16.3磁场对电流的作用　电动机 课件(共46张PPT)苏科版（新教材）九年级下册

(共46张PPT)
第十六章
电和磁
第3节 磁场对电流的作用 电动机
实践与练习
学习目标
温故知新
课堂练习
初步认识电动机
直流电动机的原理
生活·物理·社会
活动16.8 安装直流电动机模型
活动16.6 观察磁场对通电直导线的作用
活动16.7 观察磁场对通电线圈的作用
活动16.5 观察电动玩具中的电动机
磁场对电流的作用
1.通过实验观察，知道磁场对通电导体有力的作用。
2.通过实验观察，知道磁场能使通电线圈转动。
3.通过探究，了解直流电动机换向器的原理。
4.通过装配电动机模型，进一步了解电动机的基本构造和工作原理，认识换向器的作用。
学习目标
家庭活动：找一个电动玩具车，拆解开来，了解其结构。
要求：①弄清电动玩具车是如何通过电动机驱动轮子运动的；
②尝试了解电动机的各组成部件分别应用了哪些材料。
温故知新
1.结构：由外壳、_____、_____、轴等组成。
2.工作过程：未通电时，线圈_______；通电后，线圈在磁体中_____；去掉磁体后，给线圈通电， 线圈_______。可见，通电的线圈在磁场中_______的作用。磁场只对_____线圈产生___的作用。
磁体
线圈
不转动
转动
不转动
受到力
通电
力
一、初步认识电动机
活动
16.5
观察电动玩具中的电动机
二、磁场对电流的作用
按照图示装置，组装器材，完成实验并记录观察到的现象。
活动
16.6
观察磁场对通电直导线的作用
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a
b
步骤 磁场方向 电流方向 铝棒运动情况 铝棒受力方向
① 由下向上 a→b 向右运动 向右
② 由下向上 b→a 向左运动 向左
③ 由上向下 a→b 向左运动 向左
④ 由上向下 b→a 向右运动 向右
说明：铝棒运动(受力)方向以蹄形磁体为参照物，用“向里、向外、向上、向下”表述。
活动
16.6
观察磁场对通电直导线的作用
讨论与交流
1.实验中，为什么用“铝棒”而不用“铁棒”作为观察对象？
答案　为了保证实验中导体不受磁场的影响，应选择非磁性材料。铁棒是磁性材料，铝棒是非磁性材料，所以应选用铝棒。
2.接通电源，铝棒会发生运动，说明磁场对通电导体有___的作用，该过程中___能转化为_____能。
力
电
机械
活动
16.6
观察磁场对通电直导线的作用
3.比较步骤①②或③④观察到的现象，可以得出通电导体在磁场中受到力的方向与_____方向有关；比较步骤①③或②④观察到的现象，可以得出通电导体在磁场中受到力的方向与_____方向有关。
电流
磁场
活动
16.6
观察磁场对通电直导线的作用
步骤 磁场方向 电流方向 铝棒运动情况 铝棒受力方向
① 由下向上 a→b 向右运动 向右
② 由下向上 b→a 向左运动 向左
③ 由上向下 a→b 向左运动 向左
④ 由上向下 b→a 向右运动 向右
4.铝棒在磁场中_____(选填“会”或“不会”)被磁化，所以磁体不会对铝棒产生力的作用。铝棒通电后，它的周围产生_____，磁体与通电铝棒不接触，它们之间是通过_____产生力的作用的。
5.归纳总结：19世纪初，法国物理学家_____在实验的基础上发现：磁场对通电导体___(选填“有”或“没有”)力的作用，力的方向与____方向和_____方向有关。只改变电流(或磁场)方向，力的方向与原来方向____，同时改变电流和磁场方向，力的方向_______。
不会
磁场
磁场
安培
有
电流
磁场
相反
不改变
活动
16.6
观察磁场对通电直导线的作用
点击播放
三、直流电动机的原理
1.将漆包线绕制成如图所示的方形线圈，线圈两端各有一根引出线，将两根引出线的绝缘漆_____刮去，放在导电支架上，
通电后观察现象：_________________________
___________________。
全部
最后静止在竖直位置
(一)通电线圈在磁场中的运动情况
活动
16.7
观察磁场对通电线圈的作用
线圈沿竖直方向来回摆动，
图甲中电流方向是a→b→c→d，已知cd段导线受到的磁场力方向竖直向下。图甲中ab、cd段导线受到的磁场力将使线圈绕虚线所示的轴沿______(选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动；
顺时针
活动
16.7
观察磁场对通电线圈的作用
观察下列过程，分析线圈为什么不能持续转动。
甲
当线圈转到乙图的位置时，线圈平面与磁感线方向垂直，电流方向不变，此时ab、cd段导线分别受到的磁场力 (选填“促进线圈沿原方向转动”、“阻碍线圈转动”、“大小相等方向相同”或“大小相等方向相反”)；
大小相等方向相反
活动
16.7
观察磁场对通电线圈的作用
甲
乙
线圈从甲图转到乙图时，由于 ，会继续转动到如图丙，此刻ab、cd段导线受到的磁场力 。
(选填“使线圈原方向转动，实现持续转动”、“使线圈反方向转动，最后静止在乙图位置”、“使线圈反方向转动，最后静止在甲图位置”)。
使线圈反方向转动，最后静止在乙图位置
惯性
活动
16.7
观察磁场对通电线圈的作用
甲
乙
丙
2.阅读教材，你觉得通电线圈如何能在磁场中持续转动？
答案　要让线圈绕轴线持续地转动，应该在线圈刚转过平衡位置时，立即改变其中的电流方向。
活动
16.7
观察磁场对通电线圈的作用
乙
(二)换向器
1.构造：_________________。
2.作用：______________________________________________。
由两个铜半环构成
能自动改变线圈中的电流方向 ，使线圈能连续转动
三、直流电动机的原理
3.工作过程
如图甲所示，通电线圈受到磁场力的作用，开始_______(选填“顺时针”或“逆时针”)转动；图乙，线圈刚转到_________时，____(选填“无”或“仍有”)电流通过，它依靠_____继续转动；图丙，线圈越过平衡位置后，电流方向发生_____，线圈在磁场力的作用下继续_______转动。
顺时针
平衡位置
无
惯性
改变
顺时针
三、直流电动机的原理
甲
乙
丙
点击播放
当线圈刚刚转过平衡位置时，换向器能自动改变线圈中电流的方向，从而改变线圈受力方向，使线圈连续转动。
换向器的作用
三、直流电动机的原理
甲
乙
丙
4.直流电动机工作原理：根据_________________________的原理制成的。
通电线圈在磁场中受力转动
三、直流电动机的原理
(三)安装直流电动机模型
1.对照图示，了解直流电动机模型的主要部件。按照_________、_____
_____的顺序安装电动机模型。
从下到上
从内
向外
三、直流电动机的原理
活动
16.8
安装直流电动机模型
2.将电动机、滑动变阻器、电源、开关串联起来。检查无误后闭合开关，观察电动机的转动情况(包括转向和转速)。
3.对调电源的正、负极，改变通过线圈的_____方向，
线圈转动方向_________。
4.将蹄形磁体两个磁极对调，改变线圈所在处的
_____方向，线圈的转动方向_________。
电流
发生改变
磁场
发生改变
5.移动_________________，改变通过线圈的电流大小，线圈转动的速度随着电流的增大而_____。
滑动变阻器的滑片
增大
活动
16.8
安装直流电动机模型
点击播放
6.归纳总结：通过实验发现，直流电动机的转动方向与_________、 _________有关，电动机的转速与_________和_________有关。
电流方向
磁场方向
电流大小
磁场强弱
活动
16.8
安装直流电动机模型
按要求连接电路，检查无误后，闭合开关，发现电动机不能正常转动可能有哪些原因？应当如何处理？
线圈初始位置处于平衡位置：用手轻轻拨动线圈；
电刷与换向器压得太紧：适当减小电刷与换向器间接触的压力；
电刷与换向器之间压得太松，导致接触不良：调节电刷使之与换向器接触良好；
电源电压太低：增大电源电压或换新电池；
蹄形磁体的磁性太弱：换用磁性较强的蹄形磁体。
活动
16.8
安装直流电动机模型
交流与讨论
认真学习“用电力驱动的交通工具”，完成以下问题。
四、生活·物理·社会
1.列举生活中由电动机提供动力的交通工具：_______________________
_________等。
2.与传统的燃油车作比较，电动交通工具具有_______________________
_______________________等特点，另外在操控方面具有启动快、制动灵敏等特点。
3.电动汽车___________是决定汽车续航能力的关键因素之一。目前，我国在此方面的水平居世界前列。
电动自行车、电动汽车、
高速列车
无有害气体排放、散热少、
噪声小、能源利用效率高
电源的容量
4.2023年3月31日，由我国自主研制的高温超导电动悬浮全要素试验系统，首次悬浮运行成功，这标志着我国在高温超导电动悬浮领域实现重要技术突破。下列有关说法中正确的有____________：
①磁悬浮列车的电磁铁是利用电流的磁效应工作的；
②行驶的磁悬浮列车是通过使接触面彼此分离减小摩擦的；
③磁悬浮列车是利用磁极间相互作用的原理设计的；
④超导材料可利用在磁悬浮列车上，可以减少能量损耗，提高列车效率；
⑤磁悬浮列车高速行驶时，列车周围的空气压强增大；
⑥磁悬浮列车运行时能够与轨道脱离接触，使列车悬浮行驶。
①②③④⑥
四、生活·物理·社会
拓展：自制电动机
1.直导线中电流的方向向右时，它在磁场中的受力情况如图(a)所示。
假设直导线中电流的方向变成向左，请在图(b)中画出直导线的受力方向。
(a)
(b)
F
实践与练习
2.如图所示，一个不能打开的盒子外面露出一段细长的导线。试设计两种不同的实验方法，在不损坏导线的情况下，判断导线中是否有电流，并完成下表。
所用的器材 主要实验步骤及判断导线中
是否有电流的方法
小磁针 将导线平行放在小磁针上方，
小磁针偏转则有电流
铁钉、大头针 导线绕在铁钉上，
能吸引大头针则有电流
实践与练习
3.动圈式扬声器的结构如图所示，连接着锥形纸盆的音频线圈套在铁芯上。试分析扬声器的发声原理，并说明此过程中能量是怎样转化的。
原理：通电线圈在磁场中受力振动，带动纸盆发声。
能量转化：电能→机械能→声能。
某一瞬间的电流方向
铁芯
环形磁体
实践与练习
4.如图所示是一个较简单的直流电动机模型，怎样才能使它连续转动 试一试，按图示的方法把线圈两端导线上的漆刮去，通电后，线圈将怎样运动
做法：线圈一端绝缘漆全部刮去，另一端刮半周。
运动：通电后来回摆动，最终持续转动。
实践与练习
A
B
C
D
1.如图所示是通电导体在磁场中的受力情况，图中圆圈表示通电导体的横截面。圆圈中的“×”和“ ”分别表示导体中电流垂直于纸面向里和向外的方向。请根据图中所表示的磁场方向、电流方向和导体受力方向三者的关系，判断出选项中有关三者方向表示正确的是
√
2
1
3
4
5
课堂练习
解析　A图中磁场的方向发生了变化，其他条件不变，则受力方向改变，向右，故A错误；B图中磁场方向发生了改变，但电流方向不变，受力方向改变，向右，故B正确；C图中磁场方向和电流方向都发生了变化，则受力方向不变，向左，故C错误；D图中电流方向发生了改变，磁场方向不变，则受力方向改变，向右，故D错误。
A
B
C
D
2.在直流电动机结构中，换向器的作用是
A.改变磁感线的方向
B.改变线圈的转动方向
C.改变线圈中的电流方向
D.使线圈中的电流方向和转动方向同时改变
√
2
1
3
4
5
课堂练习
3.如图所示的磁悬浮列车，它是利用电流的___效应使得列车悬浮于轨道上，采用了______________的办法减小了摩擦，使得列车可以高速行驶。磁悬浮列车上的电磁铁通过的电流很大，为了防止电流产生的热量烧坏电磁铁的线圈，所以列车上的电磁铁线圈选用的是超低温条件下的____
___(选填“半导体”或“超导体”)材料，就可以很好地解决这一难题。
磁
使接触面分离
体
超导
2
1
3
4
5
课堂练习
4.请结合图甲、乙回答下列有关电动机工作过程的问题。
(1)电动机的工作原理是磁场对_________有力的作用。图甲中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是_____________。
通电线圈
电流方向不同
2
1
3
4-1
5
课堂练习
解析　电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用。图甲中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，原因是两边电流方向相反。
(2)图乙中线圈所在的位置___(选填“是”或“不是”)平衡位置，图中A、B组成的装置叫_______，它的作用是在线圈_______(选填“刚转到”“即将转到”或“刚转过”)平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。电动机工作时是把电能转化为_______。
是
换向器
刚转过
机械能
2
1
3
4-2
5
课堂练习
解析　图乙中，线圈平面与磁感线垂直，这个位置叫作平衡位置(因为此时两边受力大小相等、方向相反且在同一直线上，合力为零)。图中A、B组成的部件叫作换向器。它的作用是在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。电动机工作时把电能转化为机械能。
5.(2025·泰州月考)利用图甲所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”。
(1)应在M、N之间接入_____(选填“小量程电流表”“电源”或“灯泡”)，装置中的导体棒应选用轻质的_____(选填“铁棒”或“铝棒”)；
电源
铝棒
2
1
3
4
5-1
课堂练习
(2)如图乙中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极。通电后若cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，则ab段导线所受磁场力的方向是_________，理由是：磁场方向相同，_____方向相反。这两个力_____(选填“是”或“不是”)一对平衡力。
竖直向上
电流
不是
2
1
3
4
5-2
课堂练习
(3)如图丙，小明自制了一个电动机，为了使线圈持续转动，下图中四种不同方式刮漆(标黑色部分表示未刮漆)，通电后线圈能持续转动的是___图；这种方法刮漆，线圈在平衡位置附近时会_________________(选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”)。
D
切断线圈中的电流
2
1
3
4
5-3
课堂练习
谢谢