17.3 科学探究：电动机为什么会转动（26页）课件 2024~2025学年物理沪科版九年级全一册

(共26张PPT)
第十七章 从指南针到磁浮列车
第3节 科学探究：电动机为什么会转动
你知道电动机为什么会转动吗？
在如图所示的用电器中，它们内部都有一个重要的部件——电动机。
洗衣机
电扇
新知导入
1.知道磁场对通电导线的作用，及其影响因素。
2.知道电动机的结构及其工作原理。
学习目标
复习：奥斯特实验
现象：导线通电后使磁针偏转，断电后，磁针回到原来位置
磁场会对小磁针（磁体）产生力的作用
猜想：磁体也会对通电
导体产生力的作用
说明：通电导体会对磁体产生力的作用
力的作用是相互的。
一、探究磁场对通电导体的作用
新知学习
设计实验验证以上猜想，需要什么器材
磁铁、导体棒、电源、开关、导线等。
演示实验
如图所示电路，将导体棒轻放在导轨上，闭合开关，发现导体棒运动起来。观察实验现象并总结结论。
通电导体在磁场中受到力的作用。
通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关。
二、探究通电导体在磁场中受力方向的影响因素
通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关。
通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关。只改变其中一个因素时，才能改变力的方向。
实验视频：
磁场方向不变，改变电流方向，磁场中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，磁场中导体运动方向发生了改变。
N
I
F
乙
S
I
丙
F
N
S
I
F
甲
N
S
(1)通电导线在磁场中要受到力的作用。
(2)通电直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。
当电流方向或磁场的方向一个改变时，通电导线受力的方向也会改变；
若二者同时改变方向时，通电导线受力的方向不变。
知识拓展：并不是所有的通电直导线在磁场中都受到力的作用，当通电直导线与磁感线方向平行时，此时通电的直导线不受力的作用。
小结
有没有方法让金属杆在轨道上往复运动呢？
周期性改变电流方向或磁场方向
三、了解电动机的工作原理
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。
想一想：为什么通电线圈不能在磁场中持续转动？
A
B
C
D
A
B
C
D
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。
A
B
C
D
A
B
C
D
如果线圈在越过平衡位置时，能改变受力方向，就能使它连续旋转。而通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，只有及时改变电流方向和磁场方向中间一个，就能达到以上目的。
A
B
C
D
思考：如何使线圈持续地转动下去？
生活中常采用改变线圈中电流方向的方法使线圈在磁场中连续旋转。这样就制成了真正的电动机。
能够完成这一任务的装置叫做换向器。
线圈转到平衡位置时，无电流流过，不受安培力，靠 继续转动
惯性
线圈越过平衡位置后， 发生改变。线圈在安培力作用下继续顺时针转动。
电流方向
换向器的作用是什么？
当线圈刚越过平衡位置时，换向器自动改变电流的方向使线圈能持续地转动下去。
a
b
c
d
观看直流电动机转动视频
电力汽车
洗衣机
电风扇
工厂车床
电动机在生活中的应用。
总结：电动机的原理是磁场对电流的作用，换向器对线圈持续转动起到关键作用。
电动机
通电导体在磁场
中受到力的作用
施力物体：磁场
受力物体：通电导体
影响力的方向的因素
电流方向
电动机
实质：电能转化为机械能
换向器：结构与作用
工作原理
磁场方向
课堂小结
1.如图所示，利用磁场对通电导体有力的作用制造的电器是( )
C
A.电热水壶
B.电饭煲
C.洗衣机
D.电铃
随堂练习
2.右图为“机器人餐厅”的机器人为顾客送餐时的情景。机器人
接到指令后，内部的电动机会驱动其底部的轮子将美食送到
指定客人的桌边。制作电动机依据的是下列四幅图中的( )
C
A. B. C. D.
3.用如图所示的装置探究磁场对通电直导线的作用，给铝棒通电，
观察到铝棒向右运动，要使铝棒 通电后向左运动，下列做法中
可行的是( )
C
A.仅换用磁性更强的磁体 B.仅增大铝棒 中的电流
C.仅将磁体的、极对调 D.仅将铝棒 换成铜棒