第4节 电动机 （课件）初中物理人教版九年级下册

(共39张PPT)
第4节 电动机
第1课时 磁场对通电导体的作用
第二十章 电与磁
初中物理人教版九年级下册
学习目标
1.知道磁场对通电导体的作用。
2.知道通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关。

1.磁场对通电导线的作用：通电导线在磁场中要受到
___的作用。
2.通电导线在磁场中受力方向：跟_____方向和______方向有关。
3.通电线圈在磁场中受力转动：是___能转化为____能。
力
电流
电
机械
磁场

通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？
S
N
I
+
_
磁体周围存在什么？
通电直导体周围存在什么？
磁场
磁场
磁体间通过磁场相互作用

通电导线在磁场中的运动
知识点一
金属导轨
直导体
+
-
实验电路

实验方案
1. 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。

实验现象
磁场方向不变，改变电流方向，导体运动方向也发生了改变。
闭合开关，原来静止在磁场中的导体发生运动。
电流方向不变，改变磁场方向，导体运动方向发生了改变。
N
I
F
甲
S
I
乙
F
N
S
I
F
丙
N
S
F
I
丁
N
S
同时改变磁场和电流方向，导体运动方向不发生改变。

实验结论
　　1．通电导线在磁场中要受到力的作用。
　　2．通电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。
　　3．当电流的方向或者磁场的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。

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通电线圈在磁场中的运动
知识点二
　　上面的实验中，直导体运动一段距离就会离开磁场，很难持续地运动。如图，如果把一个通电线圈放在磁场中，它又会怎样运动呢？线圈可以持续地转动吗？
　　通电线圈可以在磁场里转动一定角度，但不能持续转动。

想想做做
如图，把一段粗漆包线绕成约3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约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。
让线圈转起来

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。这就是一台小小电动机！

借助如图所示的实验装置，小明探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关S0，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P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

磁场对通电导线的作用？
　　1．通电导线在磁场中要受到力的作用。
2．通电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。
3．当电流的方向或者磁场的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。

拓展延伸
如图是实验室电流表内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中的电流越大，指针偏转角度越大，关于该现象，下列说法中正确的是（ ）
A.该装置没有利用安培定则原理
B.线圈中有电流通过时，把电能全部转化为内能
C.改变线圈中的电流方向，其转动方向不会改变
D.线圈中的电流越大，其所受磁场力越大
D

第4节 电动机
第2课时 电动机
第二十章 电与磁
初中物理人教版九年级下册
学习目标
1.知道电动机的基本构造和工作原理。
2.初步认识科学与技术、社会之间的关系。

1.电动机的制作原理：通电线圈在磁场中 而转动。
2.电动机的构造：由 和 两部分组成。
3.换向器：由两个铜制半环构成，其作用是改变线圈中电流的 。
受力
转子
定子
方向

　　通过上一节课的学习我们知道，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

电动机的制造原理是通电线圈在磁场中受力转动。
电动机的基本构造
知识点一
电动机由两部分组成：能够转动的线圈和固定不动的磁体。能够转动的部分叫做转子，固定不动的部分叫做定子。
实质：电能转化为机械能。

电动机的工作原理
知识点二
　　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。
　　通电线圈最后会静止在平衡位置。
　　线圈不能连续转动，是因为线圈越过平衡位置以后，受到的力要阻碍它的转动。

　　前面我们学习制作小小电动机，采用刮去引线漆皮的办法来控制电路的通断，即一端的漆皮全部刮掉，另一端的漆皮只刮半周，这种设计，线圈每转一周，只有半周获得动力，在另半周线圈将要受到阻碍它转动的力时没有电流通过，线圈靠惯性转过这半周，又回到原来的状态继续受力转动下去。

　　如果在线圈转动的后半周，不是停止给线圈供电，而是设法改变后半周的电流方向，使线圈在后半周也能获得动力，线圈将更平稳有力地转动下去。那么如何使线圈在后半周也能获得向同方向转动的力呢？
　　实际的电动机是通过换向器来实现这一目的。电动机都有多个线圈。每个线圈都接在一对换向片上，以保证每个线圈在转动的过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。

与半环接触，使电源
和线圈组成闭合电路。
E、F是换向器（两个半圆铜环）：
作用：
A、B是电刷
作用：
及时改变线圈中的电流方向，使受力方向总是相同，线圈一直转动下去。
直流电动机换向器
知识点三

电动机的工作过程

扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置：右图是扬声器的构造示意图，它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。当线圈中通有电流时，线圈受到磁铁的作用而运动；
动圈式扬声器
知识点四
当线圈中的电流反向时，线圈向相反方向运动。由于通过线圈的电流是交变电流， 它的方向不断变化，线圈就不断的来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。

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
B

2.为了使电动机的转动方向发生改变，下列措施可行的是（ ）
A.同时改变电流方向和磁场方向
B.只改变电流方向或只改变磁场方向
C.使电动机线圈中的电流增大
D.增强磁场
B

3.下列关于电与磁，判断正确的是（ ）
A.用电器工作时就是不断地消耗电源的电荷
B.磁场看不见，但却是客观存在的
C.电动机是根据通电导体在磁场中受力的作用的原理制成，并将机械能转化为电能
D.扬声器（喇叭）是把声音信号转换成电信号的一种装置
B

电动机
工作原理
基本构造
通电线圈在磁场中受力转动；
电能转化为机械能。

拓展延伸
3.如图通电线圈置于磁场中，在某时刻线圈平面刚好与磁感线的方向相平行，则下列说法中正确的是（ ）
A.ab段与cd段所受的磁场力大小相等，方向相反，线圈处于平衡状态
B.ab段与cd段所受的磁场力大小不相等，但方向相反，故线圈处于不平衡状态
C.ab段与cd段所受的磁场力大小不相等，方向也不相反，故线圈处于不平衡状态
D.ab段与cd段所受的磁场力大小相等，方向相反，但不在同一条直线上，故线圈处于不平衡状态

解析：由图可知，ab和cd是线圈的两条边，ab边电流方向向里，cd边电流方向由纸指向外，所以ab边和cd边受力方向相反，并且不在同一条直线上，但电流大小相同，受力大小也是相同的，故这两个力不是一对平衡力，所以线圈处于不平衡状态。
答案：D

动手动脑学物理
1.通电导线在磁场中会受到力的作用，受力的方向跟哪些因素有关？
解答：通电导线在磁场中受力的方向跟电流方向和磁场方向有关。

2.电动机主要由哪两部分构成？电动机换向器的构造大体是怎么样的？它有什么作用？
解答：电动机主要由转子和定子两部分组成；电动机换向器由两个互相绝缘的铜半环组成，其作用是在线圈转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向，让线圈能连续转动。

3.一台电动机的额定电压是220V，额定功率是5.5kW，它正常工作时的电流有多大？连续工作2h耗电多少？
解：由P=UI得I=P/U=5.5kW/220V=25A；连续工作2h耗电W=Pt=5.5kW×2h=11kW·h

4.设计一个电路，使电动机在人的操作下既能正传，也能反转。电动机的符号是 。
解答：电路如图所示

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