异步电动机作原动机，其单机容量从几十瓦到几千千瓦。我国总用电量的 2/3 左右是被异步电动机消耗掉 的。 教三相异步电动机的基本结构与工作原理 学过程一、基本结构 三相异步电动机主要是由定子部分（静止的）和转子部分（转动的）两大部分组成，定、转之间是空气隙。另外还有端盖、轴承、机座、风扇等部件。 （一）异步电动机的定子结构 异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组三个部分组成的。 1.机座 异步电动机的机座主要是固定和支撑定子铁心和绕组。中小型电机 一般采用铸铁机座、大中型电机采用钢板焊接的机座。电机损耗变成的 热量主要通过机座散出，为了加强散热面积，机座外部有很多均匀分布 的散热筋。机座两端面上安装端盖，端盖支撑转子，保持定、转子之间 的气隙值。 2.定子铁心 定子铁心是电动机磁路的一部分，装在机座里。为了降低定子铁心 的铁损耗，定子铁心用厚的硅钢冲片叠成，硅钢片两面还应涂上绝缘漆，用以降低交变磁通在铁心中产生的涡流损耗。在定子铁心内圆上开有 槽，槽内放置定子绕组 ( 也叫电枢绕组 ) 。 3.定子绕组 异步电机的定子绕组是电动机电路部分。小型异步电动机定子绕组 通常由高强度漆包圆线绕成线圈嵌入铁心槽内；大、中型电机使用矩形 截面导线预先制成成型线圈，再嵌入槽内。每相绕组按一定规律连接，
第四节电动机 教学目标 一、知识目标： 1．了解磁场对通电导线的作用。 2．了解直流电动机的结构和工作原理。 3．了解直流电动机换向器的作用。 二、能力目标： 1．经历制作小小电动机的过程，提高动手能力，激发浓厚的学习兴趣。 2．经历探究过程，提高实验观察能力、分析归纳能力。 三、情感目标： 通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学习科学技术知识和应用物理知识的兴趣。 教学重难点 教学重点：通电导体在磁场中受力。 教学难点：直流电动机的工作原理。 教学准备 教师准备：电源、开关、蹄形磁体、演示支架各一个，导线若干，演示线圈一个、直流电动机模型一个等。 学生合作组器材：蹄形磁体一个、电源一个、开关一个、小小电动机支架一套、导线若干、火柴盒一个、漆包线一段、小刀一个、尖嘴钳一个。 多媒体课件：直流电动机原理演示动画。 设计思路 首先利用多媒体展示和学生举例营造学习电动机的氛围。然后教师边演示实验边阶梯式提问，逐一深化探究问题：1.既然磁针在磁场中会受力转动，通电导体周围又有磁场，那么，是不是通电导体在磁场中受力了呢？教师演示；2. 通电导体的受力方向是否会发生改变呢？教师演示；3.通电导体的受力方向跟那些因素有关呢？学生猜想，教师演示。4. 要是将通电线圈放入磁场中一定会受力，又会怎样运动呢？学生猜想，教师演示；5. 线圈虽可以转动但不能连续转动，你有办法让其连续转动吗？学生联想讨论，得到各种方案，教师参与确定最佳方
案，转入学生分组“想想做做”。通过动手，学生直接感受刚才所学知识，当电动机转起来以后，学生会兴趣盎然，十分兴奋。教师以此为契机，引入电动机。 结合小小电动机制作，了解结构，引入线圈转动原理的探究演示。为突破该难点，教学中采用一边演示转动现象，一边解释线圈边框受力情况，一边动画模拟，增加直观性。在学生了解了线圈平衡位置附近来回摆动的原因后，提出新的探究问题：小小电动机为什么就能够连续转动呢？分析解释后，再追问：能否在线圈转过平衡位置时，获得转动的动力呢？你有哪些方法呢？最后引出换向器。展示实物。 教学过程 一、创设情景，提出问题 媒体展示：各种用到电动机的装置、电器。 学生举例：如电动自行车、洗衣机、电扇等身边的电器，都用到了电动机。 提出问题：以上装置通电即转，一定是物体受力了，为什么呢？我们知道，小磁针在磁场中会因受力而转动，通电导体周围又存在着磁场，会不会是通电的导体在磁场中受力了呢？ 二、演示一：磁场对通电导线的作用 教师组装演示装置，并向学生说明：ab导线是同路的一部分，它能够在支架上自由移动，当有电流通过时，电流方向和磁感线方向是垂直的。 1.闭合开关，观察ab导线是否移动。（现象：ab导线移动） 2.对调电源的正负极后，再次闭合开关，观察ab导线运动方向是否变化。（现象：ab导线移动方向相反） 3.保持ab导线中的电流方向不变，对调磁体的两极，闭合开关，观察ab导线运动方向是否变化。（现象：ab导线移动方向相反） 师生共同总结：通电导线在磁场中会受到力的作用；磁场中通电导体的受力方向跟磁感线的方向和电流的方向有关。 教师追问：要是将通电线圈放入磁场中一定会受力，又会怎样运动呢？ 三、演示二：通电线圈在磁场中扭动 学生猜想：1.一定会受力，向外运动。2.一定会受力，线圈转动。3.一定会受力，但不动。
第4节 电动机 新课引入 电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具．它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行．电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力．你知道电动机的工作原理吗？从学生的质疑中导入新课。 合作探究 探究点一 磁场对电流的作用 活动1：展示如图所示的装置，让学生猜想一下，当开关闭合后，将会观察到什么现象？学生诧异？闭合开关，让学生观察实验现象？根据实验现象讨论、交流产生此现象的原因是什么？ 师适当点拨： 现象 → 原因 → 有磁场 ↓ ↓ ↓ 导线运动 →受力的作用→ 通电导体是磁体 归纳总结：磁场对通电导体有力的作用。 知识拓宽：并不是所有的通电直导线在磁场中都受到力的作用，当通电直导线与磁感线方向平行时，此时通电的直导线不受力的作用。 活动2：要想改变导体在磁场中的运动方向，如何操作？学生交流、讨论，发表自己的观点，师总结。 总结：改变磁场的方向；可以改变电流的方向。 活动3：根据学生的猜想，进行验证。让学生观察实验现象，讨论得出实验结论。 归纳总结：通电导线在磁场中受力方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关；当电流方向、磁感线方向发生改变时，通电导体受力方向也发生改变。 活动4：根据实验现象，大家讨论一下，在这个装置在能量的转化是怎样的？在生活中哪
些用电器是利用这一原理来工作的？学生交流、讨论，发表自己的观点。 归纳总结： （1）将电能转化为机械能； （2）生活中的电动车、电风扇、电动机等工作时的原理与此相同。 探究点二电动机的基本构造 活动1：一根通电直导线在磁场会受力运动，一个通电的线圈在磁场中会怎样呢？展示如图所示的装置，让同学们猜想，然后再展示。 总结：通电的线圈在磁场中会转动。 活动2：让学生讨论、交流转动的原因。然后各组发表自己的观点。师归纳总结。 归纳总结： 思路：将通电线圈分解为四个通电直导线，即导线ab、导线bc、导线cd、导线da。导线bc、导线da的方向与磁感线方向平行，故不受力的作用，导线ab、导线cd处在同一磁场中，但通过电流的方向相反，故受力方向相反，所以通电的线圈会在磁场中会转动。 活动3：根据原因的分析，说出导线ab、导线cd所受力的特点？ 总结：这两个力的大小相等、方向相反，作用在同一个线圈上，但不在同一条直线上。 活动4：线圈能否在磁场中持续转动？为什么？采取什么措施让线圈持续转动？从受力的角度展开分析。 总结：力的特点：如图所示，此时这两个力的大小相等、方向相反，作用在同一个线圈上，且在同一条直线上，属于一对平衡力，故将会在这个位置处于静止状态。 措施：改变磁感线的方向或者改变线圈中电流的方向。 活动5：让学生自学课本P136找出要让通电线圈在磁场中持续转动的方法，然后交流，统一答案。 活动6：根据以上的探究，总结说出电动机的工作原理、能量转化、构造。学生之间交流、讨论，阐明自己的观点，不同意见的，给予补充。 归纳总结： （1）原理：通电线圈在磁场中受力转动。 （2）构造：电动机由能够转动的线圈和固定不动的磁体两部分组成。在电动机里，能够转动的部分叫转子，固定不动的部分叫定子。 （3）电动机转动的方向：与电流和磁场方向都有关，改变电流方向或磁场方向，电动机的转动方向就随之改变；但如果同时改变电流方向和磁场方向，电动机的转动方向不变。
第4节电动机 知识要点课标要求 1．磁场对通电线圈的作用通过生活实例，认识电流的热效应 2．电动机的基本构造了解电动机的构造，理解电动机的工作原理及换向器的作用 新课引入 电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具．它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行．电动 骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力．你知道电动机的工作原理吗？从 学生的质疑中导入新课。 合作探究 探究点一磁场对电流的作用 活动1：展示如图所示的装置，让学生猜想一下，当开关闭合后，将会观察到什么现象？ 学生诧异？闭合开关，让学生观察实验现象？根据实验现象讨论、交流产生此现象的原因是 什么？ 师适当点拨： 现象→原因→有磁场 ↓↓↓ 导线运动→受力的作用→通电导体是磁体 归纳总结：磁场对通电导体有力的作用。 知识拓宽：并不是所有的通电直导线在磁场中都受到力的作用，当通电直导线与磁感线方向 平行时，此时通电的直导线不受力的作用。 活动2：要想改变导体在磁场中的运动方向，如何操作？学生交流、讨论，发表自己的观 点，师总结。 总结：改变磁场的方向；可以改变电流的方向。 活动3：根据学生的猜想，进行验证。让学生观察实验现象，讨论得出实验结论。 归纳总结：通电导线在磁场中受力方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关；当电流方向、 磁感线方向发生改变时，通电导体受力方向也发生改变。 活动4：根据实验现象，大家讨论一下，在这个装置在能量的转化是怎样的？在生活中哪 些用电器是利用这一原理来工作的？学生交流、讨论，发表自己的观点。
归纳总结： （1）将电能转化为机械能； （2）生活中的电动车、电风扇、电动机等工作时的原理与此相同。 探究点二电动机的基本构造 活动1：一根通电直导线在磁场会受力运动，一个通电的线圈在磁场中会怎样呢？展示如图所示的装置，让同学们猜想，然后再展示。 总结：通电的线圈在磁场中会转动。 活动2：让学生讨论、交流转动的原因。然后各组发表自己的观点。师归纳总结。 归纳总结： 思路：将通电线圈分解为四个通电直导线，即导线ab、导线bc、导线cd、导线da。导线bc、导线da的方向与磁感线方向平行，故不受力的作用，导线ab、导线cd处在同一磁场中，但通过电流的方向相反，故受力方向相反，所以通电的线圈会在磁场中会转动。 活动3：根据原因的分析，说出导线ab、导线cd所受力的特点？ 总结：这两个力的大小相等、方向相反，作用在同一个线圈上，但不在同一条直线上。 活动4：线圈能否在磁场中持续转动？为什么？采取什么措施让线圈持续转动？从受力的角度展开分析。 总结：力的特点：如图所示，此时这两个力的大小相等、方向相反，作用在同一个线圈上，且在同一条直线上，属于一对平衡力，故将会在这个位置处于静止状态。 措施：改变磁感线的方向或者改变线圈中电流的方向。 活动5：让学生自学课本P136找出要让通电线圈在磁场中持续转动的方法，然后交流，统一答案。 活动6：根据以上的探究，总结说出电动机的工作原理、能量转化、构造。学生之间交流、讨论，阐明自己的观点，不同意见的，给予补充。 归纳总结： （1）原理：通电线圈在磁场中受力转动。 （2）构造：电动机由能够转动的线圈和固定不动的磁体两部分组成。在电动机里，能够转动的部分叫转子，固定不动的部分叫定子。 （3）电动机转动的方向：与电流和磁场方向都有关，改变电流方向或磁场方向，电动机的转动方向就随之改变；但如果同时改变电流方向和磁场方向，电动机的转动方向不变。（4）能的转化：电动机工作时，将电能转化为机械能。 活动7：走进生活，列举出生活中的电动机有哪些？在使用的过程中有什么优点？ 归纳总结：
第4节电动机 01知识管理) 1．磁场对通电导线的作用 实验装置图： 实验方法：控制变量法：在探究通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向的关系时，应控制________的方向不变；在探究通电导体在磁场中受力的方向与磁感线的方向的关系时，应控制________的方向不变．实验结论：通电导体在磁场中受到________的作用．其受力方向与________的方向和________的方向有关．注意：在探究影响通电导体在磁场中受力的方向的因素的实验中，如果通电导线中电流的方向与磁感线的方向同时改变，通电导线受力的方向________． 2．电动机 原理：________________________________________________________________________. 构造：电动机由________(能够转动的线圈)和________(固定不动的磁体)两部分组成． 注意：平衡位置线圈所受的力为平衡力，此时因为惯性继续运动下去． 换向器构造：如图所示，换向器由两个铜半环________和两个电刷________组成． 换向器的作用：每当线圈刚转过________时，自动改变通入线圈中的________，使线圈连续转动． 能量转化：________能转化为________能． 02基础题 1．要改变电动机的转向，下列办法可行的是() A．改变电流的大小 B．对调电源正负极，改变电流方向 C．换用磁性更强的磁体 D．同时改变电流方向和磁感线方向 2．(枣庄中考)利用如图所示的实验装置，小超探究了“磁场对通电直导线的作用”．闭合开关S0，原本静止的轻质硬导线AB水平向右运动．要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是() A．将导线A、B两端对调 B．将滑动变阻器的滑片P向右移动 C．换用磁性更强的蹄形磁体 D．将蹄形磁体的N、S两极对调 3．通电线圈在磁场中转过一个角度，最后停在某个位置，此位置是() A．它不受磁场力的位置 B．线圈所在平面与磁感线平行的位置 C．电路中无电流的位置 D．线圈所在平面与磁感线垂直的位置 4．为了保证电动机朝一个方向转动，能自动完成这一任务的是() A．继电器 B．电刷 C．变阻器 D．换向器 5．(昆明中考)如图所示的四种电器中，利用电动机原理工作的是() A．电炉B．电风扇 C．电饭煲 D．电铃 6．(茂名中考)如图所示是________工作原理图．当其正常工作时，________能转化为________能． 7．(广州中考)如图，线圈abcd位于磁场中． (1)通电后，cd段导线的电流方向________(填“由c到d”或“由d到c”)． (2)cd段导线受磁场力的方向如图所示，在图中画出ab段导线受磁场力的方向． 8．(泉州中考)实验装置如图所示，闭合开关，观察到金属杆向左运动起来，实验现象说明磁场对________有力的作用，利用这种现象可以制成________机；断开开关，对调电源正、负两极，重新接入电路，再次闭合开关，观察到金属杆向________运动起来． 03中档题 9．下列情况下通电导线一定会受到磁场的力的作用的是() A．通电导线放在一螺线管附近 B．在通电导线附近有一导线环 C．通电导线放在一蹄形磁铁的两极之间 D．通电导线放在一蹄形磁铁的两极之间，且与蹄形磁铁两极的连线垂直放置 10．小明将直流电动机模型接入电路，闭合开关后，发现电动机不工作．他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动，其原因可能是() A．直流电动机的铜半环与电刷接触不良 B．电源电压太低 C．线圈刚好处于平衡位置 D．线圈中的电流太小
第四章交流电机理论基础 4.1 交流绕组与直流电枢绕组的根本区别是什么？ [答案] 4.2 构成交流电枢绕组并联支路的理想条件有哪些？ [答案] 4.3 产生脉振磁动势和产生圆形磁动势的条件各有哪些？ [答案] 4.4 将对称三相绕组接到三相电源的三个接线头对调两根后，其旋转磁动势的转向是否会改变？ [答案] 4.5 一台频率为50Hz的三相电机，通入频率为60Hz的三相对称电流，如电流的有效值不变，相序不变，试问三相合成基波磁动势的幅值，转速和转向是否会改变？ [答案] 4.6 a、b两相绕组，其空间轴线互成90o电角度，每相基波的有效匝数为Nk N1 (两相绕组都相同)，绕组为p对极，现给两相绕组中通以对称两相交流电流，即 试求绕组的基波合成磁动势及三相谐波合成磁动势的表达式f1(θ, t) 和f3(θ, t) ，写出两者的振幅计算式，并分别指出磁动势的转速及转向如何？ [答案]
4.7 三相对称交流定子绕组通入三相对称非正弦波电流，设此非正弦波电流包含有基波及3、5、7等奇次谐波分量，试分析分别由3、5、7次谐波电流所产生的三相合成磁动势基波和3、5、7次谐波的转速和转向。 [答案] 4.8 有一台汽轮发电机，定子槽数Z=36，极数2p＝2，采用双层叠绕绕组，节距y1＝14，每个线圈匝数N c＝1，并联支路数a＝1，频率为50Hz。每极磁通量Φ1＝2.63Wb。试求： (1) 导体电势E c1； (2) 匝电势E t1； (3) 线圈电势E y1； (4) 线圈组电势E q1； (5) 相电势E 1。 [答案] 4.9 一台三相交流异步电动机，定子采用双层短距叠绕绕组，Y联结，定子槽数Z＝48，极数2p＝4，线圈匝数N c＝22，节距y1＝10，每相并联支路数a＝4，定子绕组相电流I=37A，f＝50Hz，试求： (1) 一相绕组所产生的磁动势波； (2) 三相绕组所产生的合成磁动势波。 [答案] 4.10 一台三相六极交流对称定子绕组，在A、B、C相绕组中分别通以三相对称电流i A=10cosωt A；i B＝10cos(ωt-2π/3) A；i C＝10cos(ωt-4π/3) A，试求： (1) 当i A＝10 A时，三相合成磁动势基波的幅值的位置； (2) 当i B＝10 A时，三相合成磁动势基波的幅值的位置； (3) 当i A从10 A下降至5 A时，基波合成磁动势在空间转过多少圆周? [答案]
电动机 第1课时 一、教学目标： 1、通过实验观察搞清通电导线在磁场中将受到磁场力的作用，知道通电导体在磁场中受力方向与电流方向，以及磁感线方向有关系。 2、知道电动机就是利用上述现象制成的。 3、搞清电磁感应和磁场对电流作用中的能量转化。 4、培养、训练学生观察能力和从实验事实中，归纳、概括物理概念与规律的能力。 二、重点难点分析： 通电导线在磁场中受力方向与磁场方向、电流方向之间的关系是本节的难点，也是分析电动机转动的依据。初中不要求左手定则，弄清楚电动机的转动有一定难度。 三、教具： 演示用通电直导线在磁场中受力实验器材（电源、滑动变阻器、开关、导线、蹄型磁铁、铁棒架） 通电线圈在磁场中转动的演示装置。 四、主要教学过程 ㈠引入新课： 首先做直流电动机通电转动的演示实验，接着提出问题：电动机为什么会转动？ 请同学们回忆一下奥斯特实验——电流周围存在着磁场。 复习：磁体的周围存在着磁场，电流的周围也存在着磁场； 磁场最基本的性质是对磁场中的磁体产生磁力作用，那么磁场对磁场中的电流是否会产生磁力作用呢？ 即电流对磁体有力的作用，磁体对电流有无力的作用呢？ ㈡新课教学 板书：四、磁场对电流的作用 1、通电直导线在磁场中的受力演示实验。 ⑴、介绍实验装置，实验对象为通电小铜棒。（通电直导线） ⑵、实验过程：静止在导轨上的铜棒通电后，会发生什么现象？（实验表明：通电导体在磁场中受到磁力作用。） ⑶、改变电流方向，不改变磁场方向铜棒运动方向怎么样改变？（现象：铜棒运动方向改变。结论：通电直导线的受力方向与电流方向有关。） ⑷、改变磁感线方向，不改变电流方向，铜棒运动方向怎么样改变？（现象：铜棒运动方向改变。结论：通电直导线的受力方向与磁感线方向有关。）
第四章第4节电动机（第一课时） 教学目标 1．通过演示实验，知道磁场对电流有力的作用。 2．知道通电导体在磁场中受力方向与哪些因素有关。 3.通过演示实验，知道通电矩形线圈在磁场中的转动情况。 教学建议： 1.在演示实验中引导学生联系力的有关知识，从而知道磁场对电流有力的作用。 2.通过实验或课件，引导学生通过想象和分析得出通电导体在磁场中受力方向与哪些因素有关，知道通电矩形线圈在磁场中的转动情况。 教学过程 一、直接引入 出示：玩具电动小汽车，接上一节干电池并开动。 设问：它是靠什么装置来运动的？电动机是根据什么原理工作的呢？ 二、讲解新课 1.演示通电导体在磁场中运动，得出通电导体在磁场里会受到力的作用。演示：按课本4-37实验，将一根直导体AB放在蹄形磁体的磁场里，按通电源，让电流通过。 设问：看见什么现象？ 实验现象：原来静止在导轨上的导体AB会沿导轨运动。设问：通电导体AB 为什么会发生移动？导体由静止变运动的原因是什么？ 实验表明：通电导体受到了力的作用。 演示：拿去蹄形磁体，让直导体AB在原导轨上，接通电源。 设问：看见什么现象？（直导体AB不动） 实验结论：实验说明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的几个因素。 演示：重做图4-37实验，将两个导轨接线柱的接线对调，接通电源，要求观察。 分析得出：通电导体在磁场里受力方向与电流方向有关。 演示：对调蹄形磁铁N、S极位置，重复上述操作，要求观察。 分析得出：通电导体在磁场里受力方向与磁场方向有关。 演示：同时改变磁场方向和电流方向，重复上述操作，要求观察。 结论：通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关。 3．磁场对通电线圈的作用。 演示：按课本4-38实验，通电矩形线圈分别处于a位置和b位置时，观察线圈的转动情况。 现象：通电线圈处于（a）位置－－线圈平面与磁场平行时，线圈发生转动。 通电线圈处于（b）位置－－线圈平面与磁场垂直时，线圈不发生转动。 设问：通电线圈在磁场中为什么在（a）位置会发生转动？转到什么位置会停下来，为什么？在（b）位置为什么不发生转动？ 分析（用书本模拟线圈）： （1）（a）位置时，由于通电线圈的两条对边中电流方向相反，它们在磁场中受到磁场力的方向相反且不在一条直线上，在这两个力作用下线圈会发生转动。当线圈从（a）位置转过90°时，这两上力恰好在同一直线上，而且大小相等、方
版权均属于北京全品文化发展有限公司，未经本公司授权不得转载、摘编或利用其他方式 第十六章 电压 电阻 第4节 变阻器 方式一 【情景导入】 多媒体播放视频：用铅笔芯制作调光灯。(详见光盘内容) 图16－4－1 导入语：用铅笔芯制作调光灯的实验原理是什么呢？让我们从探究开始，学习这节课的内容：可以变化的电阻——变阻器。 方式二 【情景导入】 多媒体播放图片或视频：生活中的变阻器。(详见光盘内容) 图16－4－2 导入语：灯的亮度、风扇的转动速度、收音机的音量都是可以控制的，它们内部都有什么控制元件呢？本节课我们就来学习：可以变化的电阻——变阻器。 详见光盘内容 1．滑动变阻器阻值变化的快速判断方法 在判断滑动变阻器连入电路的电阻大小的变化情况时，首先明确变阻器的下面接入电路的是哪个接线柱，然后以这个接线柱为“参考点”，若滑片P 远离该点，则其连入电路的电阻变大，若滑片P 靠近该点，则其连入电路的电阻变小。 2．实验改进：用铅笔芯制作调光灯 [实验目的] (1)理解滑动变阻器的工作原理。 (2)知道通过改变电阻，可以改变电路中的电流。 (3)知道同一灯泡的亮度与通过它的电流大小有关。 [实验原理] 电阻大小与导体的材料、长度和横截面积等因素有关，要使电路中的电流发生
改变，可以改变接入电路的电阻。改变电阻的方式包括改变导体的材料、长度和横截面积等。 [实验器材] 电池组、开关、导线若干、不同规格的铅笔芯(分别选择2B、HB、2H等不同标号的铅笔芯，某一标号的铅笔芯有粗细不同的规格)、电流表等。 图16－4－3 [实验步骤] (1)连接实物如图16－4－3所示，夹子M、N间可以接入不同规格的铅笔芯。 (2)在M、N间接入2B铅笔芯，使M、N之间的距离为2 cm，闭合开关，观察灯泡的亮度，记录电路中电流表的示数。 (3)逐渐增大M、N间的距离，直到距离增大到5 cm，观察灯泡的亮度及电流表的示数变化。 (4)改变M、N间接入的铅笔芯，把HB铅笔芯接在M、N间，也接入5 cm长，闭合开关，观察灯泡的亮度及电流表的示数。 (5)把2H铅笔芯接入M、N间5 cm长，闭合开关，观察灯泡的亮度，记录电流表的示数。 (6)把较粗的2B铅笔芯接入M、N间，接入5 cm长，观察灯泡的亮度，记录电流表的示数。 (7)对比不同型号的铅笔芯的电阻大小，思考在实际改变电阻时，改变哪个最简便。 [注意] 实验中不同型号的铅笔芯，相同长度的电阻也不一定相等，但电阻大小相差较小，如果直接根据灯泡的亮度来判断电流的变化不准确，所以电流表是必须的。 [考点小说] 滑动变阻器是初中物理电学部分基本实验器材之一，在很多实验中都起到保护电路、调节电压和电流的重要作用。滑动变阻器的工作原理、使用方法是中考必然涉及的内容之一，但因难度很小，所以独立考查的题目很少，一般都会结合具体的串、并联电路的分析来进行考查。 滑动变阻器的作用及使用 版权均属于北京全品文化发展有限公司，未经本公司授权不得转载、摘编或利用其他方式
第四章 三相异步电动机 一、 填空（每空1分） 1. 如果感应电机运行时转差率为s ，则电磁功率，机械功率和转子铜耗之间的比例是 2:P :e Cu P p Ω= 。 答 s :s)(1:1- 2. ★当三相感应电动机定子绕组接于Hz 50的电源上作电动机运行时，定子电流的频率为 ，定子绕组感应电势的频率为 ，如转差率为s ，此时转子绕组感应电势的频率 ，转子电流的频率为 。 答 50Hz ，50Hz ，50sHz ，50sHz 3. 三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时m s = ,转子总电阻值约为 。 答 1， σσ21X X '+ 4. ) 5. ★感应电动机起动时，转差率=s ，此时转子电流2I 的值 ， 2cos ? ,主磁通比，正常运行时要 ，因此起动转 矩 。 答 1，很大，很小，小一些，不大 6. ★一台三相八极感应电动机的电网频率Hz 50，空载运行时转速为735转/分，此时转差率为 ，转子电势的频率为 。当转差率为时，转子的转速为 ，转子的电势频率为 。 答 ，1Hz ， 720r/min ，2Hz 7. 三相感应电动机空载时运行时，电机内损耗包括 ， ， ，和 ，电动机空载输入功率0P 与这些损耗相平衡。 答 定子铜耗，定子铁耗，机械损耗，附加损耗 8. 三相感应电机转速为n ，定子旋转磁场的转速为1n ，当1n n <时为 运行状态；当1n n >时为 运行状态；当n 与1n 反向时为 运行状态。 答 电动机， 发电机，电磁制动 9. 增加绕线式异步电动机起动转矩方法有 ， 。 答 转子串适当的电阻， 转子串频敏变阻器 10. . 11. ★从异步电机和同步电机的理论分析可知，同步电机的空隙应比异步电机的空气隙要 ，其原因是 。 答 大，同步电机为双边励磁
第4章半导体器件习题解答 习 题 4.1计算题4.1图所示电路的电位U Y 。 （1）U A =U B =0时。 （2）U A =E ，U B =0时。 （3）U A =U B =E 时。解：此题所考查的是电位的概念以及二极管应用的有关知识。假设图中二极管为理想二极管，可以看出A 、B 两点电位的相对高低影响了D A 和D B 两个二极管的导通与关断。 当A 、B 两点的电位同时为0时，D A 和D B 两个二极管的阳极和阴极（U Y ）两端电位同时为0，因此均不能导通；当U A ＝E ，U B ＝0时，D A 的阳极电位为E ，阴极电位为0（接地），根据二极管的导通条件，D A 此时承受正压而导通，一旦D A 导通，则U Y ＞0，从而使D B 承受反压（U B ＝0）而截止；当U A ＝U B ＝E 时，即D A 和D B 的阳极电位为大小相同的高电位，所以两管同时导通，两个1k ?的电阻为并联关系。本题解答如下： （1）由于U A ＝U B ＝0，D A 和D B 均处于截止状态，所以U Y ＝0； （2）由U A ＝E ，U B ＝0可知，D A 导通，D B 截止，所以U Y ＝ Ω+Ω?Ωk k E k 919＝10 9E ；（3）由于U A ＝U B ＝E ，D A 和D B 同时导通，因此U Y ＝Ω+Ω×?Ω×k k E k 19292＝1918E 。4.2在题4.2图所示电路中，设VD 为理想二极管，已知输入电压u I 的波形。试画出输出电压u O 的波形图。 题4.1图 题4.2图 解：此题的考查点为二极管的伏安特性以及电路的基本知识。 首先从（b）图可以看出，当二极管D 导通时，电阻为零，所以u o ＝u i ；当D 截止时，电
(全国通用)2019学年【九年级】物理全册第二十章第4 节电动机习题(新版)新人教版 01知识管理) 1．磁场对通电导线的作用 实验装置图： 实验方法：控制变量法：在探究通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向的关系时，应控制________的方向不变；在探究通电导体在磁场中受力的方向与磁感线的方向的关系时，应控制________的方向不变．实验结论：通电导体在磁场中受到________的作用．其受力方向与________的方向和________的方向有关．注意：在探究影响通电导体在磁场中受力的方向的因素的实验中，如果通电导线中电流的方向与磁感线的方向同时改变，通电导线受力的方向________． 2．电动机 原理：________________________________________________________________________. 构造：电动机由________(能够转动的线圈)和________(固定不动的磁体)两部分组成． 注意：平衡位置线圈所受的力为平衡力，此时因为惯性继续运动下去． 换向器构造：如图所示，换向器由两个铜半环________和两个电刷________组成． 换向器的作用：每当线圈刚转过________时，自动改变通入线圈中的________，使线圈连续转动． 能量转化：________能转化为________能． 02基础题 1．要改变电动机的转向，下列办法可行的是() A．改变电流的大小 B．对调电源正负极，改变电流方向 C．换用磁性更强的磁体 D．同时改变电流方向和磁感线方向 2．(枣庄中考)利用如图所示的实验装置，小超探究了“磁场对通电直导线的作用”．闭合开关S0，原本静止的轻质硬导线AB水平向右运动．要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是() A．将导线A、B两端对调 B．将滑动变阻器的滑片P向右移动 C．换用磁性更强的蹄形磁体 D．将蹄形磁体的N、S两极对调 3．通电线圈在磁场中转过一个角度，最后停在某个位置，此位置是() A．它不受磁场力的位置 B．线圈所在平面与磁感线平行的位置 C．电路中无电流的位置 D．线圈所在平面与磁感线垂直的位置 4．为了保证电动机朝一个方向转动，能自动完成这一任务的是() A．继电器 B．电刷 C．变阻器 D．换向器 5．(昆明中考)如图所示的四种电器中，利用电动机原理工作的是() A．电炉B．电风扇 C．电饭煲 D．电铃 6．(茂名中考)如图所示是________工作原理图．当其正常工作时，________能转化为________能． 7．(广州中考)如图，线圈abcd位于磁场中． (1)通电后，cd段导线的电流方向________(填“由c到d”或“由d到c”)． (2)cd段导线受磁场力的方向如图所示，在图中画出ab段导线受磁场力的方向． 8．(泉州中考)实验装置如图所示，闭合开关，观察到金属杆向左运动起来，实验现象说明磁场对________有力的作用，利用这种现象可以制成________机；断开开关，对调电源正、负两极，重新接入电路，再次闭合开关，观察到金属杆向________运动起来． 03中档题 9．下列情况下通电导线一定会受到磁场的力的作用的是() A．通电导线放在一螺线管附近 B．在通电导线附近有一导线环 C．通电导线放在一蹄形磁铁的两极之间 D．通电导线放在一蹄形磁铁的两极之间，且与蹄形磁铁两极的连线垂直放置 10．小明将直流电动机模型接入电路，闭合开关后，发现电动机不工作．他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动，其原因可能是()
第四章三相异步电动机 一、填空(每空1分) 1.如果感应电机运行时转差率为,则电磁功率,机械功率与转子铜耗之间得比例就是 = 。 答 2.★当三相感应电动机定子绕组接于得电源上作电动机运行时,定子电流得频率为 ,定子绕组感应电势得频率为 ,如转差率为,此时转子绕组感应电势得频率 ,转子电流得频率为。 答 50Hz,50Hz,50sHz,50sHz 3.三相感应电动机,如使起动转矩到达最大,此时= ,转子总电阻值约为 。 答 1, 4.★感应电动机起动时,转差率 ,此时转子电流得值 , ,主磁通比,正常运行时要 ,因此起动转矩。 答 1,很大,很小,小一些,不大 5.★一台三相八极感应电动机得电网频率,空载运行时转速为735转/分,此时转差率为 ,转子电势得频率为。当转差率为0、04时,转子得转速为 ,转子得电势频率为。 答 0、02,1Hz, 720r/min,2Hz 6.三相感应电动机空载时运行时,电机内损耗包括 , , ,与 ,电动机空载输入功率与这些损耗相平衡。 答定子铜耗,定子铁耗,机械损耗,附加损耗 7.三相感应电机转速为,定子旋转磁场得转速为,当时为运行状态;当时为运行状态;当与反向时为运行状态。 答电动机, 发电机,电磁制动 8.增加绕线式异步电动机起动转矩方法有, 。 答转子串适当得电阻, 转子串频敏变阻器 9.★从异步电机与同步电机得理论分析可知,同步电机得空隙应比异步电机得空气隙要 ,其原因就是。 答大,同步电机为双边励磁 10.★一台频率为得三相感应电动机,用在频率为得电源上(电压不变),电动机得最大转矩为原来得 ,起动转矩变为原来得。 答 , 二、选择(每题1分) 1.绕线式三相感应电动机,转子串电阻起动时( )。 A 起动转矩增大,起动电流增大; B 起动转矩增大,起动电流减小; C 起动转矩增大,起动电流不变; D 起动转矩减小,起动电流增大。 答 B 2.一台50三相感应电动机得转速为,该电机得级数与同步转速为( )。 Ａ４极,; Ｂ６极,;
第4节电动机 基础导练 1．要改变直流电动机的转向，以下方法不可行的是（） A．改变线圈中的电流方向 B．改变磁场方向 C．同时对换电源的正负极和两个磁极 D．只对换电源的正负极或只对换两个磁极 2．某实验小组装了一个直流电动机模型，接通电源后电动机不转，用手拨动一下线圈（转子）后，线圈转子就正常转动起来，则该电动机模型开始时不转的原因可能是（） A．线圈内部断路 B．电刷与换向器接触不良 C．磁体的磁性不强，或线圈中电流不够大 D．线圈正好处于平衡位置 3．如图所示，小明同学在做实验时，在一通电导线N内部有一个通电螺线管M，则M受力作用而（） A．向右运动 B．向左运动 C．绕OO’转动 D．以上都有可能 能力提升 1．小明同学有一从玩具小汽车里拆下来的电动机，他想提高电动机的转速（假设电动机不损坏），他可以采取的方法有________________________；_____________________。（请写出两种方法） 2．如图所示是研究通电导体在磁场中受力方向与哪些因素有关的实验。比较（a）、（b）两图可知通电导体在磁场中的受力方向跟___________________
有关，比较（a）（c）两图可知通电导体在磁场中的受力方向还跟______________有关。 3．根据如图（a）所示磁场方向、导体中的电流方向以及导体在磁场中的受力方向三者之间的关系，试推出图（b）中电流的方向，图（c）中通电导体所受磁场力的方向，图（d）中磁体的N、S极。（图中⊕表示电流垂直于纸面向里，⊙表示电流垂直于纸面向外）
参考答案 基础导练 1.C 2.D 3.C 能力提升 1.增大流过电动机的电流增加电动机磁铁的磁场强度 2.电流方向磁场方向 3.
阴极射线管 阴极射线管，是一种能减少阴极加热器耗电的阴极射线管。其中，旁热式阴极结构体，具备热电子发射物质层的金属基低；在一端的部位上设有保持基底金属，在内部还设有收纳加热器游离电子的管状套筒；加热器的主要部分筒径较大，加热器腿部一侧的筒径较小，而且也是支承套筒的异形支承体。 基本信息 阴极射线管（CRT）是由英国人威廉·克鲁克斯首创，可以发出射线，这种阴极射线管被称为克鲁克斯管。 阴极射线管是将电信号转变为光学图像的一类电子束管，人们熟悉的电视机显像管就是这样的一种电子束管。它主要由电子枪、偏转系统、管壳和荧光屏构成。 阴极射线管能提供聚集在荧光屏上的一束电子以便形成直径略小于1mm的光点。在电子束附近加上磁场或电场，电子束将会偏转，能显示出由电势差产生的静电场，或由电流产生的磁场。 一个阴极射线管，其特征在于，具有真空管壳，该真空管壳由下述构成：面板部分，具有在内面上涂敷了荧光体的荧光面；管颈部分，收纳了具有具备旁热式阴极构体和控制电极和加速电极的电子束产生部分、和由聚焦电极和阳极电极构成并使电子束聚焦和加速的主透 镜部分的电子枪；以及锥体部分，连接上述面板部分和上述 管颈部分，其中，上述旁热式阴极构体，具备具有热电子发 射物质层的基底金属；在一个端部上保持基底金属，在内部 收纳加热器的筒状的套筒；在加热器的加热器主要部分一侧 具有大直径部分，在加热器的腿部一侧具有小直径部分，而 且支承套筒的异形支承体；以及在加热器的腿部一侧具有大 直径部分，在加热器的主要部分一侧具有小直径部分的阴极 盘，并使套筒的另一端部外面和支承体的小直径部分内面固 定，使支承体的大直径部分外面和上述阴极盘的小直径部分内面固定。 实验室 实验室通常使用静电偏转式示波管，它的旁热式阴极需要1A的电流、4或6．3V的电压。阴极被离得较远的顶部开孔的圆柱形金属筒罩着，圆筒相对于阴极加上负电势，电子受到它的排斥、形成通过小孔的电子束。这个圆筒电极称为栅板或屏蔽栅，改变栅极电位能控