14.6直流电动机课件(共31张PPT)2023-2024学年度北师大版物理九年级全册

(共31张PPT)
第6节 直流电动机
生活中处处有电动机
新课引入
你知道电动机的构造和原理吗？
1.了解直流电动机的结构
2.知道直流电动机是利用通电导线在磁场中受力的原理来工作的
3.了解直流电动机换向器的作用
4.知道电动机是把电能转化为机械能的装置
重点
学习目标
上节课我们学习了通电导线在磁场中的运动，如果把一个通电线圈放在磁场中，它会怎样运动呢？
思考
　　通电线圈可以在磁场里转动过一定角度，但不能持续转动。
为什么线圈不能持续转动呢
思考
一、直流电动机的原理
新知学习
1．电动机由两部分组成：
　　能够转动的线圈，也叫转子。
　　固定不动的磁体，也叫定子。
（1）通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发生顺时针转动
I
I
F
F
请你利用左手定则来判断：线圈的ab边、cd边此时的受力方向
（2）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
I
I
F
F
（3）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
I
I
F
F
I
I
F
F
（4）通电线圈最后静止在平衡位置
线圈受到的力使它顺时针转动。
通电线圈达到平衡位置后，由于惯性，它会越过平衡位置。
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
方法一：
转过平衡位置后断电
如何才能让线圈持续转动呢？
思考
方法一：
转过平衡位置后断电
如何使线圈转过平衡位置后断电呢
同学们还能想到其他方法吗
如何才能让线圈持续转动呢？
思考
如何才能让线圈持续转动呢？
方法二 ：
转过平衡位置后改变电流方向
线圈受到的力使它顺时针转动。
通电线圈达到平衡位置后，由于惯性，它会越过平衡位置。
线圈受到的力仍然使它顺时针转动。
思考
实验：当线圈转到平衡位置时，改变电流的方向，观察线圈的转动情况。
演示实验（学生实验)
实际的电动机可以通过换向器来实现这一目的
2．换向器
　　通过换向器可以使线圈中电流每半周改变一次。
两个
铜半环
电刷
换向器
3. 电动机工作原理
如果在线圈转动的后半周，通过换向器改变后半周的电流方向，从而改变线圈受力方向，线圈可以连续、平稳转动
线圈电流方向：
b → a，d → c
线圈受磁场力方向：
ab 向上，cd 向下
线圈转动情况：
顺时针
开始通电状态
线圈电流方向：
无电流
线圈受磁场力方向：
不受力
线圈转动情况：
由于惯性继续转动
平衡状态
线圈电流方向：
a → b，c → d
线圈受磁场力方向：
ab 向下，cd 向上
线圈转动情况：
顺时针
线圈电流方向：
线圈受磁场力方向：
线圈转动情况：
无电流
不受力
由于惯性继续转动
平衡状态
归纳
1.直流电动机的工作原理：
磁场对通电导体有力的作用
2.换向器和电刷可以使线圈中电流每半周改变一次
3.直流电动机的能量转化：
将电能转化成机械能
如果通电前线圈停在图乙或图丁的平衡位置上，那么通电时电动机能够自行启动吗？为什么？
在这两个平衡位置，线圈所受的磁场力为零，所以不能自行启动
针对训练
如图所示，使线圈位于两磁极间。
(1)线圈转到图乙所示位置，我们把这一位置称之为线圈的__________，线圈依靠 _____旋转通过该位置，用 ______________的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈，在实际电动机中通过安装________ 实现这一改变。
(2)通电线圈在磁场中旋转的过程中将_____ 能转化为______能。
平衡位置
惯性
改变电流方向
换向器
电
机械
二、实用的电动机
电动机由两部分组成：能够转动的线圈和固定不动的磁体。在电动机里，能够转动的部分叫做转子，固定不动的部分叫做定子。电动机工作时，转子在定子中飞快的转动。
优点：构造简单、制造方便、体积小、效率高，便于控制、种类繁多
散热扇
电 钻
水 泵
同学们，在生活中，你知道哪些地方应用了电动机？试着举出例子。
？
直流电动机（由直流电源供电）的应用
交流电动机（由交流电源供电）的应用
实用的电动机
直流电动机
直流电动机的原理
基本构造
优点
基本构造
工作原理
能量转化
通电线圈在磁场中受力转动
电能转化为机械能
构造简单、制造方便、体积小、效率高，便于控制、种类繁多
课堂小结
1.直流电动机工作时，线圈经过垂直磁感线的位置时（　　）
A．线圈受力平衡，速度为零
B．线圈受力平衡，速度不为零
C．线圈受力不平衡，速度为零
D．线圈受力不平衡，速度不为零
B
随堂练习
2.现代武器中有一种新型电磁炮，它是利用电磁技术制成的一种先进武器，具有速度快、命中率高等特点，其原理是利用磁场对通电导体有力的作用。下图中与此工作原理相同的是（ ）
B
3. 玩具电动机停在任何位置都能够启动。这是因为它采用的是三级转子，换向器也有三片。如图是它的结构示意图，B为定子。试说明该电动机的转动原理以及为什么不存在平衡位置。
转子的线圈是嵌在圆柱形铁芯上的，三个线圈互成120°，在任何一个位置，至少有一个线圈不处在平衡位置，总有线圈受到磁场力而转动。