《20.4电动机》课件 -2023-2024学年人教版物理九年级

第4节 电动机 1 生活中离不开电动机，但为什么电动机通电后，它就能够转动呢？ 水泵 玩具四驱车 电风扇 电力机车 洗衣机 导入新知 复习回顾 一 3 磁场对通电导线的作用 电动机 磁体周围存在磁场 通电直导体周围存在磁场 I + _ 磁体间通过磁场相互作用，通电导线周围有磁场。那么通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？ 第 页 4 讲授新课 磁场对通电导线的作用 演示实验 ① 闭合开关，观察铜制直导体运动。 金属导轨 直导体 + - ② 改变电流方向或改变磁场方向。 通电导体在磁场中受到力的作用 三 【实验方案】 控制变量法 1.电流方向一定，探究通电导体受力方向与磁场方向的关系。 2.磁场方向一定，探究通电导体受力方向与电流方向的关系。 控制不变 改变 通电导体运动方向 对调磁体的极位 控制不变 观察 改变 对调电源正负极 通电导体运动方向 观察 探究磁场对通电导体的作用 五 1和2保持磁场方向不变，改变电流方向： 通电导体运动方向发生改变，说明受力方向与电流方向有关。 2和3保持电流方向不变，改变磁场方向： 通电导体运动方向发生改变，说明受力方向与磁场方向有关。 1和3同时改变电流方向与改磁场方向： 通电导体运动方向不变，即受力方向不变。 7 磁场方向不变，改变电流方向，磁场中导体受力方向也发生了改变。 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，磁场中导体受力方向发生了改变。 N I F 甲 S I 乙 F N S I F 丙 N S 实验现象 I 丁 F N S 磁场方向和电流方向都改变时，磁场中导体受力方向则不改变。 实验结论：通电导线在磁场中的受力方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系。其一改变，受力方向改变；都改变，受力方向则不变。 通电导线在磁场中的受力方向 电动机 实验视频 （1）实验表明，通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系。 （2）当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。 实验结论： 磁场对通电导线的作用 第 页 9 教学过程 电动机 思考：如果电流的方向和磁感线的方向都变得相反，通电导线受力的方向会怎样？ 如果磁场方向和电流方向同时改变，导体受力的方向不变。 S 导体不受力的作用 通电导体受到力的作用 说明：电流方向与磁场方向平行时，导体不受力的作用。只有当电流方向与磁场方向斜交或垂直时，通电导体才会受到力的作用。 N N + _ + _ S 第 页 10 观察通电线框在磁场里的运动 电动机 演示实验一中的直导线运动一段距离就会离开磁场，很难持续地运动。那么线圈可以持续地转动吗？ 如图把线框放在磁场里，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。 通电 演示实验二 第 页 11 通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发生顺时针转动。 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。这时由于惯性，线圈还会继续转动。 现象分析 线圈靠惯性越过平衡位置后，磁场力作用的结果使线圈逆时针旋转。 通电线圈最后静止在平衡位置。 现象分析 在“小小电动机”的实验中，采用刮去引线漆皮的办法来控制电路的通断，只有半周获得动力。怎样使线圈后半周也有动力持续转动呢？ 线圈受到的力使它顺时针转动。 线圈由于惯性会越过平衡位置。 线圈受到的力阻碍线圈顺时针转动。 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？ ？ 换向器 15 通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发生顺时针转动。 通电导体在磁场中受到力的作用 三 (1) 让线圈持续转动 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。这时由于惯性，线圈还会继续转动。 线圈靠惯性越过平衡位置后，磁场力作用的结果使线圈逆时针旋转。 通电导体在磁场中受到力的作用 三 (2) 转过平衡位置后改变电流方向 通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发生顺时针转动。 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。这时由于惯性，线圈还会继续转动。 线圈靠受到的力仍使它顺时针转动。 两个铜半环EF 电刷AB 当线圈每转到平衡位置时，自动改变线圈中电流方向，从而实现线圈持续转动。 换 向 器 通电线圈受磁场力作用，开始顺时针旋转。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。 电动机 四 (2) 换向器的作用 3．换向器 两个 铜半环 电刷 换向器 换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中电流的方向，使线圈连续转动。 　通过换向器可以使线圈中电流方向每半周改变一次。