20.4 电动机----2023-2024学年 人教版物理九年级下学期

第二十章 电与磁 第4节 电动机 1.了解磁场对通电导线的作用。 2.了解直流电动机的结构和工作原理。 3.知道换向器的作用。 学习目标 风靡全国的共享电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具，它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行。电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。你知道电动机的工作原理吗？ 新课引入 新知讲授 磁场对通电导线的作用 一 磁体在磁场中会受到磁力的作用（磁体发生运动） 通电的导线能产生磁场，使磁针或磁体偏转（运动） 逆向思维——磁体能否使通电的导线运动呢？ 磁场 实验器材 实验装置 金属导轨 直导体 + - 1、闭合开关观察，原来静止在磁场中的导体运动情况． 2、磁场方向不变，改变电流方向，观察磁场中导体运动方向． 3、电流方向不变，改变磁场方向，观察磁场中导体运动方向． 4、同时改变电流方向、磁场方向，观察磁场中导体运动方向． 实验步骤 1．通电导体在磁场中要受到力的作用。 2．通电导体在磁场中受到力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。 　 当电流方向或磁场的方向一个改变时，通电导线受力的方向也会改变；若二者同时改变方向时，通电导线受力的方向不变。 结论 通电线圈在磁场中会不会也受到力的作用呢？ 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? 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。 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。 如果在线圈靠惯性越过平衡位置的瞬间，立刻改变其中的电流方向，线圈就会继续转动下去。 　　通电线圈最后静止在平衡位置。 学做小小电动机 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？ 电动机由两部分组成： 直流电动机的组成 能够转动的线圈，也叫转子； 固定不动的磁体，也叫定子； 电动机工作时，转子在定子中飞快地转动。 定子（磁铁） 转子（线圈） 换向器 电刷 电动机的基本构造 二 1.电动机的组成 13 两个铜半环E、F 电刷A、B 换向器 2.换向器主要构造：两个电刷A、B，两个铜半环E、F 换向器的作用： 当线圈每转到平衡位置时，自动改变线圈中电流方向，从而实现了线圈的持续转动。 14 换向器的工作过程 当线圈每转到平衡位置时，自动改变线圈中电流方向。 换向器使靠近磁体S极一边线圈中的电流方向永远向里，从而使该边线圈的受力方向始终向上，而另一边的受力方向始终向下，从而使线圈持续转动。（线圈靠近S极一边受力的方向始终竖直向上） 15 ↻ ↻ 通电线圈在磁场中，ab、cd两边电流方向相反，受力方向相反，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，利用换向器改变了电流方向，受力方向改变，仍然顺时针转动。 线圈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，继续转动。 3.直流电动机的工作原理 ①换向器的作用： 当线圈每转到____ 时，自动改变线圈中 __方向(每半周改变一次)，从而实现了线圈的持续转动。 ②电动机的工作原理： _________ 。 ③电动机工作时将 能转化为 _ 能。 4.直流电动机总结 电动机的优点： 平衡位置 电流 通电线圈在磁场中受力转动 电 机械 构造简单、控制方便、体积小、效率高，而且对环境污染很小。 17 实际的电动机有多个线圈，每个线圈都接在一对_______上，以保证每个线圈在转动过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。 直流电动机的结构 5.实际的电动机 换向器 转子 换向片 18 6.家用电器中的电动机 19 工作原理： 通电导线在磁场中受到力的作用。 电信号 声信号 7.扬声器 1．奋斗六月，青春不悔，长郡学子们正用青春与汗水谱写着中考美好的华章。如图是文昊同学正在本次考场上奋笔疾书的情景，其课桌上一台无线微型电风扇送出丝丝凉风，微风拂面助其逢考必胜，下列有关该微型电风扇的说法正确的是（　　） A．电风扇工作的原理是电磁感应 B．电风扇工作过程中将机械能转化为电能 C．无线微型电风扇充电过程中，将电能转化为化学能 D．微风拂面是通过降低温度的方式加快面部汗液的蒸发 C 当堂检测 2．通电线圈abcd分别在不同的磁场中转动，如图甲、乙所示，已知图甲中导线ab所受磁场力的方向竖直向上，则（　　） A．图甲中cd边所受磁场力的方向是竖直向上 B．图甲中cd边所受磁场力的方向是竖直向下，是因为图甲中cd边所处磁场的方向与ab边的相反 C．图乙中cd边所受磁场力的方向是竖直向下 D．图乙中ab边所受磁场力的方向是竖直向下 C 3．物理学原理在生产、生活中有着广泛的应用，很多机器、设备都是根据物理学原理制成的。如图所示的实验原理可以制成（　　） A．电动机 B．发电机 C．电磁铁 D．内燃机 A 4．通电导体在磁场中会受到力的作用，由静止开始运动，如图所示，要想使导体棒ab运动方向改变的方法是（　　） A．增大电源电压 B．改变磁场方向 C．同时改变导线中的电流方向和磁场方向 D．滑动变阻器的滑片往右移 B 5．校园广播播放的音乐声通过教室里的音箱传出。扬声器（音箱）是音响设备中的一个器件。它是一种将电能转换为声能（机械能）的电声器件。它的工作原理与下面图中哪个实验现象的原理是相同的（　　） A. B． B. C. D． D. C ①通电导体在磁场中受到力的作用 电动机 电动机 ④能量转化：把电能转化为机械能 ②基本组成：换向器、转子、电子 磁场对通电 导体的作用 ①原理：通电线圈在磁场中受力而转动 ②影响作用力的方向 ③换向器作用：线圈转到平衡位置时，自动 改变线圈中电流方向 电流的方向 磁场的方向 课堂小结 $$