2025-2026学年物理苏科版九年级下册(8个嵌入视频) 16.3磁场对电流的作用 电动机精品课件（54页PPT）

(共54张PPT)
第十六章 电和磁
16.3 磁场对电流的作用 电动机
（苏科2024版）九年级
下
01
教学目标
02
新知导入
03
新知讲解
05
典例分析
06
课堂练习
04
课堂小结
（苏科2024版）九年级
上
PART 1 教学目标
（苏科2024版）九年级
上
01
教学目标
1. 知道磁场对通电导体有力的作用.
2.知道磁场能使通电线圈转动.
3.了解直流电动机的换向器的原理.
4.通过安装直流电动机模型的活动，进一步理解磁场对通电线圈的作用.
5.在独立操作中，进一步了解电动机的基本构造和工作原理，加深对换向器作用的理解.
PART 2 新知导入
（苏科2024版）九年级
上
02
新知导入
电风扇通电后扇叶转动，电动车启动后便可行驶，电梯启动后能运行，充满电的机器人能做家务……这些物体通电后运动状态发生了改变，是得益于其中一个重要的部件。
电梯
电动车
机器人
电动机
电风扇
PART 3 新知讲解
（苏科2024版）九年级
上
03
新知讲解
磁体在磁场中会受到磁力的作用（磁体发生运动）
通电的导线能使磁针偏转（运动），说明磁针也受到磁力的作用
逆向思维——磁体能否使通电的导线运动呢？
03
新知讲解
一、磁场对电流的作用
【演示实验】观察磁场对通电直导线的作用
【设计实验】
（1）按照图组装实验器材。
（2）给直导线（铝棒）通电，观察它的运动情况。
（3）改变直导线中的电流方向，观察直导线的运动情况。
（4）将磁极对调，改变磁场的方向，再次观察运动情况。
03
新知讲解
【进行实验】
（1）给直导线（铝棒）通电，观察它的运动情况。
闭合开关后，直导线由静止开始运动。为什么通电直导线会由静止变成运动？
因为通电直导线受到了蹄形磁体的磁场对它的作用。
结论1：磁场对通电导线有力的作用.
03
新知讲解
【进行实验】
（2）改变直导线中的电流方向，观察直导线的运动情况。
实验现象：改变导线中的电流方向，通电导线的运动方向也随之改变。
结论2：通电导线在磁场中受力的方向与电流方向有关.
03
新知讲解
【进行实验】
（3）将磁极对调，改变磁场的方向，再次观察运动情况。
实验现象：改变磁场方向，通电导线的运动方向也随之改变。
结论：通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向有关.
03
新知讲解
【实验结论】
磁场对通电导体有力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关。
03
新知讲解
视频——《磁场对通电直导线的作用》
03
新知讲解
二、直流电动机的原理
【演示实验】通电线圈在磁场中转动
　　1. 如图所示，把使线圈位于磁体两个磁极间的磁场中。接通电源，让电流通过，观察它的运动，并分析线框的受力情况。
03
新知讲解
【实验】用漆包线绕成线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，如图所示。闭合开关，线圈将怎样运动？
你观察到什么现象？
【现象】通电线圈在磁场中会发生转动，但是当线圈的平面与磁场垂直时，就会停止转动。
1. 观察磁场对通电线圈的作用
线圈平面与磁感线垂直时，这个位置叫平衡位置.
想一想：磁场中的通电线圈为什么会这样运动？
03
新知讲解
通电线圈在磁场中可以转过一个角度，但不能持续转动。
当线圈的平面与磁场垂直时，通电线圈受平衡力作用，达到平衡位置，此时由于惯性，线圈还会继续转动。
线圈靠惯性越过平衡位置后，线圈所受的力阻碍它沿顺时针方向转动，结果使线圈逆时针旋转。
甲
乙
丙
通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发生顺时针转动。
03
新知讲解
视频——《磁场对通电线圈的作用》
03
新知讲解
【想一想】通电线圈在磁场中可以转过一个角度，但不能持续转动。怎样才能使通电线圈持续地转动下去？
丁
乙
线圈受力沿顺时针方向转动，并由于惯性而越过平衡位置时，线圈每经过平衡位置时，改变其电流方向，因电流方向改变，线圈靠受到的力仍使它顺时针转动。
03
新知讲解
　　实际的电动机不可能手动换线圈中的电流方向，可以通过换向器来实现持续转动。通过换向器可以改变线圈中的电流方向，每半周改变一次。
2. 换向器
（1）换向器：在通电线圈的两端各连有一个半圆铜环E、F，称为换向器，它们随线圈一起转动。A、B是电刷，分别与一个半圆铜环接触，使电源和线圈组成闭合回路。每当线圈刚转过平衡位置时，就能自动改变线圈中电流的方向，从而使线圈能持续转动。
03
新知讲解
（2）换向器的作用：
通电线圈刚过平衡位置，换向器自动改变线圈中的电流方向。通电线圈转过平衡位置后，在磁场力的作用下继续顺时针转动。
03
新知讲解
3. 直流电动机的工作原理
03
新知讲解
4. 电动机相关知识
（1）电动机的组成
电动机主要由线圈和磁体两部分组成，能够转动的部分叫作转子，固定不动的部分叫作定子。
实际的电动机有多个线圈，每个线圈都接在一对换向片上，以保证每个线圈在转动过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。
换向器
转子
03
新知讲解
（2）电动机的能量转化
电动机工作时，把电能转化为机械能
（3）日常生活中用到的电动机
03
新知讲解
三、安装直流电动机模型
1、直流电动机模型部件
直流电动机模型的主要部件有：
①蹄形磁体，②弧形铁片，③线圈，④转轴，⑤支架，⑥换向器，⑦电刷，⑧底座。
此外还有电源、滑动变阻器、开关、导线等。
03
新知讲解
2、组装直流电动机模型
（1）把线圈固定在转轴上。
（2）将支架固定在底座上，并将转轴安装在
支架上，保证线圈连同转轴能够较好地转动。
（3）用螺钉把电刷铜片固定在底座上，同时使电刷与转轴上的转换器，接触，注意，电刷与半圆铜环接触要好期间的摩擦要小于保证转轴能够正常转动。
（4）在固定点刷的两个螺钉上引出两根导线。
（5）把了弧形铁片的一端种螺钉固定在底座上，另一端永磁体夹住。
03
新知讲解
3、线圈不转的原因可能是
（1）安装时电刷与换向器之间太紧，摩擦力太大；
（2）安装时电刷与换向器之间太松，接触不良；
（3）线圈转子与定子之间的间隙太小，摩擦力太大；
（4）线圈停在平衡位置处；
（5）电路中电流太小；
（6）磁体的磁性太弱。
03
新知讲解
4、直流电动机的转向和转速
（1）把电源两极对调改变通过线圈的电流方向观察圈圈转动的方向是否改变，怎样改变。
（2）用变阻器改变通过线圈的电流大小，观察线圈转动的速度是否改变，怎样改变。
　　
结论：
（1）当通过直流电动机的电流方向发生改变时，电动机转动的方向发生改变；
（2）当通过直流电动机电流的大小发生变化时，电动机的转速发生改变。
03
新知讲解
如图所示，电动自行车、电动汽车和高速列车等，都是利用电力驱动的交通工具，即它们都是由电动机提供动力的。
与传统的依靠燃烧煤、汽油等化石燃料提供动力的交通工具相比，用电力驱动的交通工具，无有害气体排放、散热少、噪声小、能源利用效率高。它们的普及有力推动了现代化绿色交通的变革性发展。此外，用电力驱动的交通工具还有启动快、制动灵敏等特点。
03
新知讲解
电动汽车电源的容量是决定汽车续航能力的关键因素之一。目前，我国电动汽车的蓄电池性能和产能水平均居世界前列，有力地支持了我国乃至世界电动汽车业的发展。
高速列车在轨道上运行，可以通过固定电网供电。高速列车几乎每节车厢都装有电动机，既能提高运行速度，又能解决因某一电动机发生故障而影响整体运行的问题。
03
新知讲解
近年来，磁悬浮列车的研制异军突起。它是利用磁极间相互作用的原理设计的。强大的电流通过电磁铁产生强大磁场，使列车悬浮在轨道上，从而减小阻力，让列车在电磁力作用下高速运行。据报道，2023年3月，我国自主研制的首套高温超导电动悬浮全要素试验系统在长春完成首次悬浮运行，标志着我国在高温超导电动悬浮领域实现重要技术突破。
PART 4 课堂小结
（苏科2024版）九年级
上
04
课堂小结
磁场对电流的作用
①磁场对通电导体有力的作用.
②力的方向与电流方向和磁场方向有关.
①原理：通电线圈在磁场中受力而转动.
②基本组成：换向器、转子、定子.
③换向器作用：线圈刚转过平衡位置时，
自动改变线圈中电流的方向.
④能量转化：把电能转化为机械能.
电动机
磁场对电流的作用 电动机
PART 5 典例分析
05
典例分析
例1. 下列用电器使用了电动机的是（　　）
A. 电风扇 B. 电水壶 C. 台灯 D. 手电筒
【答案】A
【解析】A、电风扇的主要部件是电动机，电风扇工作时，电能转化为机械能和内能，故A正确;B、电水壶工作时，把电能全部转化为内能，故B错误;
CD、台灯、手电筒工作时,电能主要转化为光能和内能，故CD错误。
故选：A。
A
05
典例分析
例2、如图为直流电动机的基本构造示意图。以下相关的分析中正确的是（　　）
A．电动机是利用电磁感应的原理工作的
B．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
C．使线圈连续不停地转动下去是靠换向器来实现的
D．仅改变磁感线的方向不能改变线圈转动的方向
C
05
典例分析
【答案】C
【解析】A．电动机是是根据通电流的导体在磁场中会受力的原理来工作的，故A错误；
B．电动机工作过程中，消耗的电能主要转化为机械能，小部分转化为内能，故B错误；
C．使线圈连续不停地转动下去是靠换向器来实现的，换向器在电动机中起着关键作用，它的主要功能是改变电流方向，从而确保电动机可以连续旋转而不需要经常地停止和启动，故C正确；
D．线圈转动的方向与电流方向、磁场方向有关，仅改变磁感线的方向能改变线圈转动的方向，故D错误。
05
典例分析
例3. 如图所示，两根绝缘细线悬挂着的导体 ，放在U形磁铁中央， 两端连接着导线。若要探究电动机的工作原理，虚线方框中接入的实验器材是（　　）
A．电源 B．电压表
C．灵敏电流计 D．滑动变阻器
【答案】A
【解析】电动机是根据通电导体在磁场中会受到力的作用原理制成的，在虚线框中接入电源时，通电导体在磁场中会受到力的作用，可以探究磁场对电流的作用，与电动机的原理相同。 故选A。
A
05
典例分析
例4．如图所示是直流电动机在两个不同时刻的工作原理图，其中_______（选填“甲”或“乙”）图的线圈恰好处于平衡位置，当线圈转动到平衡位置时， ______（选填“AB”或“CD”）部件能自动改变线圈中的电流方向，使线圈在后半圈也能获得______，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。电动机工作时，把电能转化为______能。
机械
乙
CD
动力
05
典例分析
【答案】乙 CD 动力 机械
【解析】直流电动机的平衡位置是指线圈平面与磁感线垂直的位置，此时换向器的电刷与换向片间的绝缘处接触，故如图可知乙处于平衡位置。
直流电动机中，换向器（由两个半环组成）能在线圈转过平衡位置时自动改变电流方向，从而使线圈受力方向改变，使线圈在后半圈也能获得动力，保证持续转动，即图甲中的CD部件为换向器。
电动机时，消耗电能，获得机械能。
05
典例分析
例5. 如图所示是某灵敏电流计的内部结构示意图，线圈在磁场中，指针与线圈相连。当线圈中有电流通过时，线圈会转动，原因是_________________________；若改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向将_________。
通电线圈在磁场中受力
改变
【答案】通电线圈在磁场中受力 改变
【解析】通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大。因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。
PART 6 课堂练习
（苏科2024版）九年级
上
06
课堂练习
1．课外兴趣小组自己制作了电风扇，通电后电机转动，但风向后吹，经检查风扇安装正确，则出现这种现象的原因是________________；纠正上述错误后，同学们又发现风速太小，则应该__________；为了使风速能够调节，可以在电路中安装_____________．
电源正负极接反
增大电流
滑动变阻器
06
课堂练习
2．如图所示是探究通电导体在磁场中受力情况的装置。闭合开关，观察到导体ab在导轨上向右运动。若只对调电源正负极接线，闭合开关，导体ab会　 （选填“静止不动”、“向右运动”或“向左运动”），说明通电导体在磁场中受力的方向与　 　有关。
向左运动
电流方向
06
课堂练习
3．如图所示是探究通电导线在磁场中受力运动的实验，回答下列问题：
①把导线放在磁场中，接通电源，让电流通过导线ab，会发现导线ab______(填“运动”或“静止”)。
②把电源的正负极对调后接入
电路，使通过导线的电流方向
与原来相反，这时导线ab
______________。
运动
反向运动
06
课堂练习
③保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极，使磁场的方向与原来相反，这时导线ab_______________。由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，而且受力的方向跟________的方向和_______的方向都有关系。
④若增加电源电压或增强磁体的磁性，发现导体的运动速度会______(填“加快”或“减慢”)，这说明导体在磁场中受到力的作用，力的大小跟____________的大小和____________的强弱有关。
反向运动
电流
磁场
加快
电流
磁场
06
课堂练习
4．如图所示，当闭合开关的瞬间，导体棒AB水平向右运动；若同时对调电源与磁体的两极，再次闭合开关时，导体棒AB的运动方向是（　　）
A．水平向右 B．水平向左
C．竖直向上 D．竖直向下
A
06
课堂练习
5．如图为直流电动机的基本构造示意图，闭合开关线圈沿顺时针转动，现要线圈沿逆时针转动，下列方法中可行的是（　　）
A．将电源正负极对调下
B．增加电源电压
C．换用磁性更强的磁铁
D．对换磁极同时改变电流方向
A
06
课堂练习
6．新能源电动汽车被越来越多的家庭所接受，其核心部件是电动机，如图能说明电动机工作原理的是（　　）
06
课堂练习
7．小雨同学自己做了一个直流电动机模型，接通电路后，发现电动机不转动.以下原因不可能的是( )
A．电源电压太低
B．电源正、负极接反了
C．开始时，线圈处于平衡位置
D．电刷接触不良
B
06
课堂练习
8．如图所示，在一次科学探究活动中，小明把一个正在发光的灯泡放到蹄形磁体中间，发现灯丝在晃动。关于这种现象，下列说法中正确的是（ 　）
A．灯丝晃动是电流的磁效应
B．灯丝晃动时受力平衡
C．灯丝晃动是由于受到磁体的吸引作用
D．灯丝晃动是磁场对通电线圈的作用形成的
D
06
课堂练习
9．矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示，ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力，下列哪两段受到该磁场的作用力方向相同（　　）
A．ab段与bc段
B．ab段与ed段
C．ab段与fe段
D．fe段与ed段
B
Thanks!
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（苏科2024版）九年级
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