20.4 电动机 课件(共34张PPT) 人教版物理九年级下册

(共34张PPT)
第4节 电动机
第二十章 电与磁
问题1：在奥斯特实验中，小磁针受力转动，为什么？
因为通电导体周围存在磁场
问题2：小磁针对通电导线有力的作用吗？
有，因为力的作用是相互的
新课引入
磁体周围存在磁场
通电直导体周围存在磁场
I
+
_
磁体间通过磁场相互作用，通电导线周围有磁场。
那么通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？
磁场对通电导线的作用
一
新知讲解
演示实验一
通电导线在磁场中受力
金属导轨
电源
N
实验器材：金属导轨、磁铁、开关、电池、能够在轨道上滚动的金属杆。
开关
金属杆
（1）把导线ab放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，观察它的运动；
（2）把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线ab的电流方向与原来相反，观察导线ab的运动方向；
（3）保持导线ab中的电流方向不变，但把蹄形磁体上下磁极调换一下，使磁场方向与原来相反，观察导线ab的运动方向。
实验步骤
实验视频
（1）实验表明，通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系。
（2）当电流的方向或者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。
实验结论
思考：如果电流的方向和磁感线的方向都变得相反，通电导线受力的方向会怎样？
如果磁场方向和电流方向同时改变，导体受力的方向不变。
S
导体不受力的作用
通电导体受到力的作用
说明：电流方向与磁场方向平行时，导体不受力的作用。只有当电流方向与磁场方向斜交或垂直时，通电导体才会受到力的作用。
N
N
+
_
+
_
S
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。那么线圈可以持续地转动吗？
想一想
通电线框在磁场中受力转动，但不是持续转动，而是来回扭转，最终静止在平衡位置。
①在如图所示位置时，通电线圈的两边在磁场中都受力，ab边受力方向竖直向上，cd边受力方向竖直向下， 方向相反，发生顺时针转动。
②当线圈的平面与磁场垂直时，通电线圈ab边与cd边受平衡力作用，达到平衡位置。这时由于惯性，线圈还会继续转动。
为什么通电线圈不能在磁场中持续转动？
想一想
③线圈靠惯性越过平衡位置后， ab边受力方向竖直向上，cd边受力方向竖直向下， 方向相反，磁场力作用的结果使线圈逆时针旋转。
④ 通电线圈最后静止在平衡位置。
通电矩形线圈在磁场中不能连续转动的原因
思考：如何使线圈持续地转动下去？
（1）将阻碍线圈转动的力变成促使线圈转动的力
（2）让阻碍线圈转动的力消失
①电流反向
②磁场反向
停止对线圈供电
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。
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。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。
小小电动机的线圈
小小电动机
把一端线圈的绝缘漆只刮掉半周的目的是什么？
保证给线圈适时供电或停电，线圈每转一周，只有半周获得动力。
在另半周线圈没有电流通过，线圈不受力，但由于惯性继续转动，当转过这半周后，又回到原来的状态，线圈又受到向同方向转动的力，线圈就可以持续转动下去。
想一想
1.直流电动机的构造
定子（磁体）
转子（线圈）
换向器
电刷
电动机由两部分组成：
　　转子:能够转动的线圈。
　　定子:固定不动的磁体。
电动机基本结构图
电动机
二
2.直流电动机
电动机是把电能转化为机械能的动力机器
使用直流电的电动机叫做直流电动机
磁场对电流的作用是电动机的基本原理
小知识
方向不变的电流叫做直流电，如干电池、蓄电池提供的电流都是直流电。
3.实际电动机
4.电动机的应用
车床
水泵
电风扇
电力机车
洗衣机内部
电能转化成机械能
科学世界
扬声器是怎样发声的
扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，使得它在一瞬间和下一瞬间受到不同的力，于是带动纸盆振动起来，发出了声音。
1.磁场对通电导体的作用
2.电动机
a.电流的方向或磁场的方向发生改变，通电导体在磁场中受力的方向就发生改变
b.电流的方向和磁场的方向同时改变，通电导体在磁场中受力的方向不变
c.换向器的作用：线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中电流的方向，使线圈连续转动。
a.直流电动机工作原理：通电导体（线圈）在磁场中受力（转动）。
b.电动机由两部分组成：转子(能够转动的线圈)，定子(固定不动的磁体)。
通电导体在磁场中要受到力的作用
通电导体在磁场的受力的方向由电流方向和磁感线（磁场方向）决定
能量转化：电能转化成机械能
课堂小结
知识点1：磁场对通电导线的作用
1．如图所示的电路，闭合开关时导体棒ab向右运动，下列操作能使导体棒向左运动的是 ( )
A．将磁体的N、S极对调
B．将滑动变阻器的滑片向右移动
C．将导体棒a、b端对调
D．换用磁性更强的磁体
A
2．如图所示的实验装置是用来探究 _____________________ (选填“电流的磁效应”或“磁场对通电导线的作用”)的。利用该实验装置，同学们进行了如下操作：
磁场对通电导线的作用
(1)将导线ab放在磁场中，接通电源，让电流流过导线ab，会观察到导线ab向右运动；保持磁感线方向不变，如果把电源正、负极对调后接入电路，会观察到导线ab向左运动。上述现象说明：①通电导线在磁场中受到 ____ 的作用；②通电导线在磁场中受力方向与 _________ 有关。
(2)在(1)中，若不对调电源正、负极，将蹄形磁体N、S极对调，会观察到导线ab向左运动。这个现象说明：通电导体在磁场中的受力方向与 _________有关。
(3)在(1)中，若将磁感线方向和电流方向同时改变，会观察到导线ab仍向右运动，说明同时改变磁场方向和电流方向 ______ (选填“能”或“不能”)改变通电导线在磁场中的受力方向。
力
电流方向
磁场方向
不能
知识点2：电动机
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。要使线圈逆时针转动，下列方法中可行的是 ( )
A．只改变电流大小
B．只改变电流方向
C．对换磁极同时改变电流方向
D．换用磁性更强的磁体
B
4．电动机的工作原理是 _________________________。如图所示为电动机的工作原理图，图中分别与线圈两端相连，而又彼此绝缘的两个铜半环A和B叫_______，它能在线圈刚转过平衡位置时 _____________________；电动机在工作时将 ____ 能转化为 ______ 能。
磁场对通电导线有力的作用
换向器
改变线圈中电流的方向
电
机械
5．下列电器中，利用电动机原理工作的是 ( )
A．电取暖器 B．洗衣机
C．电饭煲 D．电铃
6．小明同学在制成简易直流电动机的过程中，若要改变电动机的转速，下列方法可行的是 ( )
①将电源正、负极对调；②将磁体的N、S极对调；③增大电源电压；④换用磁性更强的磁体；⑤增加电动机线圈的匝数
A．①②③ B．②③④
C．③④⑤ D．①③⑤
B
C
7．某通电直导体在磁场中受力作用的情况如图，则在下列四幅图中通电直导体在磁场中受力作用的方向跟它相同的是(?表示电流方向指向纸内，⊙表示电流方向指向纸外) ( )
C
8．(2022·昆明月考)如图所示，将线圈abcd放入磁场中，闭合开关，下列说法正确的是 ( )
A．线圈不能转动
B．线圈转动90°后停止
C．线圈会不停地转动下去
D．线圈转动90°后左右摆动几下，最后慢慢停下来
D
9．(2022·安庆月考)如图所示，下列关于扬声器的说法中正确的是 ( )
A．扬声器线圈中通有强电流时，线圈带动纸盆来回振动发声
B．扬声器线圈中通有直流电时，不能发声
C．扬声器与电磁起重机的原理完全相同
D．扬声器工作时是将机械能转化为电能
B
10．(2022·黄石月考)如图所示为课外兴趣小组自己制作的电风扇，通电后电机转动，但风向后吹，经检查风扇安装正确，则出现这种现象的原因是 ___________ _________；纠正上述错误后，同学们又发现风速太小，则小明应该 ____________ ___ 提高风速。
电源正、负
极接反了
增大电源电
压
11．为了探究电动机为什么转动，小明根据电动机主要构造制作了一台简易电动机(如图所示)。他用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连。用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮。将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
(1)用小刀如此刮漆的目的是 ______________________。
(2)要想改变线圈的转动方向，小明可采用的措施：_____________ 或 _________ ______。(写出两点)
使线圈能持续转动下去
改变电流方向
改变磁场
方向
(3)闭合开关后发现电动机不转动，此时小明应优先进行的操作是 ____。(填序号)
①换用磁性更强的磁体；
②检查接线柱是否接触不良；
③轻轻拨动一下线圈；
④提供更大的电压。
(4)小明还想设计一个能调节电动机转速的实验装置，他还需要的主要器材是___________。请在虚线框内画出实验电路图(电动机用符号表示)。
③
滑动变阻器