师：同学们好！今天这节课，我们来学习初中物理沪科版九年级下册第17章第三节——科学探究电动机为什么会转动。大家看，这是生活中正在工作的洗衣机和电风扇。请思考一个问题，它们有什么共同特点呢？可能你们会想到它们都会转动，再仔细想想，它们还都要用到电。没错，在它们内部都有一个非常重要的部件——电动机。电动机的工作过程，主要是将电能转化为机械能，在生产和生活中，电动机有着广泛应用。同学们，你们还知道哪些电动机应用的例子呢？请互相交流分享。
老师也给同学们分享几个自制小玩具，大家边观察边思考，它们的工作过程是不是也把电能主要转化成了机械能呢？同学们看，这是老师课下制作的小玩具，它们的工作过程同样是将电能转化为机械能，工作原理和电动机一样，是不是很漂亮？
同学们想不想要这样一个小玩具呢？想不想知道它们为什么会转动？老师这里有一个小型直流电动机模型，我们先看看它的主要组成部分。上面这部分是磁体，中间部分是用绝缘漆包裹的铜线绕成的线圈。如果把这个电动机接入电路通电，它就会转动起来。下面老师把电动机接入电路，同学们看这个实验，闭合开关。
生：看到了，电动机转起来了，而且是持续转动。
师：线圈可以转动，说明线圈的运动状态发生了改变，那么它受到了力的作用。这个力是怎么产生的呢？或者说需要满足什么条件，线圈才能转起来？很显然，首先要通电，要有电流通过线圈。现在断开关，大家看，线圈停止转动了，再闭合开关，线圈又转起来了。
所以第一个条件是通电。那么此时，如果老师把磁体拆去，电动机还能继续转动吗？断开关，拆去磁体，再闭合开关。
生：线圈不再转动了。
师：这说明了另外一个条件，就是要把线圈放在磁场中。通过刚才的实验发现，线圈在磁场中通电可以受力转动。也就是说，线圈转动的条件，一是要在磁场中，二是要通电。
说到这里，同学们肯定会有疑问，线圈在磁场中通电是怎样受力转动的呢？研究物理问题，我们常常把复杂问题简单化。研究线圈组或者一组线圈太复杂，我们可以简化到一个线圈的一条边来考虑，磁场可以用U型磁铁的磁场。把线圈的一条边放入磁场中，给它通上电会产生怎样的效果呢？同学们想一想，怎样设计这个实验？老师的思路是这样的，首先把一个圆形的金属直导体架在水平放置的平行导轨上，直导体可以左右自由滚动，把直导体放在U型磁体的磁场中。平行导轨的两端和电源两极连接起来，闭合开关，电流就从电源正极出发，经过近处的导轨、直导体，再经过远处的导轨回到电源负极。
这样直导体就具备了两个条件，既通了电，又在磁场中，究竟会产生怎样的效果呢？同学们，你们想象中的效果是怎样的？现在把一个U型磁体放在两个平行导轨之间，在磁体的两个磁极间，磁场方向竖直地由N极指向S极。再把一个铜棒放在金属导轨上，铜棒位于磁场中，连接电路，闭合开关。
生：可以看到铜棒向右运动。
师：断开关，改变电流方向，再次闭合开关。
生：铜棒向左运动了。
师：磁场方向相同，电流方向不同，导致铜棒运动方向相反，这说明通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关。下面保持电流方向不变，改变磁场方向，我们把磁极上下对调，再闭合开关。
生：铜棒的运动方向又发生改变了。
师：电流方向相同，磁场方向相反，导体的运动方向也相反。这说明通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关。通过刚才的实验探究，我们发现通电导体在磁场中会受到力的作用，受力方向与电流方向和磁场方向都有关。当只改变电流方向时，通电导体受力方向变得相反；只改变磁场方向时，通电导体受力方向也变得相反。
如果把一个线圈放入磁场中，给它通上电，会产生怎样的效果呢？下面我们来看具体实验。老师把漆包线绕制的线圈放入磁场中，把线圈接入电路，大家看，闭合开关。
生：线圈动了一下，但没有持续转动。
师：我们再看一次这个实验，再次闭合开关，线圈还是动了一下，没有持续转动。这是什么原因呢？我们通过仿真实验来回顾刚才的实验过程。
大家看，闭合开关，线圈发生了转动，但没有实现持续转动，为什么会这样呢？我们通过分步演示来逐步分析。闭合开关接通电路，电流从电源正极出发，从红边流入，从蓝边流出。如果此时老师告诉你们红边受力向上，那么蓝边受力向哪呢？由于磁场方向从N极指向S极没有改变，而电流方向红边向里，蓝边向外，电流方向相反，所以如果红边受力向上，蓝边就会受力向下。线圈就在这两个力的作用下发生了转动。
当线圈转到竖直方向的时候，我们来分析线圈两边受力的情况。此时线圈平面转到与磁场方向垂直，红蓝边受力大小相等，方向相反，线圈受力平衡，这个位置就叫做平衡位置。同学们看，线圈在平衡位置停住了吗？
生：没有，线圈由于惯性继续向后转动。
师：对，越过了竖直位置。当线圈越过竖直位置以后，能否沿着顺时针方向继续向后转动呢？很显然不可以。此时线圈内电流方向不变，所在磁场方向不变，所以线圈红、蓝边仍分别受到向上、向下力的作用，靠着惯性越过平衡位置的线圈，此时受到与线圈转动方向相反的阻力，线圈将做逆时针转动，所以线圈在竖直位置左右摆动了几下，最后便停在了竖直位置。通过对仿真实验的分析，确实解释了刚才的现象。
怎样才能使线圈实现持续转动呢？从理论上来讲，当线圈越过竖直位置的时候，如果此时我们能够及时改变红蓝边受力的方向，使红边受力向下，蓝边受力向上，这样就可以使线圈继续转动下去。怎样做到使红蓝边受力方向发生改变呢？请同学们结合本节课学习的内容，想想有什么办法可以使线圈持续转动下去？
生：可以对调电源正负极，改变电流方向，让电流从蓝边流入，从红边流出，这样蓝边就受力向上，红边就受力向下，线圈就可以继续转动啦。