14.5磁场对通电导线的作用力课件（39页）2025-2026学年九年级物理全册北师大版（2024）

(共39张PPT)
幻灯片 1：封面
标题：14.5 磁场对通电导线的作用力
学科：物理
年级：九年级
授课教师：[你的姓名]
幻灯片 2：课程引入
复习回顾：
我们已经知道电流周围存在磁场（电流的磁效应），那么反过来，磁场会对电流产生作用吗？
生活中，电动机能够转动，电风扇能够吹风，这些设备的运转都与磁场对电流的作用有关。
实验演示预告：通过实验观察磁场中的通电导线是否会受到力的作用，引出本节课主题 —— 磁场对通电导线的作用力。
提出问题：磁场对通电导线的作用力方向与哪些因素有关？这种力有什么应用？
幻灯片 3：探究磁场对通电导线的作用实验
实验装置：蹄形磁体（提供磁场）、电源、开关、导线、金属导轨、可自由运动的通电导体棒。
实验步骤：
将导体棒放在水平的金属导轨上，使其与蹄形磁体的磁场方向垂直（磁场方向从 N 极到 S 极）。
接通电源，观察导体棒的运动情况。
改变电流的方向（调换电源正负极），再次接通电源，观察导体棒的运动方向。
保持电流方向不变，改变磁场方向（调换磁体的 N 极和 S 极），观察导体棒的运动方向。
实验现象：
通电时，导体棒在磁场中发生运动，说明磁场对通电导线有力的作用。
改变电流方向或磁场方向，导体棒的运动方向发生改变，说明力的方向与电流方向和磁场方向有关。
实验结论：磁场对通电导线有力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关。
图示：展示实验装置图，标注磁场方向、电流方向和导体棒运动方向。
幻灯片 4：左手定则 —— 判断力的方向
定则内容：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受作用力的方向。
适用范围：判断磁场对通电直导线的作用力方向。
应用步骤：
明确磁场方向（磁感线从 N 极到 S 极），让磁感线穿过左手掌心。
确定电流方向，使四指指向电流方向。
拇指所指的方向即为导线所受作用力的方向。
示例分析：
已知磁场方向水平向右，电流方向竖直向上，用左手定则判断导线受力方向为垂直纸面向外。
改变电流方向为竖直向下，受力方向变为垂直纸面向里。
图示：展示左手定则的示意图，标注掌心、四指、拇指的方向与磁场、电流、力的方向关系。
幻灯片 5：影响磁场对通电导线作用力大小的因素
猜想与假设：作用力大小可能与电流大小、磁场强弱、导线在磁场中的长度有关。
实验探究（控制变量法）：
与电流大小的关系：保持磁场强弱和导线长度不变，改变电流大小，观察导体棒运动的快慢（或受力的大小）。结论：电流越大，作用力越大。
与磁场强弱的关系：保持电流大小和导线长度不变，更换磁性不同的磁体（或改变磁场强度），观察现象。结论：磁场越强，作用力越大。
与导线长度的关系：保持电流大小和磁场强弱不变，改变导线在磁场中的长度，观察现象。结论：导线在磁场中的长度越长，作用力越大。
结论：磁场对通电导线的作用力大小与电流大小、磁场强弱、导线在磁场中的长度有关，电流越大、磁场越强、导线越长，作用力越大。
幻灯片 6：电动机的工作原理
电动机的定义：电动机是根据磁场对通电线圈有力的作用而使线圈转动的原理制成的。
基本构造：主要由定子（磁体，提供磁场）、转子（线圈）、换向器和电刷组成。
定子：可以是永磁体，也可以是电磁铁，产生磁场。
转子：由线圈绕在铁芯上构成，通入电流后在磁场中受力转动。
换向器：由两个半环组成，与线圈两端相连，能自动改变线圈中的电流方向。
电刷：与换向器接触，将电源的电流引入线圈。
工作过程：
线圈通电后，在磁场中受到力的作用而转动。
当线圈转过平衡位置时，换向器自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动下去。
能量转化：电能转化为机械能。
图示：展示电动机的结构示意图和工作过程动画，标注各部分名称、电流方向、受力方向和转动方向。
幻灯片 7：换向器的作用
平衡位置的问题：当线圈平面与磁场方向垂直时，线圈两边所受的力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，线圈处于平衡位置，此时线圈受力平衡，无法继续转动。
换向器的功能：当线圈转过平衡位置时，换向器自动改变线圈中的电流方向，使线圈两边的受力方向随之改变，从而使线圈能够持续转动。
工作原理：
线圈转动时，换向器随线圈一起转动，当线圈转过平衡位置时，换向器的两个半环分别与不同的电刷接触，从而改变线圈中的电流方向。
图示：对比线圈在平衡位置前后的电流方向和受力方向，说明换向器的作用。
幻灯片 8：电动机的分类与应用
分类：
按电源类型分：直流电动机（使用直流电）和交流电动机（使用交流电）。
按结构特点分：永磁电动机、电磁电动机等。
直流电动机的特点：可以通过改变电流方向改变转动方向，通过改变电流大小改变转动速度。
交流电动机的特点：结构简单、运行可靠、维护方便，广泛应用于工业和生活中。
应用场景：
家用电器：电风扇、洗衣机、电冰箱、空调等。
工业设备：机床、水泵、鼓风机等。
交通工具：电动汽车、电动自行车、地铁、高铁的牵引电机等。
医疗设备：呼吸机、电动轮椅等。
图示：展示不同类型电动机的实物图及其应用场景。
幻灯片 9：磁场对通电导线作用力的其他应用
动圈式扬声器：
构造：由永磁体、线圈、振膜等组成。
工作原理：音频电信号通过线圈时，线圈在永磁体的磁场中受到力的作用而振动，带动振膜振动发声，将电信号转化为声音信号。
磁悬浮列车（动力部分）：
列车底部的电磁铁与轨道上的磁场相互作用，产生向前的推力，使列车前进。
电磁阀门：
通电时，线圈产生磁场，吸引铁芯带动阀门开关，控制流体的通断。
图示：展示上述应用的原理图，说明磁场对通电导线作用力的具体应用。
幻灯片 10：课堂练习
选择题：
关于磁场对通电导线的作用力，下列说法正确的是（ ）
A. 磁场对不通电的导线也有力的作用 B. 力的方向只与电流方向有关 C. 力的方向只与磁场方向有关 D. 力的方向与电流方向和磁场方向都有关
下列设备中，利用磁场对通电导线的作用力工作的是（ ）
A. 电磁铁 B. 电动机 C. 发电机 D. 电磁继电器
用左手定则判断磁场对通电导线的作用力方向时，磁感线应（ ）
A. 从拇指指向掌心 B. 从掌心指向外部 C. 从掌心进入 D. 与四指方向一致
填空题：
磁场对通电导线的作用力叫做__________力，其方向可以用__________定则来判断。
电动机是根据__________的原理制成的，工作时将__________能转化为__________能。
电动机的换向器作用是当线圈转过__________时，自动改变线圈中的__________，使线圈能够持续转动。
作图题：
已知磁场方向竖直向下，电流方向水平向右，用左手定则画出导线所受作用力的方向。
画出电动机工作时，线圈在某一位置的电流方向、受力方向和转动方向示意图。
幻灯片 11：课堂总结
磁场对通电导线的作用：磁场对通电导线有力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关，可用左手定则判断。
左手定则：磁感线穿掌心，四指指电流，拇指指力向。
电动机：
原理：磁场对通电线圈有力的作用。
构造：定子、转子、换向器、电刷。
换向器作用：改变电流方向，使线圈持续转动。
能量转化：电能→机械能。
应用：电动机广泛应用于生活和生产中，磁场对通电导线的作用力是许多电气设备的核心工作原理。
知识联系：本节内容是 “电生磁”（电流的磁效应）之后的 “磁生力”，体现了电与磁之间的相互联系和转化。
幻灯片 12：课后作业
书面作业：完成课本中关于磁场对通电导线作用力的练习题，包括左手定则应用、电动机原理分析等。
实践作业：
观察玩具电动机的结构，尝试拆卸并组装（在家长或老师指导下），找出定子、转子、换向器和电刷的位置。
设计一个简单的实验，验证磁场对通电导线的作用力方向与电流方向、磁场方向的关系，并记录实验现象。
拓展作业：查阅资料，了解不同类型电动机的优缺点及适用场景；或探究如何改变电动机的转动速度和转动方向，撰写实验报告。
2024北师大版物理九年级全册
14.5磁场对通电导线的作用力
第十四章 电与磁
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
了解电动机的构造、工作原理及其能量转化。
02
知道通电导线在磁场中会受到力的作用，知道力的方向与电流方向和磁场方向有关。
01
03
了解动圈式扬声器的结构和工作原理。
观察与思考
　　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
N
S
磁场对通电导线的作用
1. 将金属棒放入磁场中，接通电源，观察现象。
结论：通电导体在磁场中受到力的作用。
现象：原来静止在磁场中的导体发生运动。
2. 保持磁体的磁场方向不变，改变电流的方向，观察金属棒的移动。
结论：受力方向与电流方向有关。
现象：磁场中导体运动方向发生了改变。
3. 保持电路中电流的方向不变，改变磁场的方向，观察金属棒的移动。
结论：受力方向与磁场方向有关。
现象：磁场中导体运动方向发生了改变。
结论：
通电导线在磁场中会受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关系。
注意：
只改变电流方向或磁场方向，通电导线受到力的方向改变。
如果同时改变电流方向和磁场方向，则受到力的方向不变。
磁场对通电导线作用力的方向
左手定则:
伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流的方向。这时，大拇指所指的方向就是磁场对通电导线作用力的方向。
观察与思考
日常生活中哪些地方用到了电动机？你知道电动机转动的原理吗？
通电导线在磁场中受到力的作用，所以电动机里应该有磁体和通电导线。
电动机的构造
直导线在磁场里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？
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
磁场力使线圈顺时针转动
线圈由于惯性越过平衡位置
磁场力阻碍线圈顺时针转动
线圈最终静止在平衡位置
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。转动半周后再继续供电，线圈就可以持续转下去了。
使线圈持续转动的方法
小小电动机
思考与讨论
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，使线圈在后半周也获得动力，线圈不就能转得更平稳了吗。
与半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。
换向器(两个半圆铜环E、F)作用：
及时改变线圈中的电流方向，使线圈一直转动下去。
电刷(A、B)作用：
直流电动机的原理
线圈电流方向：
a → b，c → d
线圈受力方向：
ab 向上，cd 向下
线圈转动情况：
顺时针
线圈受力方向：
线圈转动情况：
无电流
不受力
由于惯性继续转动
线圈电流方向：
线圈受力方向：
线圈转动情况：
d → c，b → a
cd 向上，ab 向下
顺时针
线圈电流方向：
线圈受力方向：
线圈转动情况：
无电流
不受力
由于惯性继续转动
线圈电流方向：
定子
转子
实用的电动机
电动机
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
从能量转化来看，电动机是把电能转化为机械能。
（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
AB
随堂训练
动圈式扬声器
结构：固定的永磁体、音圈和锥形纸盆等构成。
工作原理：当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈就会受到磁场的作用力而前后往复运动，从而带动纸盆来回振动，就发出了声音。
知识点1
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1．如图所示的为“探究通电导体在
磁场中的受力情况”的实验装置图。
(1)不闭合开关时，导体ab中________(填“有”或“无”)电流，导体ab________(填“运动”或“不运动”)；闭合开关时，导体ab________(填“运动”或“不运动”)。
(2)观察现象可知，通电导体在磁场中________(填“受到”或“不受”)力的作用。
无
磁场对通电导体的作用
不运动
运动
受到
(3)断开开关，将图中的磁体N、S极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向________。
(4)为了探究通电导体在磁场中的受力方向与电流方向的关系，你的做法是__________________________________________。
相反
保持磁场的方向不变，只改变电流方向
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2．[2025·南京模拟]如图所示的是直流电动机的原理图。
(1)电动机由固定的______和可以转动的______组成。图中的C、D组成了________。
磁体
知识点2
电动机
线圈
换向器
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(2)在线圈转动过程中经过如图甲、乙所示两个位置，图________的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于________会越过平衡位置。
(3)线圈刚转过平衡位置时，____________(填“换向器”或“电刷”)能自动改变线圈中的电流方向，使线圈可以持续转动。
(4)直流电动机工作时，将______能转化为______能。
乙
惯性
换向器
电
机械
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3．小明将组装好的电动机模型接入电路，小明闭合开关，发现线圈不转，他用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是(　　)
A．线圈处于平衡位置
B．线圈内部断路
C．磁铁没有磁性
D．电源电压过小
A
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4．[2025·武汉模拟]扬声器是把电信号转成声信号的一种装置。如图所示的是扬声器构造示意图，它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。当线圈中通过变化的电流时，线圈受到________的作用力，从而带动与线圈相连的纸盆__________，于是扬声器就发出了声音。扬声器的工作原理是
________________________________。
磁场
振动
通电线圈在磁场中受到力的作用
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知识点3
动圈式扬声器
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5．如图所示的是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜__________(填“向左”“向右”或“左右往复”)运动。音圈之所以运动，是由于磁场对__________有力的作用，此现象中能量转化情况是_____________________。
左右往复
通电线圈
电能转化为机械能
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6．小明将一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间，惊讶地发现灯丝在不停地晃动。关于这种现象，下列说法中正确的是
(　　)
A．灯丝晃动时是将内能转化成了机械能
B．灯丝晃动是由于磁体能吸引钨这种金属
C．灯丝晃动是由于磁场对电流的作用
D．灯丝被磁化，在磁场中受到力
C
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7．[2025·长沙模拟改编]随着“健康中国”理念深入人心，跑步机越来越受到人们的青睐，它的“心脏”是电动机，下列实验与它的工作原理相同的是(　　)
A
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8．[2025·扬州模拟]如图所示，小翔同学做了一个小直流电动机模型。同学们围着观看线圈的持续转动，一起分享着他的成果。下列关于此直流电动机模型的说法，你认为正确的是(　　)
A．此电动机模型是根据电流的磁效应原理制成的
B．转动过程中，CD边始终受到磁场力
C．绕制线圈时，如果没有漆包线，可以用普通的铜导线代替
D．线圈两端(作为转轴)的漆皮一端全部刮去，
另一端刮去半周，这样可持续转动
D
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9. [高阶思维]图示为某电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，OO′为转轴。闭合开关，从O点沿转轴观察，线圈顺时针转动，则(　　)
A．螺线管F端为N极，P端为N极
B．螺线管F端为S极，P端为S极
C．若将电源的正负极对调，从O点沿
转轴观察，线圈仍顺时针转动
D．若将电源的正负极对调，从O点沿
转轴观察，线圈将逆时针转动
C
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10．[2025·汕头模拟改编]如图所示的为电流表的内部结构示意图。接入电路，当有电流通过时，线圈带动指针偏转，其工作原理是通电导线在________中要受到力的作用，将电能转化为________能； 测量时若正负接线柱接反了，电流表指针反向偏转，因为线圈所受力的方向与
________的方向有关。
磁场
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机械
电流
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11．[2025·天津模拟]小科自制了一个“电池秋千”，如图所示，他用铜线圈做一个秋千，线圈下方放一块永久磁铁，线圈通电后，就能不停地摆动。下列有关叙述正确的是(　　)
A．该电池秋千的工作原理和电动机类似
B．电池秋千摆动过程中机械能转化为电能
C．电池秋千摆动到最低点时动能最小
D．改变磁体的两极可以使电池秋千摆动得更快
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A
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磁场对通电导线的作用力
磁场对通电导线的作用
磁场对通电导线有力的作用
左手定则
基本构造：永磁体、音圈和锥形纸盆
工作原理：通电线圈在磁场中受力而运动
力的方向与电流方向和磁场方向有关
动圈式扬声器
基本构造：换向器、电刷、转子、定子
工作原理：通电线圈在磁场中受力而转动
能量转化：电能转化为机械能
电动机
谢谢观看！