师：同学们大家好！今天我们一起来学习第20章第四节的内容。19世纪中叶，法拉第电磁感应定律的发现，让人类迈入电力时代。这次变革不仅解放了人们的双手，还改变了生活方式。比如洗衣机，从手洗变为机洗甩干，契合了快节奏生活；动力机车缩短了长途运行时间，提高了生活和工作效率；新能源汽车环保节能，符合环保要求。此外，像电风扇、电梯等电气设备，它们的核心部件都是电动机。现在，我们给电动机通上电流，大家看，电动机快速转动起来了。那为什么给电动机通电它就会转动呢？
通过前面章节的学习，我们知道磁体周围存在磁场，奥斯特的发现表明通电直导线周围也有磁场，这意味着通电导线相当于一块磁铁，而磁铁间会通过磁场相互作用。那么，把通电导体放在磁场中，它会不会受到磁场力的作用呢？为弄清楚这个问题，我们来做几个小实验。
首先看第一个实验，保持磁场方向不变，改变电流方向，观察导体棒的运动情况。我们将学生电源开关和金属导轨接入电路，放上导体棒。闭合开关后，导体棒向右边运动。接下来改变电流方向，大家看，导体棒改为向左运动。在这次实验中，导体棒中的电流从a流向b时，导体棒第一次向右运动；当电流从b流向a时，第二次导体棒向左运动。从这两次实验能得出什么结论呢？当磁场方向不变，改变电流方向，导体棒的受力方向会随之改变。
接下来做第二次实验，保持电流方向不变，改变磁场方向。我们将磁极这里的两级上下对调，改变磁场方向。闭合开关后，导体棒又一次向右边运动。我们保持电流方向从b到a，对比之前磁场方向未改变时，导体棒向左运动，此时磁场方向由下向上，导体棒受力方向向左；当改变磁场方向，让磁场从上到下，导体棒又向右运动。对比第二次和第三次实验，我们能得出什么结论呢？当保持电流方向不变而改变磁场方向时，导体棒的受力方向也会随之改变。从这两个实验，我们可以得到一个总的结论：导体棒在磁场中会受到磁场力的作用，且导体棒所受力的方向跟电流方向和磁场方向这两个因素有关。当改变电流或者磁场方向中的任意一个，导体棒的受力方向就会发生改变；但当把电流方向和磁场方向同时改变时，导体棒的受力方向保持不变。
通过实验我们看到，导体棒在磁场中受力会发生运动，但很快会离开磁场，无法持续运动。那如果把导体棒换成通电线圈，又会怎样呢？我们来看下一个实验。这次我们将学生电源开关和通电线圈接入电路，形成闭合回路，看看会发生什么现象。打开电源开关后，我们看到通电线圈从上向下是逆时针旋转。接下来改变电流方向，闭合开关后，发现这次通电线圈从上向下观察是顺时针旋转。那改变磁场方向又会如何呢？这一次线圈又逆时针旋转，与第一次旋转方向相同。这个实验说明什么呢？通电线圈在磁场中也会受到磁场力的作用而发生旋转，旋转方向同样跟电流方向和磁场方向有关。但我们也看到，线圈转动一定角度后就不再转动，很快停下来，这是为什么呢？下面通过一个小动画探究原因。
当通电线圈方向与磁场方向平行时，线圈平面的AB边，电流方向从a到b，受力方向从a到b；CD边电流方向从c到d，受力方向从上向下。线框在这两个力的作用下会发生顺时针旋转。当线圈平面的方向与磁场方向垂直时，这个位置我们称之为平衡位置。平衡位置很关键，磁场对于线圈的转动效果以平衡位置为分界，在平衡位置之前的半周，磁场力对线框是动力效果；在平衡位置之后的半周，磁场力对通电线圈是阻力效果。我们继续看，当线圈到达平衡位置时，线框受到的两个力属于二力平衡，但由于线框具有惯性，会继续旋转一定角度。当线框转动到这个位置时，它所受的两个力对其就是阻力作用，会使线框反过来逆时针旋转。所以我们看到线框来回摆动几次后很快停下来，停在平衡位置。
现在问题来了，怎样能让线框持续转动下去呢？刚才实验知道，线框不能持续转动是因为转到第二个半周时，所受力是阻力。那我们能不能这样处理：当线框越过平衡位置后，停止对线框供电，这样第二个半周的阻力就消失了，由于线框有惯性，依然能转动半周。当线框再转到第三个半周时，再次对线框供电，第四个半周再次停止供电，这样线框不就能持续转动了吗？接下来大家把课本翻到134页，在这个实验中，我们用漆包线做成一个长约3厘米、宽约2厘米的矩形线圈，线圈两端的引线，一端漆皮全部刮去，另一端只刮去上半周或下半周。有兴趣的同学，课后可以自己尝试做一下。在制作过程中，有个关键环节，就是刮去另一端上半周的漆皮。这里说的上半周，是指水平位置的上半周和下半周，刮去其中半周即可。处理好的线框放在金属支架上，金属支架与电源正负极相连，组成闭合回路。这样，我们就制成了一个小电动机。这个小电动机能像我们预想的那样持续转动吗？接下来看一段视频。