8.2 磁场对电流的作用 --- 2024-2025学年教科版物理九年级上册

闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。 1、什么是电磁感应现象？ 2、如何让感应电流的方向改变？有几种方法？ （磁生电） 法拉第 3、谁发明了发电机？发电机由什么组成？原理是什么？能量转化？ 由定子（不动部分）和转子（转动部分）组成。 原理:电磁感应 电流大小和方向都在周期性变化的电流,叫交变电流，简称交流电。 我国生产的交流电，频率为50Hz。 4、什么叫交变电流？什么叫频率？频率的单位是什么？ 在交变电流中，电流周期性变化的次数与所用时间的比叫做这一交变电流的频率，单位是赫兹（Hz）。 (即1s内线圈转动50圈) 周期为0.02s 每秒内电流方向改变100次。 (即转1圈需0.02s ) 机械能转化为电能。 知识回顾 改变导体运动方向 或改变磁场方向 5、我国生产的交流电，频率是多少？周期是多少？每秒电流方向改变多少？ 电磁感应现象 在磁场中，特定条件下，机械能可以转化电能 在磁场中，特定条件下，电能可以转化为机械能吗？ 生活中有这样的用电器吗？ 新课引入 新课引入 电动自行车 电动机为什么能够转动呢？ 电风扇 儿童电动汽车 九年级物理教科版·上册 8.2 磁场对电流的作用 新知讲解 如图所示，把一根直导线ab放在磁体的磁场中，导体两端通过光滑金属导轨与电源、开关相连。接通电源，电流通过导线ab，观察发生的现象。 尝试进行各种变化，如改变电流方向，或把磁铁的极性上下对调，探究磁场对电流作用的规律。 1 知识点 磁场对通电导线的作用 电动机通过电流时才会转动。 电流能产生磁场，那么磁场对电流会不会有作用呢？ 实验探究：让通电导线在磁场中动起来 新知讲解 实验结论： 1、通电导体在磁场中受 的作用。 2、通电导线在磁场中受到力的方向与 和 有关。 3、能量转化： 能转化为 能。 力 磁场方向 电流方向 电 机械 利用左手定则 判断受力方向 从能量角度来看，磁场对电流的作用，表明电能可以转化为机械能。 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，则导线受到力的方向 。 据此，许多科学家提出了电动机的设想。经过发明家们几十年的努力，适用的电动机的制造技术才逐渐完善。现在，电动机已成为电气时代的标志了。 新知讲解 注意： 改变 不变 通电导线在磁场中受到力的方向与磁场方向和电流方向有关。 强化训练 借助如图所示的实验装置，晓明探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关，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(　　) A.将A、B 两端对调 B.将滑动变阻器的滑片向右移动 C.换用磁性更强的蹄形磁体 D.将蹄形磁体的N、S极对调 D 　　1873年，维也纳博览会上，一位工作人员很偶然地把两台的发电机连在一起，一台发电机产生的电流通过另一台发电机线圈，后一台发电机竞转动起来！ 　　这个偶然的发现表明，电动机和发电机应该有类似的结构。可以把通电线圈放在磁场中，使之转动，从而将电能转化为机械能。 转 子 定 子 电动机 基本构造 2 知识点 让线圈在磁场中转起来 新知讲解 实验探究：磁场对通电线圈的作用 如图所示，把小发电机接通电源，让电流通过线圈，看看线圈能持续转动吗？ 现象： 为什么线圈不能持续转动呢? 通电线圈可以在磁场里转动过一定角度，但不能持续转动。 新知讲解 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。 通电线圈最后静止在平衡位置。 新知讲解 当线圈转过平衡位置时，线圈受到的两个力将阻碍它沿原方向继续转动，所以线圈不能持续将转动。 　　怎样才能使线圈持续转动呢？上面的分析表明，如果在线圈刚转过平衡位置时，立即改变线圈中的电流方向，那么，由于受力方向改变，线圈就可以按原来的方向继续转动。这样，每当线圈刚转过平衡位置，就改变一次电流方向，线圈可以不停地转动下去。 新知讲解 两个铜半环叫做换向器 电刷 换向器的作用: 及时改变线圈中的电流方向 　　实际直流电动机复杂得多，如图所示，线圈的两端各连一个铜制半环E和F，它们彼此绝缘，并随线圈一起转动。A和B是电刷，它们跟半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。这两个半圆环叫做换向器，是19世纪发明的，一直沿用至今。 新知讲解 电动机的工作原理： 利用磁场对电流的作用使线圈转动，同时利用换向器及时改变线圈中的电流方向，从而保持线圈持续转动。这就是直流电动机的工作原理。 新知讲解 定子（磁体） 转子（线圈） 换向器 电刷 电动机的工作原理： 通电线圈在磁场中受力转动 电动机的能量转化： 电能转化为机械能 归纳总结 换向器的作用: 及时改变线圈中的电流方向 新知讲解 如图所示，使线圈位于两磁极间。 (1)通电后，图甲中ab段导线的电流方向是 ________(填“由a到b”或“由b到a”)。图中ab段导线受磁场力的方向向上，用箭头标示出图丙中ab 段导线所受磁场力的方向。 (2)线圈转过图乙所示位置，用_______________________________________的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈。 强化训练 由a 到b 改变线圈中的电流方向或改变磁场方向 F 现代化汽车上的小型电动机 电动机有许多优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高，而且对环境污染很小。 因此它的应用极其广泛。家庭中的电风扇、洗衣机、空调器，生产中的水泵、起重机、机床、电力机车等都是由电动机来驱动的。 3 知识点 电动机与人类文明 新知讲解 用途广泛的电动机 新知讲解 强化训练 如图是“混合动力汽车”原理结构的示意图，该车行驶过程中把电能转化为机械能的部件是(　　) A.汽油发动机 B.电池 C.发电机 D.电动机 D 磁场对电流的作用 通电导体在磁场中受 的作用。 通电导线在磁场中受到力的方向与 和 有关。 能量转化： 能转化为 能。 力 磁场方向 电流方向 电 机械 电动机的工作原理： 通电线圈在磁场中受力转动 电动机的能量转化： 电能转化为机械能 换向器的作用: 及时改变线圈中的电流方向 电动机有许多优点： 定子（磁体） 转子（线圈） 换向器 电刷 电动机： 构造简单、控制方便、体积小、效率高，而且对环境污染很小。因此它的应用极其广泛。 1、要改变通电导线在磁场中的受力方向，可以通过改变____________或改变____________来实现。 2、直流电动机是利用__________在__________里受力转动制成的，它把__________能转化成__________ 能。 自我评价 磁场方向 电流方向 通电线圈 磁场 电 机械 3、请和你的同学一起来做一个有趣的实验：以塑料管为连接轴将两个玩具电动机转轴连接起来。如图 (a)所示，把一个小灯泡与一个电机连接，另一个电 机接电源，分析会发生什么现象？然后用实验来检验猜想。如图 (b)所示连接电路，如果先拨动一下转轴，那么发电机将给电动机供电，电动机又带动发电机……这样就会一直转动下去。想一想，这可能吗？为什么？实际做做看。 自我评价 1.如图，这是　______　（选填“发电机、“电动机”）原理图，若将图中的磁体的S极和N极交换位置，其他保持不变，则线圈ab边所受力的方向　__　（选填“改变”、“不改变”、“可能变也可能不变”） 电动机 改变 课堂练习 2.我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器工作原理与下列设备或用电器工作原理一致的是（　　） C 课堂练习 3.下列实验中，能说明电动机工作原理的是（　　） B 课堂练习 磁场对通电导线力的作用 Lavf58.20.100 $$