17.2 探究电动机转动的原理（25页）课件 2024-2025学年物理沪粤版九年级下册

(共25张PPT)
第十七章 电动机与发电机
第2节 探究电动机转动的原理
学习目标
1.通过实验，了解通电导体在磁场中会受到力的作用，知道力的方向跟电流方向和磁场方向有关。
2.知道换向器在电动机中的作用。
3.能应用所学到的知识，分析电动机的工作原理。
　　通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？
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
新知导入
1.电源断开，发现导体虽在磁场中，却不动
2.闭合开关，原来静止在磁场中的导体发生运动
3.若是把磁铁移去，电源接通，导体也不动
结论：
通电导体在磁场中受到力的作用
01 探究磁场对电流的作用
新知学习
通电导体受力方向与磁场方向的关系
只改变磁场方向，导体运动方向发生了改变。
受力方向与磁场方向有关
结论：
只改变电流方向，导体运动方向发生了改变
结论：
受力方向与电流方向有关
通电导体受力方向与电流方向的关系
通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与电流方向和磁感线方向有关。
结论：
只改变___________或___________通电导线受到力的方向_______,
如果________改变电流方向和磁场方向则受到力的方向________。
电流方向
磁场方向
改变
同时
不改变
为什么线圈是转动而不是直线运动呢？
由于导线两边的电流方向是不一样的，所以它们受到的力也就不一样，就像一个框被方向相反的力扭动一样，所以只能是转动的。
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？
为什么线圈不能持续转动呢
磁场力使线圈顺时针转
由于惯性继续转动
怎样才能让线圈持续转动呢？
磁场力使线圈逆时针转
静止在平衡位置
开始时，线圈平面与磁感线平行，如图甲所示。接通电路后，黑色边和白色边的电流方向不同，其受力的方向相反，线圈便转动起来；
图甲
图乙
当线圈转到如图乙所示的位置时，黑色边和白色边受到的力恰好在同一条直线上，且大小相等，方向相反，线圈来回摆动几次就停在该位置上了。线圈的这一位置叫做平衡位置，此时线圈的平面恰好与磁感线垂直。
　　如果在线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，由于惯性，线圈继续转动。
当线圈转动半周后再继续供电，线圈不就可以持续转下去了吗？
因此设法改变后半周的电流方向，使线圈在后半周也获得动力，线圈不就能转得更平稳了吗？
　通过换向器可以使线圈中电流每半周改变一次。
电刷
换向器
当线圈由于惯性刚越过平衡位置时，如果立刻改变线圈中的电流方向，线圈就能够继续转动下去了。在电动机上能够完成这一任务的装置叫做换向器。
（1）最简单的换向器由两个彼此绝缘的金属半圆环组成，如图所示。
（2）换向器的两个半圆环分别跟线圈的两端相连接，并通过电刷连接到电源的两极。当线圈刚越过平衡位置时，由于换向器的作用，改变了线圈中电流的方向，使线圈继续转动下去。
02 换向器的作用
两个铜半环
03 电动机的工作原理
线圈处于此位置时，电流从电刷4→半环2→线圈→半环1→电刷3。线圈的c边受到一个向上的力，a边受到一个向下的力，线圈沿逆时针方向转动
线圈转至平衡位置时，两电刷跟两个半环间的绝缘部分接触，线圈中无电流，不再受力的作用。由于惯性，线圈会越过平衡位置转动
线圈越过平衡位置后，电流从电刷４→半环1→线圈→半环2→电刷3。线圈的c边受到一个向下的力，a边受到一个向上的力，线圈仍绕轴沿逆时针方向转动
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。
通电导体在磁场中受到力的作用使线圈转动，同时通过换向器及时改变线圈中的电流方向，以保持线圈的持续转动。
直流电动机的转速可由电流大小来控制；转动方向可由电流方向和磁极的位置来控制。
电动机的工作原理
注意
电动机不转的原因及处理方法
不转的原因 处理方法
安装错误 检查电路的正确性
电路不通或电流过小 ①电源电压太低，应换用能产生较大电压的电源
②滑动变阻器阻值过大，应减小滑动变阻器的阻值
③电路未连接好，重新检查电路
④线圈或电路中有断路现象，重新检查电路
磁场力太小 ①磁铁的磁性不够强，应换更强的磁铁
②线圈的匝数太少，应增加匝数
摩擦阻力太大 检查线圈轴与支架之间以及电刷与换向器之间的接触情况
线圈处于平衡位置 拨动线圈，让它通过平衡位置，电动机即可转动
内部结构
扬声器是怎样发声的
1.扬声器是把电信号转换成声信号的装置。
2.工作原理：通电导体在磁场中受力运动。
磁电系仪表
探究电动机转动的原理
探究磁场对电流的作用：磁场对通电导体有力的作用，其作用的方向与电流方向、磁场方向有关
换向器的作用：改变了线圈中电流的方向，使线圈继续转动下去
课堂小结
电动机的工作原理：通电导体在磁场中受到力的作用使线圈转动，同时通过换向器及时改变线圈中的电流方向，以保持线圈的持续转动
课堂练习
1.手持小风扇的简化电路如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．开关和电动机是并联的
B．电动机把机械能转化为电能
C．电池的作用是为电动机提供电能
D．通电后电流从电池负极经电动机流向正极
C
2.小电动机中换向器的作用是（　　）
A．接通电流并转换电流的方向
B．接通磁铁并转换磁铁的方向
C．接通线圈并转换线圈运动的方向
D．以上都有可能
A
3.如图所示，线圈abcd位于磁场中，当开关接通时，ab段导线受磁场力F的方向向上；此时，cd段导线受磁场力（　　）
A．方向向上
B．方向向下
C．为零，因为线圈处于水平位置
D．为零，因为ab段导线向上转动
B
4.如图所示，放在U形磁铁两极之间的铝盘的下边缘浸在液态水银中，闭合开关S，铝盘会绕水平轴O转动。下列说法正确的是（　　）
A．铝盘转动的原理与电动机的工作原理相同
B．将磁铁的磁极对调后，铝盘的转动方向不变
C．将电源的正负极对调后接入电路，铝盘的转动方向不变
D．左右移动滑动变阻器的滑片P，铝盘的转动方向改变
A
5.在“通电导线在磁场中受到力”的实验中，如图所示，当闭合开关，有电流通过导体AB时，导体AB将会 ；如果改变电流方向，同时对调两个磁极，则通电导线受力方向 （填“会”或“不会”）改变，假如把导体AB换成线框，通电时线框将会转动起来，这是 的工作原理。
受力而运动
不会
电动机