20.4 电动机 2023-2024学年人教版物理九年级全一册

20.4电 动 机 知识回顾 1、以下实验说明什么? 通电导体周围存在磁场 在这个实验中你有没有其他发现? 磁体对通电导线有力的作用,通电导线受到磁场的力的作用。 磁体A 磁体B 电 流 电 流 磁场A 磁场B 磁 场 A? 磁 场 C 磁场C? 磁场D? 磁 场 B 磁 场 D 2、奥斯特实验中,小磁针受力转动起来,在这个过程中导线受到小磁针的力吗? 受到,因为物体间力的作用是相互的。 3、怎样使导线动起来? 可以将小磁针换成大磁铁。 探究磁场对电流的作用 1、电源断开,发现导体在磁场中, 2、闭合开关,原来静止在磁场中的导体 3、若是把磁铁移去,电源接通,导体 导体在 中受到力的作用 发生运动 不运动 也不动 说明: 通电 磁场 探究磁场对电流的作用 只改变磁场方向,导体运动方向 导体受力方向与 有关 发生了改变。 磁场方向 只改变电流方向,导体运动方向 。 结论: 探究磁场对电流的作用 受力方向与 有关 发生了改变 电流方向 通电导体在磁场中受到力的作用,受力方向与电流方向和磁感线方向有关。 探究磁场对通电导线的作用 结论: 只改变_或_通电导线受到力的方向_,如果_改变电流方向和磁场方向则受到力的方向_。 电流方向 磁场方向 改变 同时 不改变 通电导线在磁场中所受力的方向跟磁场方向、电流方向之间有怎样的关系呢?你能用简洁的方法表示这个关系吗? 探究磁场对通电导线的作用 内容: 伸开左手,使大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,把手放入磁场中让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流方向,那么,大拇指所指的方向就是直导线所受力的方向。 左手定则 四指 电流 磁感线 穿手心 大拇指 受力 示意图(B 代表磁场) 通电线圈在磁场中怎样运动? 磁场对通电线圈的作用 磁场力使线圈顺时针转 由于惯性继续转动 怎样才能让线圈持续转动呢? 为什么线圈不能持续转动呢? 磁场力使线圈逆时针转 静止在平衡位置 如果在线圈越过平衡位置后停止对线圈供电,由于惯性,线圈继续转动。转动半周后再继续供电,线圈就可以持续转下去了。 使线圈持续转动的方法 怎么停止那一瞬间的供电? 使线圈持续转动的方法 如果在线圈越过平衡位置后停止对线圈供电,由于惯性,线圈继续转动。转动半周后再继续供电,线圈就可以持续转下去了。 还有更好的方法么? 直流电动机工作原理 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,线圈将会更平稳、更有力地转动下去。 如左图怎样实现上面的情况? 线圈越过平衡位置(与磁感线_的位置)时及时改变_方向,即让靠近S极的导线中电流方向始终垂直纸面向_,受到的力始终向_。 垂直 电流 里 上 换向器的构造和工作原理是什么? 换向器 电刷(A、B)作用: 与半环接触,使电源和线圈组成闭合电路。 换向器(两个半圆铜环E、F)作用: 及时改变线圈中的电流方向,使线圈一直转动下去。 换向器 通过换向器可以使线圈中电流每半周改变一次。 两个 铜半环 电刷 换向器 换向器的作用:改变线圈中的电流方向。 线圈电流方向: 直流电动机工作原理 a b,c d 线圈受力方向: ab 向上,cd 向下 线圈转动情况: 顺时针 直流电动机工作原理 线圈电流方向: 线圈受力方向: 线圈转动情况: 无电流 不受力 由于惯性继续转动 直流电动机工作原理 线圈电流方向: d c,b a 线圈受力方向: cd 向上,ab 向下 线圈转动情况: 顺时针 直流电动机工作原理 线圈电流方向: 线圈受力方向: 线圈转动情况: 无电流 不受力 由于惯性继续转动 转子 实际电动机的基本构造 电动机 定子 电动机概念梳理 工作原理: 能量转化: 基本构造: 电能转化为机械能 转子、定子 通电线圈在磁场中受力而转动 分类: 电动机概念梳理 优点: 直流电动机 交流电动机 (电动玩具、刮胡刀等小型电器) (电风扇、洗衣机等家用电器) 结构简单、控制方便、体积小、效率高、无污染 练习 通电导线在磁场中会受到力的作用,受力的方向跟哪些因素有关? 和电流方向和磁场方向有关 练习 电动机主要由哪两部分构成? 电动机换向器的构造大体是怎样的?它有什么作用? 转子、定子 电刷作用: 与半环接触,使电源和线圈组成闭合电路。 两个半圆铜环作用: 及时改变线圈中的电流方向,使线圈一直转动下去。 两个 铜半环 电刷 换向器 练习 一台电动机的额定电压是 220V,额定功率是 5.5kW,它正常工作时的电流有多大?连续工作 2h 耗电多少? = =25A = 5.5kW 2h=11kW.h 解: 练习 设计一个电路,使电动机在人的操作下既能正转,也能反转。 练习 (1)探究实验1:观察图所示的实验:当开关断开时,导线 ab 静止不动,而一旦闭合开关,你将