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

（1）知道磁场对通电导体有力的作用，知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方 向和磁场方向有关. （2）通过“探究磁场对通电线圈的作用”这一活动，了解电动机的工作原理和能量转化. （3）了解直流电动机的构造，了解电动机在电器中的应用，培养学生的观察能力. 学习目标 图片引入 机器人为什么能行走？电风扇为什么能转动？ 机器人和电风扇内部都装有电动机，通电后电动机就能转动起来。今天我们将学习这方面的知识。 三、磁场对电流的作用 电动机 活动一：观察玩具中的小电动机 提出问题：玩具小电动机是由哪些部件组成的?小电动机为什么会转动呢? 作出猜想和假设：小电动机在通电时才能转动起来。说明电动机的转动的原因：可能是通电线圈在磁场中受到力的作用的缘故。 活动二：观察磁场对通电直导线的作用 1. 按照如图所示组装实验器材； 2. 给直导线（铝棒）通电，观察它的运动情况； 3. 仅改变直导线中的电流方向，观察直导线运 动情况； 4. 仅对调磁极，改变磁场方向，观察直导线的 运动情况。 一、磁场对电流的作用 实验现象 1.通电后，导体运动起来； 2.仅改变导体中的电流方向，导体向相反方向运动； 3.仅改变磁场的方向，导体向相反方向运动； 4.同时改变导体中电流方向和磁场的方向，导体运动方向不变； 实验结论 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。 练一练 1.如图是探究磁场对电流作用的实验装置。闭合开关，观察到铝棒向左运动。为了使铝棒向右运动，下列方法可行的是（　　） A．换用磁性更强的磁体 B．保持电流方向不变，将磁体磁极对调 C．将电源正负极对调，同时将磁体磁极对调 D．滑动变阻器滑片向右移动 B 活动三：观察磁场对通电线圈的作用 观察与思考： 用漆包线绕成线圈，将线圈两端导线上的漆全部刮去后放入磁场。闭合开关，线圈怎样运动？ 二、磁场对通电线圈的作用 进行实验 过程展示 　　通电线圈的ab边和cd边中电流方向相反，在磁场中受力方向相反，使通电线圈顺时针转动。 　　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。 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。 　　通电线圈最后静止在平衡位置。 　　总结：通电线圈在磁场中能转动，但不会持续转动。 怎样才能使通电线圈中持续转动？ 解决策略： 将线圈两端导线上的漆一端全部刮去，另一端只刮去半圈后放入磁场。闭合开关，线圈怎样运动？ 进行实验 这样刮漆后通电线圈能持续转动，但线圈半圈中受磁场力，另半圈无电流，不受磁场力。线圈转动不稳定，还需要改进。 思路引领 　　如果线圈在越过平衡位置时，能改变受力方向，就能使它连续旋转。而通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，只有及时改变电流方向和磁场方向中间一个，就能达到以上目的。从方便性考虑，生活中常采用改变线圈中电流方向的方法使线圈在磁场中连续旋转。这样就制成了真正的电动机。 能够完成这一任务的装置叫做换向器 三、换向器 （1）定义：在通电线圈的两端各连有一个半圆铜环C、D，它们随线圈一起转动。A、B是电刷，与电源相连，固定不动。 （2）作用：当线圈刚转过平衡位置时，换向器能自动改变线圈中的电流方向。 过程展示 　　通电线圈在磁场力作用，开始顺时针旋转。 　　线圈转到平衡位置时，无电流流过，不受磁场力，靠惯性继续转动 　　线圈越过平衡位置后，电流方向发生改变。线圈在磁场力作用下继续顺时针转动。 动态展示 1.有关直流电动机换向器的说法中正确的是（　　） A．当线圈平面与磁感线平行时，自动改变电流方向 B．线圈如果没有惯性，直流电动机也能工作 C．当线圈平面与磁感线平行时，自动改变磁感线的方向 D．当线圈平面与磁感线垂直时，自动改变电流的方向 练一练 D 四、直流电动机 实物图片 主要部件 电刷 磁极 线圈 换向器 原理 通电线圈在磁场中受力转动 或：磁场对电流的作用 能量转化 电能主要转化为机械能，少部分转化为内能 实际应用 练一练 1.如图为直流电动机的工作原理图，分析正确的是（　　） A．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的 B．电动机通电后不转，一定是电路断路 C．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能 D．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向 D 2.将铜线做成了如图所示形状，将上方的尖端挂在电池的正极，底部错开的两根铜线则是贴在吸附在电池负极的圆柱形强磁铁的边缘，放手后铜线圈能以电池为轴旋转。关于该现象，下列说法错误的是（　　） A．它的原理与电动机相同 B．该磁体具有磁性也具有导电性 C．电池两侧的铜丝是串联的 D．若将磁体的磁极对调，转动方向会改变 C 课堂小结 课堂练习 1.如图所示，在“研究影响通电导体棒所受磁场力的因素”实验中，要使导体棒摆动幅度增大，以下操作中可行的是（　　） A．减少磁铁的数量 B．更换成磁性较弱的磁铁 C．改变导体棒中的电流方向 D．增大导体棒中的电流强度 D 2.放在磁场里的通电直导线 ( ) A. 一定受磁力的作用 B. 一定不受磁力的作用 C. 不一定受磁力的作用 D. 无法判断 C 3.小明用漆包线绕成线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，如图所示，闭合开关S后，发现线圈只能偏转至水平位置、不能持续转动。为使线圈持续转动，下列措施中可行的是（　　） A.换用电压更大的电源 B.换用磁性更强的磁体 C.重新制作匝数更多的线圈，将线圈两端的漆全部刮去 D.在线圈的一端重抹油漆，干后在适当位置刮去半圈 D 4.我国的新型航母将采用自行研制的电磁弹射器，小明猜想它的工作原理如图所示，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过强电流时，即可受到强大的推力，小明的猜想与下列实验原理相同的是（　　） C 5.如图，将一台灯接通电源后，用磁体的磁极靠近灯泡的玻璃，仔细观察灯丝，你会发现 ，该现象说明 ． 灯丝会抖动 通电导体在磁场中受到力的作用 6.如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜 　 　（选填“向左”“向右”或“左右往复”）运动。音圈之所以运动，是由于磁场对 　 　有力的作用，此现象中能量转化情况是 　 　。 左右往复 通电导体 电能转化为机械能 7.如图，使线圈位于两磁极间，通电后，图甲ab段导线受磁场力的方向向上，用箭头在图乙、丙中，标出ab段导线所受磁场力的方向。 F F 8.小明利用如图所示装置做“探究通电导体在磁场中受力的方向和大小与什么因素有关”实验。 （1）若要探究通电导体在磁场中受力的方向和磁场方向是否有关，接下来的操作是　 。 （2）通电导体在磁场中受力的大小与什么有关？小明 有两个猜想：①与电流大小有关；②与磁场强弱有关； 实验采取的研究方法是　 　，针对猜想①， 可添加的器材是　 　；针对猜想②，可添加的 器材是　 　 。 控制电流的方向不变，把N、S对调 控制变量法 滑动变阻器 磁性更强的磁铁 $$