2020-2021学年北师大版九年级全一册物理课件14.5 磁场对通电导线的作用力 第六节 直流电动机

2021-03-08
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第十四章 磁现象 第五节 磁场对通电导线的作用力 第六节 直流电动机 问题与思考 通电导体对它周围的磁体有力的作用,反过来,磁体对通电导体有没有力的作用? 点击图片播放视频 知识点1 磁场对通电导线的作用 实验电路 金属导轨 直导体 + - 知识点1 磁场对通电导线的作用 实验方案 1. 闭合开关,观察直导体的运动; 2. 只改变磁场的方向,观察直导体的运动; 3. 只改变电流的方向,观察直导体的运动; 4. 同时改变磁场和电流的方向,观察直导体的运动。 知识点1 磁场对通电导线的作用 实验现象 磁场方向不变,改变电流方向,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,导体运动方向发生了改变。 同时改变磁场和电流方向,导体运动方向不发生改变。 N I F 甲 S I F 乙 N S I F 丙 N S F I 丁 N S (4)当电流方向和磁感线的方向都与原来相反时,力的方向不变。 实验结论 知识点1 磁场对通电导线的作用 (1)通电导线在磁场中受到力的作用; (2)力的方向跟导线中的电流方向和磁感线的方向有关; (3)当电流方向或磁场方向与原来相反时,力的方向也与原来相反; 知识点2 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,使四指指向电流方向。这时,拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁场力的方向。这种方法称为左手定则。 知识点2 左手定则 适用条件 当通电导体与磁感线垂直时,通电导体受力方向和磁感线方向、电流方向之间的关系可用左手定则判断。 知识点3 动圈式扬声器 收音机、电视机和其他音响设备中装有各种各样的扬声器(喇叭),它们是怎样发出声音的呢? 知识点3 动圈式扬声器 点击图片播放视频 知识点3 动圈式扬声器 如右图所示,主要由永磁体、音圈、锥形纸盆等构成 (1)当音圈中有电流通过时,就会受到磁场的作用力而运动 (2)由于通过音圈的电流是交变电流,它的大小和方向是反复变化的,所以音圈就会前后往复运动,从而带动纸盆来回振动,就发出了声音 动圈式扬声器工作时将电能转化为机械能 构造 工作原理 能量转化 知识点4 直流电动机的工作原理 线圈为什么会转动? 知识点4 直流电动机的工作原理 线圈能够转动的原因及使线圈能持续转动的方法是什么? 点击图片播放视频 知识点4 直流电动机的工作原理 设计并进行实验:如图所示,用漆包线绕成矩形线圈,将线圈两端的绝缘漆全部刮去后放入磁场,闭合开关,观察发生的现象。 1.磁场对通电线圈的作用 知识点4 直流电动机的工作原理 实验现象及分析 线圈 ab 边收到向上的力,cd 边收到向下的力,这两个力不在同一直线上,使线圈顺时针转动 实验现象及分析 线圈 ab 边收到向上的力,cd 边收到向下的力,此时两力在同一直线上,且大小相等,这一位置称为平衡位置。由于惯性,线圈会超过平衡位置继续转动。 实验现象及分析 线圈越过平衡位置后, ab 边受到向上的力,cd 边受到向下的力,这两力不在同一直线上,使线圈逆时针转动。 知识点4 直流电动机的工作原理 归纳总结 通电后线圈会转动,转过平衡位置后又会减速至零,然后反向转动,这样在平衡位置左右来回摆动,慢慢停下来,最后停在平衡位置。 实验结论 通电线圈在磁场中可以转动,但不能持续转动。 2.直流电动机的构造与原理 知识点4 直流电动机的工作原理 直流电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的 主要由定子、转子、换向器、电刷等组成,其中换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环构成 利用直流电源供电的电动机 定义 构造 原理 3.直流电动机的工作过程 知识点4 直流电动机的工作原理 知识点5 实用的电动机 构造简单、制造方便、体积小、效率高、便于控制、种类繁多等 主要由定子(机壳和电磁铁)、转子(线圈)、电刷、换向器等组成 直流电动机:常用于电力机车、公交电车、轧钢机、起重机等 交流电动机:常用于家用电扇、洗衣机、电冰箱、水泵等 主要将电能转化为机械能,少部分电能转化为内能 构造 优点 分类 能量转化 随堂练习 1.下列用电器和扬声器的工作原理相同的是( ) D 随堂练习 2.如图所示,在磁场中,一通电导线 ab 被弹簧悬挂着,在水平位置上处于静止状态,当开关断开后,则( ) A.弹簧的长度增大 B.弹簧的长度减小 C.弹簧的长度不变 D.弹簧转过一个角度 C 随堂练习 3.某同学进行了电动机的相关实验,如图所示,下列措施不能增大电动机线圈转速的是( ) A向右移动滑动变阻器的滑片 P B.换用磁性更强的磁体 C.增加电池的节数 D.将磁体 N、S 极对调 D 4
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