【名师课堂】物理课件：北师大版九年级全册第十四章 六直流电动机（共40张PPT）

课件40张PPT。六 直流电动机体验 直流电动机的原理
活动：准备两节电池、漆包线一段、磁体、金属丝支架。
活动1：如图，将漆包线绕成矩形线圈，
将漆包线的两端的漆层全部刮掉，按图
连接电路，观察线圈的转动情况。
活动2：将漆包线一端的漆层全部刮掉，
另一端的漆层只刮去半周，接通电路，观察线圈的转动情况。(1)活动1和活动2中线圈_________(选填“能”或“不能”)转
动，原因是_____________________________。
(2)活动1中，线圈_________(选填“能”或“不能”)持续转
动。活动2中，线圈_________________(选填“能”或“不
能”)持续转动。
提示：(1)能 通电导体在磁场中受到力的作用
(2)不能 能1.电动机的工作原理是什么？
2.什么是平衡位置？
3.换向器的作用是什么？
4.电动机有哪些构造？
5.生活中在哪些方面用到了电动机？探究 直流电动机的原理
结合“体验”及下图，思考以下问题1.在“体验”活动中，接通电路后，线圈为什么能转动？
提示：接通电路后，线圈中有电流通过，上下两个边的漆包线
中电流方向相反，通电线圈在磁场中受到磁场力的作用，两个
边受到的磁场力方向相反，于是线圈开始转动。
参考答案：通电线圈在磁场中受到磁场力的作用。2.按照甲、乙两图接通电路，通电线圈转过_____度时受力平
衡，分析线圈静止时的受力情况，线圈为什么不连续转动?
提示：通电线圈上下两个边在磁场中受到的力的方向不同，当
这两个力作用在一条直线上时，线圈所处的位置称为平衡位
置，线圈到达平衡位置时由于惯性会冲过平衡位置，在平衡位
置附近来回摆动几次后停止运动。
参考答案：90 线圈在平衡位置上下两个边受到的力大小相
等，方向相反，作用在一条直线上3.分析甲图和乙图，线圈中电流方向发生了怎样的变化，转到
图乙位置时线圈为什么还能继续转动一点？
提示：在图甲中，换向器F与电刷A接触，换向器E与电刷B接
触，线圈的ab边内电流由b向a，受到向上的磁场力，cd边内电
流由d向c，受到向下的磁场力，于是线圈开始沿顺时针方向转
动；图乙是平衡位置，此时线圈中没有电流，线圈不受磁场力
的作用，线圈由于具有惯性会冲过该位置。
参考答案：甲图中线圈ab边内电流由b流向a，cd边内电流由d
流向c，图乙线圈中没有电流图乙中没有电流，线圈不受力的
作用，由于具有惯性冲过平衡位置，从而还能继续转动一点。4.对比图丙和图甲，线圈中电流的方向发生了怎样的变化，线
圈的受力方向及其转动方向又如何呢？丁图又重新回到了平衡
状态，综合分析线圈转动一周过程中，线圈中电流方向改变了
几次实现了线圈继续重复转动？提示：在图乙中，线圈由于惯性冲过平衡位置后，E与A接触，
F与B接触，线圈的ab边内电流由a向b，受到的力变为向下，cd
边内电流由c向d，受到的力变为向上，于是线圈就继续沿顺时
针方向转动。图丁线圈中电流消失，处于平衡状态，由于惯
性，会冲过平衡位置，继而回到图甲状态，重复旋转。在整个
转动过程中，依靠换向器与电刷配合，每转动半周，线圈中电
流方向就改变一次，实现了线圈连续转动；线圈中的电流方向
是发生变化的，变得与原来相反，转动半圈电流方向就改变一
次，使线圈受力方向变得相反。参考答案：E与A接触，F与B接触，线圈的ab边内电流由a向b，
受到的力变为向下，cd边内电流由c向d，受到的力变为向上，
继续顺时针转动 两次5.电路中是通过________________改变线圈中的电流方向的。
提示：在线圈转动过程中，依靠换向器与电刷配合，每转动半
周，线圈中电流方向就改变一次，使线圈受力方向变得相反，
实现电流方向改变的是换向器。
参考答案：换向器一、直流电动机的原理
1.平衡位置:
线圈转动过程中,两个边受力方向_____,在___________上的位
置。
2.运动情况:
通电线圈在磁场中_______发生转动,到达平衡位置时,由于
_____,它能冲过平衡位置。相反同一条直线受到力惯性3.换向器和电刷:
(1)构造:
①换向器:由两个半圆形_________组成。
②电刷:由两根弹性金属片组成,一端接导线,另一端紧贴
_______。
(2)作用:每当线圈刚转过_________时,换向器在_____的配合
下,能自动改变线圈中的_________,使线圈持续转动下去。铜制半环换向器平衡位置电刷电流方向二、实用的电动机
1.构造:主要由_____和_____组成。
2.原理:利用_____________________发生转动而制成。
3.能量转化:把_____转化成_______。
4.类型:
(1)直流电动机:由_____电源供电。例如,起重机、电动玩具、
录音机、影碟机等。
(2)交流电动机:由_____电源供电。例如,电扇、洗衣机、电冰
箱等。定子转子通电线圈在磁场中受力电能机械能直流交流【拓展延伸】电动机使用时能量的转化
电动机在使用时将电能转化为机械能,同时,线圈通电时,由于
电流热效应的存在,电流流经线圈时也会将部分电能转化为热
能,所以在电动机使用时,要及时将产生的热量散发出去,常见
的是在电动机中安装风扇或散热片等。考点 直流电动机的工作原理
【典例】如图甲是直流电动机模型,图乙是自制简易电动机模
型。现在主要讨论图乙简易电动机的制作与操作问题:(1)绕制线圈的铜丝外表有漆皮,必须对线圈引出线的两端(搁
置于铜质弯钩的部位)进行刮漆处理,刮漆方法见放大图。按这
种方法刮漆,目的是使线圈能够　　　,因此这一部位就相当于
图甲中的　　　　　(填某一部件的名称)。
(2)如果整个制作没有问题,但接上电源后线圈不动,这时应做
哪些尝试?(说出两点即可)
①__________________________________________________;
②__________________________________________________。【思路导引】解决本题的关键点【精讲精析】本题考查直流电动机的工作原理。
(1)对线圈引出线的两端(搁置于铜质弯钩的部位)进行刮漆处
理，这样就相当于加了两个换向器，线圈就能连续转动了；
(2)线圈不动的原因可能有线圈正好停止在平衡位置、线圈受
到的磁场力较小等，所以，如果线圈转到平衡位置不动时，可
以用手给它一个力，使其越过平衡位置继续转动；如果不是在
平衡位置，说明受到的磁场力较小，可以增强磁体磁性、增加
电池的个数以增大线圈中电流，使线圈受到的磁场力增大。答案：(1)导电(或接触良好) 换向器
(2)①将线圈旋转一定角度 ②增大电源电压(或换一块磁性
更强的磁体)【方法归纳】直流电动机不转的四类原因及解决措施1.下列哪种设备是根据如图所示的实验原
理制成的( )
A.电熨斗 B.电动机
C.电磁铁 D.发电机【解析】选B。本题考查电动机的原理。本题图中探究的是通
电导体在磁场中受力运动，这就是电动机的原理，故B选项正
确；电熨斗的原理是电流的热效应，电磁铁的原理是电流的磁
效应，发电机的原理是电磁感应，故A、C、D选项均错。2.如图所示四个实验现象中，揭示了电动机原理的是( )【解析】选B。本题考查电动机的原理。A实验是奥斯特实验的
实验装置；B实验是研究通电导体在磁场中受力运动的实验装
置，也是电动机的原理图；C实验是探究电荷间相互作用规律
的实验装置；D实验是研究电磁铁磁性的实验装置。3.如图所示是直
流电动机的模型，闭合开关后线圈
顺时针转动。现要线圈逆时针转动，
下列方法中可行的是( )
A.只改变电流方向
B.只改变电流大小
C.换用磁性更强的磁铁
D.对换磁极同时改变电流方向【解析】选A。本题考查通电导体在磁场中受力方向的影响因
素。通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有
关，只改变其中一个因素，导体受力方向发生改变，两个因素
同时改变则导体受力方向不发生改变，故A正确，D错误；B、C
两个因素只会改变导体受力的大小。4.直流电动机工作时，当线圈转到什么位置时，换向器改变
线圈中的电流方向( )
A.线圈转动到任意位置 B.线圈平面与磁感线垂直
C.线圈平面与磁感线平行 D.线圈平面与磁感线成45°角
【解析】选B。本题考查换向器的作用。直流电动机内的线圈
转到线圈平面与磁感线垂直时，由于受到平衡力的作用，线圈
会静止，这时换向器改变线圈里的电流方向，从而改变线圈的
受力方向，于是线圈受到非平衡力的作用，继续转动下去。5.如图所示的两个实验中，闭合开关后，能
观察到导体ab运动的是_____图，这个现象说明磁场对_______
有力的作用。【解析】图甲中有电源，导体ab处于磁场中，闭合开关，导体
中有电流通过，磁场对电流有力的作用，能观察到导体ab运
动，也就是通电导体在磁场中受力运动；图乙中无电源，闭合
开关，导体ab不会运动。
答案：甲 电流6.如图所示,在直流电动机的工作过程中,换向器起了关键的
作用,它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的
　　　　,从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。电动机
工作时是把电能转化为　　　能,实际使用的直流电动机由
　　　和　　　两部分组成,如图所示的线圈为　　　。【解析】本题考查线圈平衡位置的特点。直流电动机是根据通
电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，它是一种将电能转化
为机械能的机器。为了让电动机能够持续转动，在制作电动机
时增加了换向器，当线圈刚好转过平衡位置时就自动改变线圈
中的电流的方向，及时改变通电线圈的受力方向，保证电动机
能够连续转动。实际使用的直流电动机是由转子和定子两部分
组成，图中线圈是转动的，称为转子。
答案：电流方向 机械 转子 定子 转子7.如图所示是电动机在工作过程中线圈
处于平衡位置时的示意图,由于磁场对
通电导体具有　　　的作用,当线圈转
至平衡位置时,两个电刷跟两个半环间
绝缘部分接触,线圈中无电流通过,所以
线圈不受力的作用,但线圈由于　　　　会继续转动,从而越过
平衡位置。【解析】本题考查电动机的工作过程。由于磁场对通电导体具
有力的作用，通电线圈在磁场中受力转动。但当线圈转至平衡
位置时，两个电刷跟两个半环间绝缘部分接触，线圈中无电流
通过，所以线圈不受力的作用。但由于惯性线圈会继续转动，
从而越过平衡位置，使两个半环接入反向电流，使线圈继续转
动下去。
答案：力 惯性8.如图所示,电动飞机玩具的心脏是小电
动机,小电动机工作时将电能转化为
_______能,其工作原理是_____________
________________________________。
【解析】本题考查电动机的工作原理。由电动机的工作原理和
能量转化的知识可知：电动机是利用通电线圈在磁场中受力而
转动的原理制成的。电动机工作时，将电能转化为机械能。
答案：机械 通电线圈在磁场中受力而转动 找找你容易错在哪里?
电动机是利用　　　　的原理制成的。如图,在做“让线圈转
起来”的实验中,为了使线圈能持续转动,采取的办法是将线圈
两端引线的漆皮　　　;要想使线圈的转动方向与原来的相反,
采用　　　　或　　　　　的方法。【学生自答】
①电流的磁效应 ②全部刮掉 改变电流方向　改变磁场方向
【教师点评】
①电动机的原理理解错误:应为通电线圈在磁场中受到力的作用;
②操作错误:两端都刮掉,线圈转到平衡位置就会停下来,不能
持续转动。
【正确解题】
通电线圈在磁场中受力转动
一端全部刮掉，另一端只刮半周
改变电流方向 改变磁场方向