18.3磁场对通电导线的作用（课件31页）2025-2026学年九年级物理全册沪科版（2024）

(共31张PPT)
幻灯片 1：封面
标题：18.3 磁场对通电导线的作用
副标题：探索电磁力的产生规律
姓名：[你的名字]
日期：[具体日期]
幻灯片 2：课程导入
生活联想：电动机是我们生活中常见的设备，如电风扇、洗衣机、电动车等都离不开电动机。你知道电动机是如何转动起来的吗？其实，电动机的转动源于一种重要的物理现象 —— 磁场对通电导线的作用。
问题引导：磁场对通电导线会产生力的作用吗？如果会，这个力的方向与哪些因素有关？这种力在生活和生产中有哪些应用呢？
引出主题：本节课我们就来探究磁场对通电导线的作用，揭示电磁力的产生规律，了解这一现象在电动机等设备中的应用原理。
幻灯片 3：磁场对通电导线的作用现象
实验演示：展示一个简单的实验装置 —— 将一根直导线悬挂在蹄形磁铁的磁场中，当导线中有电流通过时，观察到导线发生了运动。
现象分析：导线在磁场中原本静止，通入电流后开始运动，说明通电导线在磁场中受到了力的作用，这个力叫做安培力。
概念定义：磁场对通电导线的作用力称为安培力，这一现象表明磁体和通电导体之间存在相互作用，这种作用是通过磁场发生的。
幻灯片 4：探究安培力方向的影响因素
猜想提出：结合前面学习的磁场和电流的知识，猜想安培力的方向可能与磁场方向和电流方向有关。
实验设计：采用控制变量法进行探究，使用如图所示的实验装置（蹄形磁铁提供磁场，可改变磁场方向；直导线通入电流，可改变电流方向；观察导线的受力运动方向）。
保持磁场方向不变，改变电流方向，观察导线的运动方向变化。
保持电流方向不变，改变磁场方向（调换磁铁的 N 极和 S 极），观察导线的运动方向变化。
同时改变磁场方向和电流方向，观察导线的运动方向变化。
实验器材：蹄形磁铁、直导线、电源、开关、导线、铁架台（用于悬挂导线）。
幻灯片 5：实验过程与现象记录
实验步骤：
将直导线悬挂在蹄形磁铁的磁场中，确保导线与磁场方向垂直。
连接电路，闭合开关，使电流通过导线，观察导线的运动方向，记录此时的磁场方向（磁铁 N、S 极位置）和电流方向。
保持磁铁位置不变（磁场方向不变），调换电源的正负极以改变电流方向，闭合开关，观察导线的运动方向变化并记录。
恢复电流方向，调换磁铁的 N 极和 S 极（改变磁场方向），闭合开关，观察导线的运动方向变化并记录。
同时调换电源正负极和磁铁 N、S 极，观察导线的运动方向并记录。
现象记录表格：
实验次数
磁场方向（N 极→S 极）
电流方向（导线中）
导线运动方向（受力方向）
1
从左到右
从里到外
2
从左到右
从外到里
3
从右到左
从里到外
4
从右到左
从外到里
幻灯片 6：实验结论 —— 左手定则
结论总结：通过实验现象分析得出，安培力的方向与磁场方向和电流方向都有关：
当磁场方向不变，电流方向改变时，安培力方向也随之改变。
当电流方向不变，磁场方向改变时，安培力方向也随之改变。
当磁场方向和电流方向同时改变时，安培力方向不变。
左手定则：为了方便判断安培力的方向，人们总结出了左手定则 —— 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安培力的方向。
图示说明：展示左手定则的示意图，标注磁感线方向、电流方向和安培力方向，帮助学生理解和记忆。
幻灯片 7：左手定则的应用例题
例题 1：如图所示，一根通电导线垂直放入水平向右的磁场中，电流方向垂直纸面向外，判断导线所受安培力的方向。
解：根据左手定则，伸开左手，磁感线从掌心进入（掌心朝左），四指指向电流方向（垂直纸面向外），此时拇指向上，因此导线所受安培力方向竖直向上。
例题 2：在蹄形磁铁的磁场中，一根导线中的电流方向从左到右，磁场方向竖直向下，判断导线所受安培力的方向。
解：伸开左手，磁感线从掌心进入（掌心朝上），四指指向电流方向（从左到右），拇指指向纸外，因此导线所受安培力方向垂直纸面向外。
幻灯片 8：安培力大小的影响因素
影响因素：安培力的大小与磁场强弱（磁感应强度 B）、导线中的电流大小（I）、导线在磁场中的长度（L）以及导线与磁场方向的夹角有关。
公式表达：当导线与磁场方向垂直时，安培力大小的计算公式为\(F=BIL\)，其中\(B\)为磁感应强度（单位：特斯拉，简称特，符号 T），\(I\)为电流（单位 A），\(L\)为导线长度（单位 m），\(F\)为安培力（单位 N）。
规律说明：当导线与磁场方向平行时，安培力为零；夹角越大，安培力越大，垂直时最大。这一规律在实际应用中可用于控制电磁力的大小。
幻灯片 9：电动机的工作原理
原理阐述：电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。电动机工作时，电能转化为机械能。
构造组成：电动机主要由定子（固定的磁体）和转子（转动的线圈）组成，此外还有换向器和电刷等部件。
工作过程：
通电线圈在磁场中受到安培力的作用而转动。
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，使线圈能够持续转动下去。
动画演示：播放电动机工作原理的动画，展示线圈的转动过程和换向器的作用，帮助学生理解。
幻灯片 10：生活中的应用实例
家用电器：电风扇、洗衣机、电冰箱、空调等家用电器中的电动机，都是利用磁场对通电导线的作用原理工作的，将电能转化为机械能实现各种功能。
交通工具：电动车、电动汽车、磁悬浮列车等交通工具中，电动机是核心动力部件，通过电磁力驱动车辆前进。
工业设备：各种机床、传送带、起重机等工业设备中，电动机提供动力，实现机械运转。
图片展示：展示上述应用场景的图片，说明磁场对通电导线的作用在实际中的广泛应用。
幻灯片 11：实验探究：制作简易电动机
实验目的：通过制作简易电动机，加深对电动机工作原理的理解。
实验器材：一节干电池、一块强磁铁、一段漆包线、两根铜丝（支架）、剪刀、砂纸。
实验步骤：
将漆包线绕成一个矩形线圈（匝数 5 - 10 匝），两端留出引线，用砂纸打磨引线两端的漆皮（一端全部打磨，另一端只打磨半周）。
将两根铜丝弯折成支架，固定在电池两端。
将线圈两端的引线放在支架上，使线圈位于强磁铁上方（磁铁吸附在电池底部）。
调整线圈平衡，观察线圈是否转动。
现象解释：通电线圈在磁场中受到安培力的作用，由于引线一端只打磨半周，线圈转过半周后电流断开，利用惯性继续转动，从而实现持续转动。
幻灯片 12：课堂练习
题目展示：
磁场对通电导线的作用力叫做_____，其方向可以用_____来判断。
左手定则：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，都与手掌在同一平面内；让_____从掌心进入，四指指向_____方向，拇指所指的方向就是_____的方向。
一根长 0.5m 的导线，通过的电流为 2A，垂直放入磁感应强度为 0.4T 的磁场中，所受安培力的大小为_____N。
电动机是利用_____的原理制成的，工作时将_____能转化为_____能。
下列关于磁场对通电导线作用的说法中，正确的是（ ）
A. 通电导线在磁场中一定受到力的作用
B. 安培力的方向只与磁场方向有关
C. 电动机是根据磁场对通电导线的作用原理制成的
D. 当导线与磁场方向平行时，安培力最大
幻灯片 13：课堂小结
知识回顾：回顾磁场对通电导线的作用现象，安培力方向的影响因素和左手定则，安培力大小的计算公式，以及电动机的工作原理和应用实例。
核心要点：磁场对通电导线有力的作用，安培力方向由磁场方向和电流方向决定（左手定则），电动机利用这一原理将电能转化为机械能。
思维导图展示：以思维导图形式呈现本节课的知识框架，包括安培力、左手定则、力的大小、电动机原理及应用等内容。
幻灯片 14：课后作业
作业布置：
完成课本上关于磁场对通电导线作用的练习题，重点练习用左手定则判断安培力方向。
观察家中的电动机设备（如电风扇），拆开外壳（在家长指导下）观察其内部结构，结合本节课知识分析其工作过程。
一根导线长 1m，通过的电流为 3A，与磁感应强度为 0.2T 的磁场方向垂直，计算导线所受安培力的大小；若导线与磁场方向成 30° 角，安培力大小又是多少？
幻灯片 15：结束页
总结语：本节课我们学习了磁场对通电导线的作用，了解了安培力的方向判断（左手定则）和大小计算，掌握了电动机的工作原理。这一重要的电磁现象在生活和生产中有着广泛的应用，推动了人类社会的电气化发展。
鼓励语：希望同学们能将所学知识与实际生活联系起来，善于观察和思考，探索更多电磁学的奥秘，未来为科技发展贡献力量！
2024沪科版物理九年级全册
18.3磁场对通电导线的作用
第十八章 磁及其相互作用
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
学习目标
知道通电导线在磁场中受力作用相关的应用。
02
知道通电导线在磁场中的受力情况及其影响因素。（重点）
01
知道电动机是如何工作的。（重、难点）
03
电动机
你知道电动机是利用什么原理工作的吗？电动机通电后为什么能够转动呢？
观察与思考
金属导轨
金属杆
+
-
（1）连接如图的电路，闭合开关，观察金属杆的运动情况。
（2）改变电流方向或改变磁场方向，控制另一个因素不
变，观察金属杆的运动情况。
探究通电导体在磁场中的受力情况
一、通电导线在磁场中的受力情况
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
甲
S
I
乙
F
N
S
I
F
丙
N
S
探究通电导体在磁场中的受力情况
一、通电导线在磁场中的受力情况
1.磁场对通电导线有力的作用。
2.磁场对通电导线作用力的方向与磁场的方向、电流的方向有关。
小结
一、通电导线在磁场中的受力情况
通电导线在磁场中会受到力的作用这一原理在生活、生产、科技中的应用非常广泛。扬声器和福建舰上的电磁弹射装置就是应用这一原理的典型。
应用
一、通电导线在磁场中的受力情况
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 电动机又是如何保证持续的转动的呢？
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。那么换成如图的线圈可以持续地转动吗？
二、直流电动机是如何工作的
观察与思考
二、直流电动机是如何工作的
观察与思考
原来，当线圈通电后，导线因受到方向相反的力而转动；但转过半圈后，由于电流方向反过来，受力方向也反过来了，于是线圈会减速直到停下来。电动机线圈的两端连着换向器（图中1、2），结合电刷（图中3、4)，使线圈转过半圈后，电流的方向依然保持不变，因此能持续转动。
定子（磁体）
转子（线圈）
换向器
换向器：使线圈一转过平衡位置就改变线圈中的电流方向。
电刷
二、直流电动机是如何工作的
直流电动机的结构
线圈处于此位置时，线圈中的电流从半环2流向半环1，线圈AB边受力向上，CD边受力向下，线圈顺时针转动。
二、直流电动机是如何工作的
电动机的工作原理
线圈转至平衡位置时，两电刷与半环无接触，线圈中无电流所以不受
力，线圈由于惯性会越过平衡位置。
二、直流电动机是如何工作的
电动机的工作原理
线圈越过平衡位置后，线圈中的
电流从半环1流向半环2，线圈AB边受力向下，CD边受力向上，线圈仍然顺时针转动。
二、直流电动机是如何工作的
电动机的工作原理
线圈又转至平衡位置时，与前面的情况相似，线圈由于惯性会越过平衡位置。因此电动机通电后能持续转动。
二、直流电动机是如何工作的
电动机的工作原理
二、直流电动机是如何工作的
电动机及其应用
电动机有很多的优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高，而且对环境污染很小。
电风扇及其电机
二、直流电动机是如何工作的
电动机及其应用
试着用下面的器材制作一个简易电动机
二、直流电动机是如何工作的
电动机的制作
知识点1
2
3
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7
8
1
10
9
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”)。
(2)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”)，说明导体在磁场中________(填“受到”或“不受”)力的作用。
无
探究磁场对通电导体的作用
不运动
有
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________________________________________。
(5)实验表明：通电导体在磁场中的受力方向跟________方向、________方向都有关系。
相反
保持磁场的方向不变，只改变电流方向
磁场
电流
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2．[2024·滁州二模]如图所示的是小明同学探究通电导体在磁场中受力情况的装置，此时闭合开关后，观察到导体棒ab在导轨上向右运动，若小明把电源正负极和磁场方向同时对调，再闭合开关，导体棒ab将会__________(填“向右运动”“向左运动”或“静止不动”)。
向右运动
2
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8
1
10
9
3．如图所示的是直流电动机的原理图。
(1)电动机主要由固定的________和可以转动的________组成。图中的_______(填“N、S”“A、B”或“C、D”)是换向器。
磁体
知识点2
直流电动机的构造和工作原理
线圈
C、D　
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9
(2)电动机的工作原理是__________________________。在线圈转动过程中经过如图甲、乙所示的两个位置，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，自动改变线圈中的________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
电流
电
机械
磁场对通电导线有力的作用
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9
4．[2025年1月蚌埠期末]小明将组装好的电动机模型接入电路，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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5．[2025年1月安庆期末]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________中受到力的作用，将电能转化为________能；测量时必须选择正确的接线柱，因为线圈所受力的方向与________的方向有关。
磁场
机械
电流
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9
6．如图所示的是扬声器的构造示意图，它主要由固定的永磁体、线圈和锥形纸盆构成，当线圈中通过如图所示的电流时，线圈受到永磁体的吸引向左运动；当线圈通过相反方向的电流时，线圈受到永磁体的排斥向______运动。由于通过线圈的电流的方向不断变化，线圈就不断地来回运动，带动锥形纸盆________，扬声器便发出了声音。扬声器的工作
原理与________(填“电动机”或“电铃”)相似。
右
振动
电动机
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7．如图所示，某兴趣小组利用干电池、铜线圈和磁铁制作了一个“爱心”电动机，“爱心”能绕电池转动。下列家用电器与“爱心”电动机工作原理相同的是(　　)
A．电饭锅
B．电风扇
C．手电筒
D．电视机
B
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8．[2025·扬州一模]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．[2023·安徽中考]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. (新考法)通电导体在磁场中会受到磁场力作用，其本质是通电导体内的电荷做定向运动时受到磁场力的作用的宏观表现。如图所示，虚线框内存在一磁场区，“×”表示磁场方向垂直纸面向里。现有一通电导体，它在磁场中受力会运动，如图甲所示，其中“I”表示电流方向，“v”表示其运动方向。有一电子从磁场的下边界竖直向上飞入磁场，如图乙所示，那么，它进入磁场后可能会沿着________(填“a”“b”或“c”)路径运动。
c
点拨：电子带负电，电子定向移动的方向与电流的方向相反，由图可知，电子向上运动，则电流的方向是向下的；与图甲对比可知，磁场方向不变，而电流方向相反，所以电子进入磁场后受到力的方向为向右，可能会沿着c路径运动。
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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
谢谢观看！