第20章电与磁第4节 电动机 课件 2022-2023学年人教版九年级物理全一册(共26张PPT)

(共25张PPT)
第二十章 电与磁
第4节 电 动 机
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．了解直流电动机的构造和工作原理及其能量变化。
学 习 目 标
车床
水泵
洗衣机内部
电动机通电后为什么能够转动呢？
电风扇
电力机车
新 课 引 入
通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？
S
N
I
+
－
磁体周围存在什么？
通电直导体周围存在什么？
磁场
磁场
磁体间通过磁场相互作用
自 主 探 究
一、磁场对通电导线的作用
金属导轨
直导体
＋
－
① 闭合开关，观察铝制直导体运动。
② 改变电流方向或改变磁场方向。
演示实验
磁场方向不变，改变电流方向，磁场中导体运动方向也发生了改变。
闭合开关，原来静止在磁场中的导体发生运动。
电流方向不变，改变磁场方向，磁场中导体运动方向发生了改变。
N
I
F
甲
S
I
乙
F
N
S
I
F
丙
N
S
实验现象
通电导体受力方向与电流方向、磁场方向有关系
　　1．通电导线在磁场中要受到力的作用。
　　2．通电直导线在磁场中受到力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。
问题
　　当电流方向或磁场的方向一个改变时，通电导线受力的方向也会改变；若二者同时改变方向时，通电导线受力的方向不变。
如果把一个通电的线框放到磁场中，又会怎样运动？
演示实验
　　把线框放入磁场中，接通电源，让电流通过，观察线框的运动，并对线框进行受力分析.
　　通电线框在磁场中可以转过一个角度，但不是持续转动，而是来回扭转。
实验现象
为什么线圈不能持续转动呢 想办法让线圈在磁场中转起来。
想想做做
学做小小电动机
1．电动机由两部分组成：
　 能够转动的线圈，叫做转子。
　 固定不动的磁体，叫做定子。
　　在上面的“想想做做”中，我们使线圈转起来了。那么，线圈为什么能不停地转动呢？
电动机工作时，转子在定子中飞快地转动。
二、电动机的基本构造
演示实验
（1）什么是平衡位置？为什么称为平衡位置？当线圈越过平衡位置后，为什么不能继续转下去，最后要返回平衡位置呢？
（2）怎样使线圈越过平衡位置后能继续转动下去呢？
（3）在刚才我们做的“小小电动机”的实验中是用什么办法保证给线圈适时供电或断电的？这样设计的作用是什么呢？
（3）越过平衡位置后停止对线圈供电，由于惯性，线圈就能连续转动下去。
（1）甲图线圈受力使它顺时针转动；
乙图中线圈上、下两个边受力大小一样，方向相反，受力平衡，是平衡位置；丙图线圈受力使它逆时针转动。
（2）线圈不能连续转动，是因为线圈越过平衡位置后，它受到的力要阻碍它继续转动。
问　题
用什么方法停止对线圈供电呢？
在“小小电动机”的实验中我们采用刮去引线漆皮的办法来控制电路的通断，即一端的漆皮全部刮掉，另一端的漆皮只刮上半周或下半周，从而保证给线圈适时供电或停电。
这种设计，线圈每转一周，只有半周获得动力，在另半周线圈将要受到阻碍它转动的力时没有电流通过，线圈不受力；当线圈靠惯性转过这半周后，又回到原来的状态，线圈又受到相同方向转动的力，以保证线圈继续转动下去。
如果在线圈转动时，不是停止给线圈供电，而是设法改变后半周电流的方向，使线圈在后半周也获得动力，线圈将会更平稳、更有力地转动下去。
如何使线圈在后半周也能获得向同方向转动的力呢？
问　题
实际的直流电动机是通过换向器来实现这一目的的。
2．换向器的构造
换向器由两个彼此绝缘的半环E、F组成
换向器的作用：通过换向器可以使线圈中电流方向每半周改变一次，使受力方向总是相同，线圈便持续转动下去。
两个
铜半环
电刷
换向器
定子
电动机
实际的电动机都有多个线圈，每个线圈都接在一对换向片上，以保证每个线圈在转动的过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。
转子
扬声器是利用通电线圈在磁场中受力运动的原理工作的
电动机
磁场对通电导线的作用
通电导线在磁场中受到力的作用
通电导线所受力的方向跟电流方向、磁场方向有关
电动机的基本结构
电动机的组成：转子和定子
换向器的作用：改变线圈中的电流方向，使线圈得以持续转动
扬声器是怎样发声的
课 堂 小 结
电动机的原理：通电线圈在磁场中受力会发生转动
作用：扬声器是把电信号转变为声音信号的装置
结构：永久性磁体、线圈、锥形纸盆
1．关于通电导线在磁场中受力方向的说法正确的是（　　）
A．只与磁场方向有关
B．只与电流方向有关
C．同时与磁场方向和电流方向有关
D．以上说法都正确
2 ．如图所示是实验室电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转．线圈中电流越大，指针偏转角度就越大．关于该现象，下列说法正确的是（　　）
A．该电流表是利用电磁感应原理工作的
B．线圈中有电流通过时，把机械能转化为电能
C．改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向不会改变
D．线圈中电流越大，其所受磁场力就越大
C
课 堂 练 习
D
3．在安装直流电动机模型的实验中，小杰同学安装了一台如图所示的直流电动机模型。安装完毕，闭合开关后，线圈沿顺时针方向转动，则能使线圈沿逆时针方向转动的做法是（ ）
A．减去一节电池
B．把电源和磁铁的两极同时对调
C．增加一节电池
D．把电源两极对调
4．如图是探究“通电导线在磁场中受力”的实验装置．瞬间接通电路，原来静止的导线ab向右运动．要使导线ab向左运动，可行的措施是（ ）
A．将磁体的N、S极对调
B．增大电源电压
C．换用磁性更强的磁体
D．将磁体的N、S极对调，同时改变电流的方向
D
A
5．同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线烧成约3 cm×2 cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3 cm.然后，用小刀刮两端引线的漆皮．用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上．两个支架分别与电池的两极相连．把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁，如图所示．给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去．
（1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是______（选填字母）．
A．两端全刮掉　 B．一端全部刮掉，另一端只刮半周
（2）线圈在转动过程中________能转化为 ________能．
（3）小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能
转动，写出一个可能造成该现象的原因： _______________
___________________________________ ．
B
电
机械
电源电压较低、
磁场太弱(或“线圈处于平衡位置”)