17.3科学探究：电动机为什么会转动2021-2022学年沪科版物理九年级(共18张PPT)

(共18张PPT)
17.3　科学探究：电动机为什么会转动
第十七章 从指南针到磁悬浮列车
版本号: 202001V1
人类通过电动机实现了电能向机械能转化
目 录
CONTENTS
磁场的作用
电动机原理
电机的应用
小 试 牛 刀
①磁场的作用
②电动机原理
③电机的应用
④小试牛刀
①磁场的作用
②电动机原理
③电机的应用
④小试牛刀
思考
如图所示车床、水泵、电风扇它们都是靠电动机转动来工作的，给它们通电，电动机就会转动，这是为什么呢？
电能转化为机械能的电器是依靠电动机来实现能量转化
本节课我们就一起来探究电动机的秘密
磁场对电流的作用
奥斯特的实验说明:通电导线周围存在磁场,对磁体有磁力作用。
奥斯特
逆向思维——磁体能否使通电的导线运动呢？
①磁场的作用
②电动机原理
③电机的应用
④小试牛刀
探究磁场对电流的作用和特点
拓展
结论
1.磁场对其中的通电导体能产生力的作用。
2.力的方向和电流、磁场的方向有关。
2.如何准确理清力、电流、磁场的方向关系？
3.磁力的大小会和哪些因素有关呢？
1.磁场一定会对通电导体能产生力的作用吗？
方案
这二个实验有什么不同，哪个实验效果更明显
①磁场的作用
②电动机原理
③电机的应用
④小试牛刀
切割运动是产生力的基础（了解）
① I ∥ B：导线不受力。
② I ∥ B：导线受力。
③ I B：导线受力最大。
下面哪些导线不受力？
温馨提示：场景中的没有切割关系，就不会产生力的作用
分 析 判 断
①磁场的作用
②电动机原理
③电机的应用
④小试牛刀
1.通电导线在磁场中受到_____的作用
2.通电导线在磁场中受到力的方向与__________和_________有关
4.只改变_____________或_____________，通电导线受到力的方向_________,如果________改变电流方向和磁场方向则受到力的方向________
小结
力
电流方向
磁场方向
电流方向
磁场方向
改变
不改变
同时
①磁场的作用
②电动机原理
③电机的应用
④小试牛刀
电动机原理
①如何实现电能持续地转化为机械能呢？
1. 确保导体一直通电
4. 确保导体受力还能运动
3. 确保导体在磁场中受力
2. 确保一直存在磁场
5. 确保运动后还在磁场中
②当转到平衡位置时（垂直方向），会出现什么现象呢？
此时ab、cd受力恰好在同一直线上，而且大小相等，方向相反，相互平衡，所以线圈在这个位置上将保持平衡。
①磁场的作用
②电动机原理
③电机的应用
④小试牛刀
靠近S极的线圈受到的力始终向上
靠近N极的线圈受到的力始终向下,那么线圈就可
以持续沿顺时针方向转动.
观看仿真实验，体会换向器的作用。
如何让线圈持续旋转
磁体、电刷、电源、线圈、转轴、换向器等
（定子）
（转子）
[结构]
如何让线圈持续旋转
提示：怎样使线圈越过平衡位置后持续顺时针转动
及时改变电流方向或磁场方向(即越过平衡位置)从而改变受力方向每当线圈刚刚转过平衡位置，换向器就能自动改变线圈中电流的方向，以实现线圈的持续转动。
①磁场的作用
②电动机原理
③电机的应用
④小试牛刀
小结：电动机的持续旋转
A、B是电刷
作用：与半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。
E、F是换向器（两个半圆铜环）
作用：及时改变线圈中的电流方向，使受力方向总是相同，线圈一直转动下去。
电动机的工作过程
①磁场的作用
②电动机原理
③电机的应用
④小试牛刀
小结：电动机的持续旋转
①如何改变电动机转动方向？
1. 改变电流方向
2. 改变磁场方向
思考：为改变转向，能不能同时改变电流和磁场方向？
②如何改变电动机转动快慢？
1. 改变电流大小
2. 改变磁场强度
3. 改变线圈匝数
初中电动机实验中的故障判断
（无磁场或磁场太弱）
（断路或电流太弱）
①电路故障
②磁场故障
④特殊位置
③机械故障
（线圈恰好处于平衡位置，三线圈不存在）
（电刷卡的太死摩擦太大等）
①磁场的作用
②电动机原理
③电机的应用
④小试牛刀
实际电动机的结构
如果带电刷的电机在使用时，加电前电机线圈正好在平衡位置，如右图，此时电机线圈受力平衡无法旋转；实际上线圈数量大于2（一般设计成奇数），就可以解决这个BUG。
①磁场的作用
②电动机原理
③电机的应用
④小试牛刀
电动机在生活中的应用
应用辨析：电动机与发动（热）机的优缺点。
电机分类：
应用实例：
电动机的开动和停止比热机方便[加速快]；电动机的构造比热机简单，制造便宜，占地较小[成本低] ；电动机的效率比热机高[效率高] ，对环境没有污染[无污染] 。
热机动力强劲，持久耐用。
①直流电动机 ②交流电动机
①磁场的作用
②电动机原理
③电机的应用
④小试牛刀
小试牛刀
1．在磁场中的通电导体( )
A．一定受到磁场力的作用
B．可能受到磁场力的作用
C．一定不受磁场力的作用
D．以上说法均不正确
B
①磁场的作用
②电动机原理
③电机的应用
④小试牛刀
小试牛刀
2.要改变直流电动机的转动方向，可采用（ )
A. 增大或减小线圈中的电流
B. 改变线圈中的电流方向，或对调磁铁的磁极
C. 增强或减弱电动机里的磁场
D. 改变线圈中的电流方向，同时对调磁铁的磁极
B
①磁场的作用
②电动机原理
③电机的应用
④小试牛刀
小试牛刀
3.下列说法正确的是( )
A.电动机是把机械能转化为电能的机器
B.电动机是把电能转化为机械能的机器
C.直流电动机是利用线圈的转动而产生电流的
D.改变线圈中的电流方向，可以改变电动机线圈转动的快慢
B
①磁场的作用
②电动机原理
③电机的应用
④小试牛刀
小试牛刀
思考：制作线圈用小刀刮去两端引线的漆皮时，为什么两端全部刮掉，线圈不能够持续转动，而一端全部刮去，另一端只刮去半周时，线圈就能够持续转动呢？
如图所示，线圈中有电流通过，上面的导线受到离开纸面向外的力，下面的导线受到进入纸面向里的力，线圈绕轴转动；
当线圈转到未刮漆皮的半周时，线圈中没有电流，不受磁场力作用，线圈因为具有惯性而继续转动，当转到刮掉漆皮一半时，线圈又受磁场力作用而转动。
①磁场的作用
②电动机原理
③电机的应用
④小试牛刀
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