14.6 直流电动机（16页）课件 2024-2025学年物理北师版（2024）九年级全一册

(共16张PPT)
第十四章 磁现象
第6节 直流电动机
通电导线在磁场中受到力的作用，那么通电线圈在磁场中会怎样运动呢？
新课引入
活动1：如图，将漆包线绕成矩形线圈，将漆包线的两端的漆层全部刮掉，按图连接电路，通入如图所示电流，观察线圈的运动情况。
分析原因：由左手定则判定，下边受力向外，上边受力向里，两个力方向相反且不在同一直线，于是就使线圈开始转动。
新知讲解
直流电动机的原理
一
但是当线圈转过90度角，即线圈平面与磁场垂直时，观察到：
现象：线圈来回摆动最终静止在该位置，不能持续转动
分析原因：转过90°时，由左手定则判定，这两个力变成在一条直线上，这个位置叫作平衡位置。线圈的惯性使它可以冲过平衡位置，但不能持续转动。
活动2：将漆包线一端的漆层全部刮掉，另一端的漆层只刮去半周，接通电路，观察线圈的转动情况。
④
①
②
③
现象：线圈持续转动起来
分析原因：线圈由①位置转过90度角到②位置时，带漆层的部分接触支架，瞬间线圈中无电流，线圈的惯性使得它转过②③④位置，接下来刮去漆层的部分接触支架，线圈受力转动到下一个循环。
电动机就是根据通电线圈在磁场中受力转动制成的。
线圈
定子
换向器
电刷
如图所示，是一个教学用的电动机.先让线圈处于水平位置，然后通电，将看到它能够连续地转动.
想一想：为什么这种装置能够使线圈连续转动？换向器和电刷起了什么作用？
铜半环F
铜半环E
当线圈每转到平衡位置时，自动改变线圈中电流方向，从而实现线圈持续转动。
换
向
器
电刷AB
与半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。
观看直流电动机转动视频
甲
直流电动机的工作过程是：
如图甲所示是开始通电的状态，换向器F与电刷A接触，换向器E与电刷B接触。线圈ab边内电流由b指向a，ab边受到向上的磁场力，cd边内电流由d指向c，cd边受到向下磁场力。
乙
转过90°就到了图乙的状态，这是平衡位置。在这一瞬间，换向器与电刷断开，线圈中没有电流，线圈不受磁场力。线圈的惯性使它冲过平衡位置。
丙
线圈冲过平衡位置，于是换向器就改变了所接触的电刷，E与A接触、F与B接触，如图丙所示。这时线圈ab边内电流由a指向b， ab边受力方向变成向下，cd边内电流由c指向d， cd边受力方向变成向上，于是线圈就继续沿顺时针方向转动90°。
转到如图丁所示的平衡位置时，线圈又靠惯性冲过去，回到了图甲的状态。
丁
总之，依靠换向器与电刷的配合，每转动半周，线圈中的电流方向就改变一次，这样线圈就能够连续不停地沿同一方向转动下去。
甲
乙
丙
丁
实际使用的直流电动机由定子和转子两部分组成。
转子的线圈有许多组，并且嵌在圆柱形铁芯上。
换向器是由许多对铜片组成的。
定子由机壳和电磁铁组成，转子安装在定子里。
两个电刷是用石墨与铜粉压制而成的。
电刷
换向器
定子
转子
从能量转化来看，电动机是把电能转化为机械能。
实用电动机
二
生活中的电动机
直流电动机(电动玩具、录音机等小型电器)
交流电动机(电风扇、洗衣机等家用电器)
电动机优点：结构简单、控制方便、体积小、效率高
1．（多选）要改变直流电动机转向，可以采用 （ ）
A．改变电流方向，其他不变
B．改变磁场方向，其他不变
C．增大电流强度
D．同时改变电流方向和磁场方向
A B
当堂检测
2. 关于直流电动机工作时的电流方向，下列说法正确的是(　　)
A. 线圈中电流方向不变，外部电路的电流方向不变
B. 线圈中电流方向改变，外部电路的电流方向改变
C. 线圈中电流方向不变，外部电路的电流方向改变
D. 线圈中电流方向改变，外部电路的电流方向不变
3. 要使直流电动机的转速加快，下列采取的措施不可靠的是(　　)
A．增大线圈中的电流
B．更换电压较高的直流电源
C．将磁铁的两极对调
D．再增加一个磁铁，使该磁铁的磁场与原有的磁场方向一致
D
C
直流电动机的原理
构造
工作原理：通电线圈在磁场中受力而转动
直流电动机的工作过程
换向器与电刷的作用
直流电动机的应用
实用的电动机
能量转化
直流电动机
课堂小结