17.3 电动机为什么会转动 课件 (共28张PPT) 2024-2025学年物理沪科版九年级全一册

(共28张PPT)
17.3 电动机为什么会转动
生活中处处有电动机
水泵
电风扇
电力机车
电动机利用什么原理工作的？通电后为什么能够转动呢？
新课导入
1.通过实验了解通电导体在磁场中受力作用。
2.通过实验了解电动机转动的原理
学习目标
实验探究一：观察并研究电动机的结构
1、提出问题
电动机内部结构怎样？
电动机由哪些部件组成，各起什么作用？
电动机是怎样转起来的？
新知讲解
(1)将学生实验用的电动机接入电路，闭合开关，观察电动机的转动。
2、进行试验与收集证据
换向器
电刷
转子
定子
（2）拆开这台直流电动机，观察它由哪几部分组成。
1、实验器材
金属轨道、磁铁、开关、电池、能够在轨道上滚动的金属杆。
实验探究二：转动的原理
（1）闭合开关观察，原来静止在磁场中的导体运动情况。
（2）磁场方向不变，改变电流方向，观察磁场中导体运动情况。
（3）电流方向不变，改变磁场方向，观察磁场中导体运动方向。
2、实验步骤：
（1）闭合开关观察，原来静止在磁场中的导体运动情况。
现象：闭合开关，原来静止在磁场中的导体发生运动。
（2）磁场方向不变，改变电流方向，观察磁场中导体运动情况。
现象：磁场方向不变，改变电流方向，磁场中导体运动方向发生改变。
（3）电流方向不变，改变磁场方向，观察磁场中导体运动方向。
现象：电流方向不变，改变磁场方向，磁场中导体运动方向也发生了改变。
通电金属杆在磁场中受到磁场力的作用。
③当保持电流方向不变，改变磁场方向时，金属杆运动方向（ ）。
②当保持磁场方向不变，改变电流方向时，金属杆运动方向 ( )。
改变
改变
思考：①当接通电源时，我们看到金属杆运动起来，这说明了什么？
3、结论
转动的原理：通电导体在磁场中受到力的作用， 其作用的方向与电流方向和磁场方向有关。
4、说明
（1）磁场方向和电流方向中有一个方向改变，导体受力的方向就会随之改变 ；如果磁场方向和电流方向同时改变，导体受力的方向不变。
（2）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。
导体不受力的作用
通电导体受到力的作用
1、观察磁场对通电源线圈的作用
通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发生逆时针转动。
实验探究三：电动机怎样转动
甲
乙
当线圈的平面与磁感线垂直时，通电线圈受平衡力作用，达到平衡位置。
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顺时针旋转。
丙
丁
最终通电线圈静止在平衡位置。
2、观察磁场对通电线圈的作用视频
由实验可知：通电线圈不能在磁场中连续转动。
这就需要用换向器来改变电流的方向，实现通电线圈在磁场中持续地转动。
思考：怎样才能让通电线圈在磁场中持续地转动呢？
电动机线圈的两端各连着一个铜制的半环（图中E、F），它们之间有一窄缝，彼此绝缘，这两个相互绝缘的半环称为换向器。
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。
E
F
A
B
3、直流电动机持续转动的原理
(1)换向器
a
d
c
b
E
F
A
B
（a）
线圈的AB边受到一个向上的力，CD边受到一个向下的力，线圈顺时针方向转动。
线圈处于此位置时，半环E跟电刷A接触，半环F跟电刷B接触，通电后线圈中电流从半环E流向半环F。
（2）直流电动机原理图分析
线圈不受力的作用，但线圈由于惯性会继续转动，从而越过平衡位置。
d
b
c
a
E
F
A
B
（b）
线圈转至平衡位置时，两电刷跟两个半环间绝缘部分接触，线圈中无电流。
线圈越过平衡位置后，半环E变为跟电刷B接触，半环F变为跟电刷A接触。
由于换向器的作用，线圈中电流变为从半环F流向半环E。线圈仍然沿顺时针方向转动。
b
a
c
d
E
B
F
A
（c）
线圈由于惯性越过平衡位置后，线圈中的电流又从半环E流向半环F，其情况又和图(a)所示一样。
线圈又转至平衡位置时，其情况跟图(b)所示相似。
d
b
c
a
E
B
F
A
(d)
（3）直流电动机转动视频
每当线圈刚转过平衡位置时，半环就立即改变线圈中的电流方向，线圈两边受到的力就会改变，线圈就按照原来的方向继续转动下去。
机械能
思考：①电动机连续转动的原因是什么？
②电动机工作时消耗的电能主要转化为什么能？
③电路元件都正常，闭合开关，电动机模型不转的原因是什么？
原因可能是线圈处于平衡位置，此时线圈中没有电流，用手拧一下转轴，线圈就会离开平衡位置致使线圈中有电流通过而转动。
1、磁场对电流作用力的方向与( )方向和 ( )方向有关。
电流
磁场
2、电动机的工作原理是( )；电动机在工作过程中将( )能转化为( ) 能。
机械
电
通电线圈在磁场中受到磁场力而转动
当堂检测
3、要改变直流电动机线圈转动的方向，可行的办法是（ ）
A.改变电流的大小
B.改变磁场的强弱
C.只改变电流的方向
D.同时改变电流的方向和磁场的方向
C
电动机为什么转动
磁体、电刷、线圈和换向器
电动机的结构
电动机的工作原理
通电导体在磁场中受到力的作用.作用力的方向跟电流方向和磁场方向有关.
实质：电能转化为机械能
换向器：结构与作用
工作原理
转动的原理
课堂小结