20.4 电动机 2023-2024学年人教版物理九年级全一册

学习目标 1. 通过实验了解通电导线在磁场中受到力的作用,力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关。 2. 知道直流电动机的构造和工作原理,并能动手组装电动机,知道换向器的作用。 3. 能列举生活、生产中通电导线在磁场中受力的应用事例。 1. 提出问题:将线圈放入碲形磁铁中并通电(如图20-4-1甲),会发生 现象。 【导学1】 分析:由放大图乙,线圈通电时有 ,若左边为通电线圈的N极,在碲形磁铁的作用下线圈会向 (选填“左”或“右”)运动,原因是 。若左边为的通电线圈的S极, 。 吸引或排斥 磁性 右 同名磁性相斥 通电线圈向左运动 3 2. 如图20-4-2所示,把导线ab放到磁场里接通电源,通过现象说明了 导体在 中会受到 的作用。 (1) 猜想:导体ab的受力方向跟 、 有关。 通电 磁场 力 电流方向 磁感线方向 4 (2) 实验: ①把导体ab放在磁场里,接通电源,让电流通过ab,观察它的运动 。 ②保持磁极的位置不变,把电源的正、负极调换,观察到导体ab的运动方向与①中导体ab的运动方向 。 ③在②的基础上,保持导体ab中的电流方向不变,把U型磁铁的磁极上下对调,观察到导体 ab的运动方向与步骤①中导体ab的运动方向 。 相反 一致 5 总结:通电导体在磁场里 。通电导体在磁场里受力的 方向,跟 和 有关。若同时改变这两个方向,导 体的受力方向 。 受力的作用 电流方向 磁感线(场)方向 不变 6 电动机的基本构造和工作原理 1. 阅读课本P135《电动机的基本构造》,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。 【导学2】 转子 定子 7 2. 将通电线圈放入磁场中,线圈可看成由ab和cd两导体组成,由上面刚学的知识分析: 在图20-4-3甲、乙、丙中,ab和cd两导体的电流方向 (选填“相同”或“相反”),而磁场方向 。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。 相反 一样 8 (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,你想到的 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 9 3. 换向器,如图20-4-4所示: (1) 观察图甲可知:换向器是两个铜半环 (选填“AB”或“CD”),电刷是 (选填“AB”或“CD”)。 (2) 直流电动机中换向器的作用是: 。 CD AB 周期性地改变线圈的电流方向 10 【知识归纳】 1. 通电导线在磁场中要受到 的作用,力的方向跟 的方向和 的方向都有关系。同时改变电流方向和磁场方向时,导线的运动方向 。 2. 直流电动机是利用 原理工作的。电动机基本由两部分组成:能够转动的 和固定不动的 。电动机是把 能转化成 能的机器。 3. 直流电动机在工作时,线圈转到 位置的瞬间,线圈中的电流断开,但由于线圈的 ,线圈还可以继续转动,转过此位置后,线圈中电流方向靠 的作用而发生改变。换向器由两个铜制的 组成,并随 一起转动,每当线圈刚转过 ,就能自动改变线圈中的 ,从而达到使线圈连续转动的目的。 力 电流 磁场 不变 通电导体在磁场受力 转子 定子 电 机械 平衡 惯性 换向器 半环 线圈 平衡位置 电流方向 11 1. 如图20-4-5所示,把导线ab放在磁场里,接通电源,让电流通过导线ab。会观察到导线向左运动;如果把电源正、负极对调后接入电 路,会观察到导线ab向 (选填“左” 或“右”,后两空同)运动;如果不对调电源 正、负极,但把蹄形磁体上下磁极调换一下, 会观察到导线ab向 运动;如果把电源 正、负极对调,同时把蹄形磁体上下磁极也调换一下,则会观察到导线ab向 运动。 【堂上过关】 右 右 左 12 2. 图20-4-6的线圈abcd位于磁场中: (1) 通电后,cd段导线的电流方向 (选填由“c”到“d”或“d”由到“c”); (2) cd段导线受磁场力的方向如图20-4-6所示,在图中画出ab段导线所线受磁场力的方向。 由c到d 垂直ab向上 13 3. 图20-4-7为我们实验室所用电流表的内部结构示意图。当接入电路,有电流通过线圈 时,线圈带动指针偏转。该电流表的工作原理是: 。 通电导体在磁场中受到力的作用 14 4. 扬声器(喇叭)的结构如图20-4-8,分析其工作原理: (1) 扬声器是将 信号转换成 信号的装置。 (2) 扬声器主要由 、 和 三部分 组成。 (3) 当线圈通电会产生 ,线圈两端的磁极 由 方向决定,线圈的磁极与固定的永久磁体相互作用(同名磁极相互 , 异名磁极相互 ,)由于通过线圈的电流是交变电流(即电