16.3磁场对电流的作用 电动机课件 2024-2025学年苏科版物理九年级下册

第三节 磁场对电流的作用 电动机 第十六章 电磁转换 学习目标 磁场对电流的作用 直流电动机的原理 知识点 磁场对电流的作用 知1－讲 探究新知 1 1. 探究磁场对通电直导线的作用 实验体验：(1)如图1 所示，给静止的直导线通电时，直导线会运动起来； 知1－讲 感悟新知 (2)改变直导线中的电流方向时，直导线运动方向随之发生改变； (3)将磁极对调时，直导线运动方向随之发生改变． 实验结论：通电直导线由静止到运动，表明磁场对通电直导线有力的作用，运动方向的改变表明通电直导线的受力方向与电流方向和磁场方向有关. 知1－讲 感悟新知 推理思考 如图所示，通电直导线的电流方向和周围的磁场方向同时改变，通电直导线的受力方向是否改变？为什么？ 知1－讲 感悟新知 推理结果 受力方向不改变.如图所示，通电直导线的受力方向向右，只改变磁场方向时，受力方向会由向右变成向左；在此基础上再改变电流方向时，受力方向又要从向左变成向右.故电流方向和磁场方向同时改变时，受力方向不变． 知1－讲 感悟新知 2. 磁场对电流的作用 (1)磁场对通电导体有力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关． (2)磁场中受力作用的导体，若导线中电流方向和磁场方向两者中只有一个对调方向，导体受力方向随之改变；若两者同时对调方向，导体受力方向将保持不变． 知1－讲 感悟新知 关联结果 将通电直导线置于磁场中，由于通电直导线周围存在磁场，磁场与通电直导线中电流产生的磁场发生相互作用，故磁场会对通电直导线产生力的作用. 关联思考 在磁场中通电直导线为什么会受到力的作用？ 感悟新知 知1－练 如图2 所示是“通电导线在磁场中受力”的实验示意 图. 小谦同学实际探究时，在下表记录了实验情况. 例 1 9 感悟新知 知1－练 实验序号 磁场方向 ab 中电流方向 ab 运动方向 1 向上 无电流 静止不动 2 向下 由a 向b 向左运动 3 向上 由a 向b 向右运动 4 向下 由b 向a 向右运动 10 感悟新知 知1－练 解题秘方：通电导体在磁场中受力，受力方向与磁场方向和电流方向两个因素有关，只改变其中一个因素，可以改变运动方向，同时改变两个因素，运动方向不会改变． 11 感悟新知 知1－练 (1)比较实验2 和3，说明通电导线在磁场中受力方 向与_________有关；比较实验______和______，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关． 解析：比较实验2 和3，电流方向相同，磁场方向不同，导体运动的方向不同，说明通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关；比较实验2 和4，磁场方向相同，电流方向不同，导体运动方向不同，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关. 磁场方向 2 4 12 感悟新知 知1－练 (2)小谦通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的物理学方法是______(填下列选项对应的符号). A. 类比法 B. 控制变量法 C. 转换法 解析：实验中通过观察导线运动方向，来判断导线在磁 场中受力方向，用到的科学方法是转换法． C 13 感悟新知 知1－练 1.[淮南模拟] 如图3所示， 组装好实验器材，给铝棒通电，观察到铝棒运动起来， 表明磁场对通电直导线有__________；对调磁极，观察到铝棒运动的方向发生改变，表明_______________________有关． 力的作用 受力方向与磁场方向 14 知识点 直流电动机的原理 知2－讲 感悟新知 2 1. 磁场中的通电线圈 实验体验：用漆包线绕成线圈，将线圈两端的漆全部刮去后，放入磁场，如图4 所示．闭合开关，线圈会顺时针或逆时针从竖直位置转动到水平位置摆动几下而停止. 知2－讲 感悟新知 2. 线圈不能持续转动的原因 知2－讲 感悟新知 分析思考(1)图5 甲中，线圈左右两边的电流方向和周围的磁场方向有什么异同？线圈如何转动？ 分析结果 图甲中位置时，线圈左右两边的磁场方向相同、电流方向相反，即左右两边所受力的方向相反，左边的受力向上，右边的受力向下，线圈会顺时针转动． 知2－讲 感悟新知 (2)图乙中，线圈上下两边所受的力是什么关系？线圈如何转动？ 分析结果 图乙中线圈两边所受的力恰好平衡，线圈因惯性转到图丙位置． 知2－讲 感悟新知 (3)图甲和图丙对比，线圈在图丙位置会如何转动？ 分析结果 图丙和图甲对比，图丙线圈右边的受力向上，左边受力向下，线圈又会逆时针转到图乙的位置． 知2－讲 感悟新知 3. 平衡位置 通电线圈的平面与磁感线垂直时，线圈受到的磁场的作用力相互平衡，我们把这个位置称为平衡位置. 4. 电动机的工作原理 图6 甲中，连接在通电线圈两端的两个半圆铜环叫换向器，电流经过换 向器流过线圈，线圈顺时针转动； 知2－讲 感悟新知 图乙中，线圈在平衡位置，线圈中无电流通过，靠惯性继续转动；图丙中，换向器改变了线圈中的电流方向，线圈继续顺时针转动． 感悟新知 知2－练 [广州越秀区校级二模] 如图7 直流电动机(已安装换向器)的两个不同时刻的工作原理图， 例2 感悟新知 知2－练 下列分析正确的是( ) A. 甲图导线ab 和乙图导线cd 的受力方向相反 B. 线圈中的电流方向始终保持不变 C. 导线cd 在这两个时刻电流方向相同，受力方向相同 D. 导线ab 在这两个时刻电流流向不同，受力方向不同 感悟新知 知2－练 解题秘方：电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理制成的，导体受力的方向与磁场的方向和电流的方向有关．解题关键在于据此运用比较法进行判断． • • • 解析：通电导体受力的方向与磁场的方向和电流的方向有关．甲图导线ab 和乙图导线cd 比较，磁场方向相同、电流方向相同，即受力方向相同； 感悟新知 知2－练 导线cd 在甲图中电流方向是由d到c 的，在乙图中电流方向是由c 到d 的，即电流方向相反，磁场方向相同，即受力方向不同；导线ab 在这两个时刻的电流方向相反，磁场方向相同，即受力方向不同． 答案：D 感悟新知 知2－练 2. 电机(发电机、电动机的统称)在生活中的应用越来越广泛．如图8 所示的电机工作时能量转化是____________ _______(填“电能转化为机械能”或“机械能转化为电能”)．图中两个铜半环E 和F 分别 与线圈两端相连，这个部件叫换向器， 它的作用是当线圈刚越过平衡位置时 改变线圈中______的方向，使线圈继续转动下去. 电能转化为 机械能 电流 26 磁场对电流的作用 电动机 电动机 磁场对通电导 线的作用 结构 能量转化 换向器 其他应用 应用 课堂小结 $$