师：同学们好，请准备好学习任务单，开始今天的学习。今天，我们来探究电动机转动的原理。首先，回顾一下上节课的主要内容。上节课我们了解到，电动机的主要部件是定子和转子线圈，也可简化为一根导线。最后，我们提出了电动机转动的猜想：电动机的线圈可能在磁场中受到了力的作用。那么，电动机的转动真的是因为线圈在磁场中受力吗？如果是，这种力的方向又有什么特点呢？我们通过实验来探究。
这是实验原理图，有电源、磁铁、导轨，电源通过导轨给导体棒AB供电。根据原理图连接好电路，此时导体棒的电流从B流到A 。接通电路后，导体中有电流通过，观察导体棒的运动情况。请看实验。
好，现在按照实验装置图连接好器材，闭合开关，接通电源，观察导体棒是否运动，如何运动。再观察一遍。
通过刚才的实验，我们来分析实验现象。闭合开关后，原本静止在磁场中的导体发生了运动，为什么呢？对，是受到了力的作用。这里电流从内侧流到外侧，力是向右的，所以它向右运动。由此得出结论：通电导体在磁场中会受到力的作用。
那么，这种力的方向与电流方向、磁场方向有关吗？我们再做一个实验。保持磁体N极、S极不变，改变电流方向，将导体棒中的电流方向改变，也就是将正负接线柱对换，让电流由外侧A端流到内侧B端。观察导体的运动情况，请看实验。
同学们，现在保持磁场方向不变，将导轨的外侧接电源正极，内侧接电源负极，即改变电流方向。闭合开关，观察导体棒的运动情况。断开开关。
通过刚才的实验，我们发现磁场方向不变时，对换接线柱正负极，改变电流方向，磁场中导体的运动方向发生改变，由向右运动变为向左运动。由此可得，通电导体在磁场中受到的力的方向与电流方向有关。
那么，磁场对通电导线的力的方向仅仅与电流方向有关吗？磁场方向对通电导线受力方向有没有影响呢？现在，保持电流方向仍然从导体棒的外侧A端流向内侧B端，改变磁场方向，接通电路，观察导体棒的运动情况。请看实验。
刚才我们观察了导轨外侧接电源正极时，通电导线棒在磁场中的运动情况。现在断开开关，保持电流方向不变，将磁场的N极和S极对调，也就是改变磁场方向，将导体棒放入磁场中，闭合开关，观察导体棒的运动情况。
通过实验发现，电流方向不变时，对调磁场的S极和N极，改变磁场方向，磁场中导体棒的运动方向发生改变，即受力方向发生改变。从而得出结论：通电导体在磁场中受到的力的方向与磁场方向有关。
同学们思考一下，如果同时改变磁场方向和电流方向，通电导体棒受力方向会改变吗？
现在将内侧导轨接电源正极、S极在上，N极在下，闭合开关，观察导体棒的运动情况，断开开关，取下导体棒。现在将电源正负极和磁场NS极对调，N极朝上，S极朝下，同时将导轨内侧接电源负极，外侧接电源正极，改变电流方向，放入导体棒，观察磁场方向和电流方向同时改变时，导体棒将如何运动。闭合开关，观察通电导体棒的运动情况。
通过对比发现，同时改变电流与磁场的方向，导体棒的运动方向没有改变，即导体棒的受力方向没有发生变化。
接下来做一个对比分析，由A、B两次实验可知，磁场方向不变，电流由内侧流向外侧改为从外侧流向内侧，受力由向右变为向左。再比较B、C两次实验，电流方向都是从导轨外侧流到内侧，磁场方向改变，通电导体棒的力的方向由向左改为向右。所以得出结论：通电导体在磁场中所受到的力的方向与磁场方向和电流方向都有关系。
同学们再思考一个问题，刚才讲的是通电直导线棒，如果把一个线圈放在磁场中，它会怎样运动呢？我们来看实验模拟，将线圈通电后，水平放在磁场中，会发现线圈发生转动。黄色箭头代表电流方向，红色箭头代表力的方向。观察线圈是怎么运动的，对，它来回摆动，最终静止在与磁感应线垂直的方向。再看一遍，在力的作用下，线圈发生顺时针偏转。当偏转过竖直位置，也就是与磁场垂直的位置时，又逆时针偏转，转动越来越慢，最终静止在与磁感线垂直的方向，这个与磁感线垂直的位置，我们叫做平衡位置。
同学们思考一下，当线圈转到平衡位置时，为什么会停止转动呢？我们详细分析一下。
当线圈放在磁场中，线框左边电流向里，受力向下；线框右边电流向外，受力向上。此时线圈逆时针旋转，当转到与磁感线垂直的位置时，左边转到下方受力向下，右边转到上方受力向上，达到平衡位置。由于惯性，它会越过此位置。这时本来左侧的边转到右下方，电流向外，受力向下；本来右边转到左上方，电流向里，受力向上，所以导致线圈在顺时针转动过程中减速，最终又反转回平衡位置。因此，通电线圈最后静止在与磁感线垂直的位置，即平衡位置。
我们发现，通电线圈在磁场中不能持续转动，因为线圈中的电流没有发生变化。同学们想一想，怎样才能让线圈持续转动下去呢？有的同学可能想到要改变通电线圈的受力方向，可以通过改变磁场方向，或者改变导体中电流的方向。
那么，怎样在线圈转动过程中改变通电导线中的电流方向，从而改变它的受力方向呢？人类工程师想出了一个装置，它可以在线圈转动过程中改变导体中电流的方向，这个装置就是换向器。换向器由两个彼此绝缘的金属半圆环组成。这里的A和B是电刷，作用是连接电源和导线框。