20.4 电动机 课件(共24张PPT) 2023-2024学年人教版物理九年全一册

(共24张PPT)
第4节 电动机
第二十章 电与磁
为什么电池外的线圈会不停转动？
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转化。
3、了解扬声器的工作原理。
任务一
磁场对通电导线的作用
活动：将金属棒放入磁场中，接通电源，观察现象并分析。
分析：通电导体在磁场中受到力的作用。
现象：原来静止在磁场中的导体发生运动。
问题1：导体的受力方向与什么有关？同学之间交流讨论作出猜想。
通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁感线方向有关。
问题2：根据你的猜想来设计实验。
实验电路
实验器材
滑动变阻器、蹄形磁铁、金属导轨、开关、学生电源各一个，直导线一根、导线若干。
【设计实验】
实验步骤
①按照电路图连接实验电路，闭合开关，观察直导体的运动。
②只改变磁场的方向，观察直导体的运动。
③只改变电流的方向，观察直导体的运动。
④同时改变磁场和电流的方向，观察直导体的运动。
⑤记录实验现象。
演示视频
实验现象
导线向左运动。
导线向右运动，与原来运动方向相反。
闭合开关，导线向左运动。
导线向右运动，与最开始运动方向相反。
N
I
F
S
I
F
N
S
I
F
N
S
I
N
S
F
【实验结论】
通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁感线方向有关。
问题3：将实验现象填入表格，分析现象得出实验结论。
活动小结
1、磁场对通电导体具有力的作用。
2、通电导线在磁场中受到力的方向和磁感线、电流有关。
3、当电流的方向或磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反；如果同时使电流方向和磁场方向相反，则受力的方向不改变。
任务二
电动机的构造
活动1：实验中的直导线运动一段距离就会离开磁场，很难持续地运动。如果将通电线圈代替直导线放在磁场中，它又会怎样运动呢？观看演示视频，并分析线框受力情况。
演示视频
现象
分析
通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发生顺时针转动。
当线圈的平面与磁场垂直时，通电线圈受平衡力作用，达到平衡位置。这时由于惯性，线圈还会继续转动。
线圈靠惯性越过平衡位置后，磁场力作用的结果使线圈逆时针旋转。
通电线圈摆动几次后，最终静止在平衡位置。
活动2：阅读课本P134想想做做及电动机的基本构造，动手制作一台小小电动机。
演示视频
问题1：小组之间交流讨论，说一说电动机的组成结构、工作原理和能量转换。
由能够转动的线圈（转子）和固定不动的磁体（定子）两部分组成。
通电线圈在磁场中受力而转动。
组成结构：
工作原理：
能量转换：
电能转换为机械能
问题2：为什么在这个实验中线圈能不停的转动？
电路接通刮去漆皮的半周，电流导通，线圈转动，当线圈转动越过平衡位置后，转至有漆皮的一端，线圈中没有电流经过，由于惯性，线圈继续转动，转动半周后再继续供电，线圈就可以持续转下去了。
问题3：若两端漆皮都全部刮掉，怎样才能使得线圈持续转动呢？
在线圈转至平衡位置时及时改变电流方向，从而使得受力方向发生改变。
两个铜半环EF
电刷AB
当线圈每转到平衡位置时，自动改变线圈中电流方向，从而实现线圈持续转动。
换
向
器
活动3：阅读课本P136-137的科学世界，运用所学内容，概述扬声器工作原理。
扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，使得它在一个瞬间和下一个瞬间受到磁场对它的不同的力，于是带动纸盆振动起来，发出了声音。
它是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理而制成，是把电信号转换成声信号的一种装置。
活动小结
1、电动机由两部分组成：
能够转动的线圈,叫转子，固定不动的磁体,叫定子。
2、换向器:通过换向器可以使线圈刚越过平衡位置时改变线
圈中的电流方向（每半周改变一次）。
3、电动机的工作原理：通电线圈在磁场中受力而转动。
4、电动机的能量转化：电能转化成机械能。
5、扬声器的工作原理：通电线圈在磁场中受力而转动。
1、借助如图所示的实验装置来探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关，原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动。要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是(　　)
A．将A、B两端对调
B．将滑动变阻器的滑片向右移动
C．换用磁性更强的蹄形磁体
D．将蹄形磁体的N、S极对调
D
2、如图所示是“研究通电导体在磁场中受力情况”的实验装置。则下列说法错误的是( )
A．磁体产生的磁场和通电导体产生的磁场会发生相互作用
B．闭合开关后，看到ab棒左右运动，说明磁场对通电导体有力的作用
C．该装置将机械能转化为电能
D．根据该装置的原理，人们发明了电动机
C
3、通电线圈在磁场中会转动，但摆动几下后停在某一位置，
这个位置是( )
A．不受磁场力的位置
B．受平衡力的位置
C．电路中无电流的位置
D．线圈所在平面与磁感线平行的位置
B
4、家庭生活中的电冰箱、电风扇、洗衣机等都离不开电动机，电动机是根据下列哪种现象制成的（ ）
A．通电导体在磁场中受到力的作用
B．磁场对放入其中的小磁针产生力的作用
C．电流周围存在磁场
D．电流的热效应
A
磁场对通电导线的作用
电动机的基本构造
基本构造
换向器
工作原理
能量转化
通电导线在磁场中受到力的作用
影响通电导线受力方向的因素
总结：请画出本节内容的思维导图
扬声器的工作原理