20.4 电动机 课件 2023-2024学年人教版物理九年级全一册

电动机 学习目标 1.了解通电导线在磁场中会受到力的作用 2.知道力的方向与电流方向和磁场方向有关 3.了解直流电动机的构造和工作原理 车床 水泵 电风扇 电力机车 洗衣机内部 电动机通电后为什么能够转动呢? 1 、“奥斯特”实验 2、“奥斯特”实验结论 ⑴ 通电导体周围存在磁场。 ⑵磁场的方向跟电流的方向有关。 通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢? S N I + _ 磁体周围存在什么? 通电直导体周围存在什么? 磁场 磁场 磁体间通过磁场相互作用 想想议议 一、磁场对通电导线的作用 实验探究1:磁场对通电导线有没有力的作用? 猜想:_ 通电导体在磁场中受到力的作用 结论一:通电导线在磁场中要受到力的作用。 一、磁场对通电导线的作用 实验探究2:通电导线在磁场中所受力的方向与那些因素有关? 猜想:_ 电流方向、磁场方向 结论二: 通电直导线在磁场中受到力的方向与磁场方向有关。 结论二: 通电直导线在磁场中受到力的方向与电流方向有关。 结论二:通电直导线在磁场中受到力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。 总结 1.通电导体在磁场里 。 受力的作用 2.通电导体在磁场里受力的方向,跟 和 有关。 电流方向 磁场方向 3.只改变磁场方向或电流方向,通电导线受到力的方向_, 如果同时改变电流方向和磁场方向,则受到力的方向_。 相反 不变 【例1】如图所示,闭合开关,在轨道上原来静止的金属杆向左运动,这表明 ,如果只改变通过金属杆的电流方向,金属杆将向 (选填“左”或“右”)运动. 右 知识点一:探究磁场对电流的作用 通电导体在磁场中受力的作用 1.如图所示为小明探究“磁场对通电直导线的作用”的实验.闭合开关S0,原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动.要使AB水平向左运动,下列措施中可行的是( ) 知识点一:探究磁场对电流的作用 D A.将导线A、B两端对调 B.将滑动变阻器的滑片P向右移动 C.换用磁性更强的蹄形磁体 D.将蹄形磁体的N、S极对调 问 题 实验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? 通电线圈可以在磁场里转动过一定角度,但不能持续转动。 为什么线圈不能持续转动呢? 演示实验 通电线圈在磁场中两边受力,但方向相反,发生顺时针转动。 实际上,线圈ab段电流从a到b,所受力的方向竖直向上,cd段电流方向与ab段_,受力方向_,二力都会使线圈发生_时针转动 相反 相反 顺 F F 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。 通电线圈最后静止在平衡位置。 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,线圈不就可以持续转下去了吗? 想想做做 把一段粗漆包线绕成3cm 2cm的矩形线圈,漆包线在线圈的两端各伸出3cm。然后,用小刀刮两端引线的漆皮,左端全部刮掉,右端只刮上半周或下半周。 直流电动机的结构 定子(磁体) 转子(线圈) 换向器 电刷 1.电动机由两部分组成: 能够转动的线圈,也叫转子。 固定不动的磁体,也叫定子。 2.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 3.电动机的工作原理 换向器的作用: 使线圈一转过平衡位置就改变线圈中的电流方向 直流电动机的工作过程: 通电线圈在磁场中两边受力,发生顺时针转动。 线圈转到平衡位置,电刷接触到换向器中间绝缘部分,不受力,利用惯性转过平衡位置 线圈越过平衡位置后,利用换向器改变电流的方向,受力方向改变。仍然顺时针转动。 利用惯性转过平衡位置后,又改变了电流的方向和受力方向。 电动机的基本构造和工作原理 1. 通过观察电动机,它由两部分组成:能够转动的 部分叫做 ,固定不动的叫做 。电动机工作时,转子在定子中飞快的转动。 转子 定子 26 图中已标出ab 受力方向(用箭头及符号F表示),请你在三个图中各标出cd导体的受力方向。 F F F (1) 图甲的线圈(转子)向 方向转动, 图乙: ;图丙: 方向转动。 (2) 综合三个图来看:线圈(转子)能不能连续转动? 。要连续转动,你想到办法是: 。 顺时针 受平衡力作用 逆时针 不能 改变ab的电流方向 电动机 小结 1、工作原理:通电导体在磁场中受到力的作用 2、电动机的能量转化:将电能转化为机械能 3、直流电动机: (1)结构:定子 转子 换向器 电刷 (2)换向器的作用:使线圈一转过平衡位置就改变线圈中的电流方向 A.仅改变磁场的方向可以改变线圈转动的方向 B.电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能 C.线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的 D.电动机是利用电荷间的相互作用力工作的