2023-2024学年九年级物理下册同步精品课堂（苏科版） 16.3-16.4 磁场对电流的作用 电动机及其直流安装（43页课件）

(共43张PPT)
16.3-16.4 磁场对电流的作用 电动机及其直流安装
第16章 电磁转换
教师
xxx
苏科版 九年级下册
磁场对通电导线的作用
安装直流电动机模型
电动机的基本构造及工作原理
01
03
02
CONTANTS
目 录
磁场对通电导线的作用
01
洗衣机
生活、生产中、科学技术中都离不开电动机，为什么电动机通电后，它就能够转动呢？
电风扇
电梯
今天我们一起学习电动机的知识。
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情况。
② 改变电流方向或改变磁场方向。
实验探究 让通电导体在磁场中动起来
实验一：探究通电导体在磁场中受力方向与磁场方向是否有关？
演示实验（学生实验)
F
S
乙
I
N
F
改变磁场方向前
改变磁场方向后
I
F
甲
N
S
结论一：通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关。
实验二：探究通电导体在磁场中受力方向与电流方向是否有关？
演示实验（学生实验)
F
S
丙
I
N
F
F
S
乙
I
N
F
改变电流方向前
改变电流方向后
结论二：通电导体在磁场中受力方向与电流方向有关。
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。
F
S
丙
I
N
F
I
F
甲
N
S
如果同时改变电流方向和磁场方向，则受到力的方向_______
不改变
F
S
丙
I
N
F
F
S
乙
I
N
F
F
S
乙
I
N
F
I
F
甲
N
S
只改变电流方向或磁场方向，通电导线受到力的方向_______
改变
观察与思考
在探究通电导线在磁场中的受力方向与什么因素有关时，一位同学做了如图所示的三个实验。图中AB 表示闭合电路的一部分导线；导线上的箭头表示电流的方向，F 表示导线受力的方向。S、N 表示蹄形磁铁的南北极。
针对训练
(1)实验a 和b 说明， 通电导线在磁场中的受力方向与______________的方向有关
(2)实验a 和c 说明， 通电导线在磁场中的受力方向与________的方向有关
导线中电流
磁场
　　通电线圈可以在磁场里转动过一定角度，但不能持续转动。
思考：如果把一个通电线圈放在磁场中，它会怎样运动呢？
演示实验（学生实验)
为什么线圈不能持续转动呢
思考
从通电线圈的受力情况来分析
甲： 通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发生顺时针转动。
乙：平衡位置：由于线圈上下两个边受力大小一样，方向却相反。由于惯性，线圈会越过平衡位置。
丙：线圈靠惯性越过平衡位置后，由于磁场力的作用阻碍线圈沿顺时针方向转动，线圈不能够持续转动下去。
线框的受力和运动情况分析
想想做做
让线圈转起来
把一段粗漆包线绕成3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出3cm。然后，用小刀刮两端引线的漆皮，左端全部刮掉，右端只刮上半周或下半周。
分析：线圈越过平衡位置后，右端接触到没有刮掉绝缘漆的部分，电路中没电流，不受力的作用，由于惯性，线圈继续转动。
这就是一台小小的电动机
把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。
我有办法！
在“小小电动机”的实验中，采用刮去引线漆皮的办法来控制电路的通断，只有半周获得动力，如果不停止给线圈供电，有什么办法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？
问题
如果在线圈越过平衡位置后，设法改变线圈中电流的方向，来改变线圈的转动方向，线圈就能沿原来方向继续转下去。
电动机的基本构造及工作原理
02
定子（磁体）
换向器
1.转子：能够转动的部分。
2.定子：固定不动的部分。
3.换向器
(1) 两个铜制的彼此绝缘的半环E、F.
(2)换向器的作用：当线圈每转到平衡位置时，自动改变线圈中电流方向，从而实现了线圈的持续转动。
转子（线圈）
电刷（A、B）
4.直流电动机：
利用直流电源供电的电动机叫做直流电动机
电动机的基本构造及工作原理
5.直流电动机的工作过程：
通电线圈在磁场中两边受力，发生顺时针转动。
线圈转到平衡位置，电刷接触到换向器中间绝缘部分，不受力，利用惯性转过平衡位置
线圈越过平衡位置后，利用换向器改变电流的方向，受力方向改变。仍然顺时针转动。
利用惯性转过平衡位置后，又改变了电流的方向和受力方向。
通电线圈在磁场中受力而转动。
6.电动机的原理：
8.电动机的优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高，而且对环境污染很小。
7.能量转化：把电能转化为机械能
电动机是很多家电的核心部件
9.实际的电动机：
实际的电动机有多个线圈，每个线圈都接在一对换向片上，以保证每个线圈在转动过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。
实际的直流电动机的转子
定子
转子
思考：通电线圈在磁场中是根据什么原理转动起来的？
扬声器是怎么发声的
学校的操场上挂着扬声器（喇叭），收音机、电视机、音响中都有扬声器，每天我们都能听到扬声器发出的悠扬声音。那么，扬声器是怎样发出声音的呢？
科学世界
1.作用：它是把电信号转变为声音信号的装置。
扬声器
2.结构：线圈、永久性磁体、锥形纸盆。
3.原理：扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，由于线圈中的电流方向是不断的变化，线圈就不断的来回振动，带动纸盆也不断地来回振动，于是扬声器就发出了声音。
安装直流电动机模型
03
认识电动机安装直流电动机模型
电动机：
1.工作原理：
利用通电导体（线圈）在磁场里受力转动的原理制成的.
2.分类:
直流电动机和交流电动机
3.直流电动机：
（1）特点：
用直流电源供电的电动机
（2）结构：
磁体（定子）、线圈（转子）、换向器
（3）换向器的作用：
改变线圈中电流的方向
问：
怎样把这些散件组装成一台直流电动机模型呢？（学生阅读课本）
直流电动机是利用，通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。
是一种把电能转化成机械能的一种装置。
蹄形磁铁
弧形铁片
线圈
转轴
支架
换向器
电刷
底座
材料：
安装顺序：
1.把线圈固定在转轴上。
2.将支架固定在底座上，并将转轴安装在支架上，保证线圈连同转轴能够较好地转动。
3.用螺钉把电刷铜片固定在底座上，同时使电刷与转轴上的转换器，接触，注意，电刷与半圆铜环接触要好期间的摩擦要小于保证转轴能够正常转动。
4.在固定点刷的两个螺钉上引出两根导线。
5.把了弧形铁片的一端种螺钉固定在底座上，另一端永磁体夹住。
线圈不转的原因可能是：
1．安装时电刷与换向器之间太紧，摩擦力太大；
2．安装时电刷与换向器之间太松，接触不良；
3．线圈转子与定子之间的间隙太小，摩擦力太大；
4．线圈停在平衡位置处；
5．电路中电流太小；
6．磁体的磁性太弱。
检验自己安装的直流电动机，总结典型故障及排除方法。
问：我们现在要使已安装完毕的电动机模型运转起来，想一想需要哪些器材？
（电源、开关、导线）
运行：把电动机，变阻器，电源，开关串联起来，连通电路，观察线圈的转动情况
研究电动机转动的方向和速度
分析：如果要使电动机转动方向或快慢发生变化通过改变电路中电流方向和电流大小。
同学们回忆一下，通电导体在磁场中受力方向（转动方向）与哪些因素有关？（电流方向、磁感线方向）。
观察：
1、把电源两极对调改变通过线圈的电流方向观察圈圈转动的方向是否改变，怎样改变。
2、用变阻器改变通过线圈的电流大小，观察线圈转动的速度是否改变，怎样改变。
　　
总结：
当通过直流电动机的电流方向发生改变时，电动机转动的方向，发生改变；
当通过直流电动机电流的大小发生变化时，电动机的转速发生改变。
1．（2020 济南）物理学原理在生产、生活中有着广泛的应用，很多机器、设备都是根据物理学原理制成的。利用如图所示实验的原理可以制成（　　）
A．发电机 B．电动机
C．内燃机 D．电磁铁
A
课堂练习
2．（2020 山西）如图所示，小明用漆包线、两节干电池、磁铁等器材，成功制作了一个小小电动机。他想改变电动机线圈转动的方向，下列方法可行的是（　　）
A．只增强磁铁的磁性 B．只增加线圈的匝数
C．只增大线圈中的电流 D．只将磁铁的磁极对调
D
3．（2020春 吴兴区期中）如图为直流电动机的基本构造示意图，闭合开关线圈沿顺时针转动，现要线圈沿逆时针转动，下列方法中可行的是（　　）
A．将电源正负极对调下
B．增加电源电压
C．换用磁性更强的磁铁
D．对换磁极同时改变电流方向
A
4．（2020 宿迁）如图所示，当闭合开关的瞬间，导体棒AB水平向右运动；若同时对调电源与磁体的两极，再次闭合开关时，导体棒AB的运动方向是（　　）
A．水平向右 B．水平向左
C．竖直向上 D．竖直向下
A
5．（2020 广州）矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示，ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力，下列哪两段受到该磁场的作用力方向相同（　　）
A．ab段与bc段 B．ab段与ed段
C．ab段与fe段 D．fe段与ed段
B
6．（2020 锦州）下列四幅图中与电动机工作原理相同的是（　　）
C
7．（2020 百色）如图所示是探究通电导体在磁场中受力情况的装置。闭合开关，观察到导体ab在导轨上向右运动。若只对调电源正负极接线，闭合开关，导体ab会　 　（选填“静止不动”、“向右运动”或“向左运动”），说明通电导体在磁场中受力的方向与　 　有关。
向左运动
电流方向
8．（2020 盐城）如图所示，在“探究磁场对电流的作用”实验中，给直导线通电，观察到它向右运动，只改变直导线中电流的　 　，导线的运动方向会发生改变。这个过程将　 　能转化为直导线的机械能。日常生活中的　 　（电动机/发电机）就是利用这个原理制成的。
方向
电
电动机
感谢观看