20.4电动机 课件 2025-2026学年人教版（2024）物理九年级全一册

第二十章　电与磁 第4节　电动机 1 【主题与课时】 人教2025版物理九年级第二十章第4节，1课时 【学习目标】 1. 通过实验探究，认识电动机模型，能分析磁场中通电线圈转动的原因，发 展能量观念和相互作用观念，养成严密的逻辑推理思维习惯。 2. 通过视频、课件和电动机实物模型等资源，了解换向器，了解电动机工作 原理、相关技术及其应用，能感受技术创新的魅力，增强我国科技成就自豪 感和创新推动社会进步和发展的责任感。 【评价任务】 完成任务一——检测学习目标1 完成任务二——检测学习目标1 完成任务三——检测学习目标2 【资源与建议】 　　电动机是一种常见的电气设备，它将电能转化为机械能，在生产、生活 中应用非常广泛。本节要认真观察实验，分析实验现象，从“通电导体在磁 场中受力”到“不能连续转动的线圈”，再到“电动机”，循序渐进，运用 自己主动获得知识，从体验中获取知识和探究新事物的方法。通过这节课的 学习，为下一节跨学科实践——制作简易直流电动机做准备。 情境一：欢欢发现家里很多用电器里面都有电动机，如电风扇、电冰箱、洗 衣机、空调、电脑、电动刮胡刀。 他很好奇：电动机为什么会转动？有一天，他把家里坏了的电风扇给拆了， 发现电动机的构成很简单，主要是磁铁和线圈。磁铁和线圈为什么可以组成 能转动的电动机呢？今天我们就和欢欢一起来探究一下这个问题吧。 任务一：探究磁场对通电导体棒的作用 思考：通过奥斯特实验，我们知道通电导体对放入其中的磁体（小磁针）有 力的作用。如图所示。磁体是否对通电导线也有力的作用呢？我们可以怎样 设计实验去验证？ 略 学生活动1（学生实验）：如图所示，连接电路，通过观察铜棒ab是否运动 及运动方向来探究以下两个问题，并把结果填到表中： （1）磁场对通电导体是否有力的作用？ （1）有 （2）如受力，力的方向和什么因素有关？ （2）力的方向与电流方向和磁感线方向有关。 电流方向 a→b b→a a→b b→a 磁极 上“N” 下“S” 上“N” 下“S” 上“S” 下“N” 上“S” 下“N” AB棒受力方向（选填“向左” 或“向右”） ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ 向左 向右 向右 向左 电流方向 a→b b→a a→b b→a 画出AB棒受力示意图 知识点1： 通电导线在磁场中要受到 的作用，力的方向跟 ⁠的方 向、 的方向有关，当以上两个方向其中一个变得相反时，通电导 线受力的方向也变得 ⁠。 磁场力　 电流　 磁感线　 相反　 评价1： 如图甲，磁场对导体ab的力Fab竖直向上，请在图乙中标出磁场对导体cd的力 Fcd。把图甲、乙中的导体组合成图丙的线圈abcd，请在丙中标出磁场对ab和 cd的力Fab和Fcd。 如图所示 　 情境二：我们已经成功让通电导体在磁场中动起来了，把上面的单根导体换 成线圈abcd，线圈是否就能转起来呢？ 任务二：探究磁场对通电线圈的作用 学生活动2： 1. 请根据图甲中ab和cd边的受力情况，分别画出图乙、丙、丁中ab和cd边的 受力示意图Fab和Fcd，再根据受力情况分析为什么线圈不能够持续转动。 如图所示 因为线圈转过平衡位置后，ab边和cd边受到的磁场力和原来相同，使线圈按 与原来相反的方向转回去，所以线圈不能持续地转下去。 2. 讨论：有什么方法可以使线圈持续转动下去？ 改变电流方向或改变磁感线方向可以使线圈持续转动下去。 情境三：我们找到了让线圈连续转动的方法，只是，这方法太麻烦了。经过 不懈的努力，我们终于找到了可以让线圈连续转动的装置——换向器。 任务三：了解换向器及电动机技术应用 学生活动3：观看电动机实物模型，结合视频动画，了解换向器的结构和作 用，思考：换向器为什么可以使电动机持续转动下去？ 当线圈转过平衡位置后，换向器可以改变ab边和cd边的电流方向，从而改变 ab边和cd边的受力方向，使线圈持续转动下去。 知识点2： ①电动机是利用通电线圈在 中 转动原理制成的。 ②换向器的作用：线圈转过平衡位置后改变线圈中的 方向，从而改 变线圈的 方向，使线圈持续转动下去。 ③电动机的组成：能够转动的部分，叫作 ；固定不动的部分，叫 作 ⁠。 ④电动机在工作过程中主要把 能转化为 能。 磁场　 受磁场力　 电流　 受力　 转子　 定子　 电　 机械　 情境四：学习了电动机的原理和构造以后，请同学们思考一个新的问题：电 动机除了用在家用电器上，还用在什么地方呢？我们一起来搜集有关电动机 的科普资料。 学生活动4：小科普 （1）电磁炮：电磁炮可以看成一种比较特殊的电动机，因为它的转子不是 旋转的，而是做直线加速运动的炮弹。 （2）新能源汽车：新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源， 技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括纯电动汽车、 增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等。 情境五：哇！电动机原来这么用！我们是不是也可以尝试做一个电动机呢？ 请同学们课后思考并搜集资料，我们下节课再进行跨学科实践——制作简易 直流电动机。 评价2： 如图为直流电动机的基本构造示意图。以下相关的分析中正确的是（　C　） C A. 电动机工作过程中，把机械能转化为电能 B. 电动机是利用电流磁效应的原理工作的 C. 仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向 D. 使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的 A组：夯实基础 1. 如图所示，给直导线通电，直导线周围产生了 ，蹄形磁体对通电 直导线有 的作用，根据这个原理可以制成 ⁠。 第1题图 磁场　 磁场力　 电动机　 2. 如图所示，线圈abcd位于磁场中，K与1接通时，ab段导线受磁场力F的方 向向上；当K改为与2接通时，ab段导线所受磁场力（　A　） A. 方向向下 B. 方向向上 C. 为零，因为电源反接 D. 为零，因为电路一定是断路 第2题图 A 3. 如图所示的装置，线圈abcd转动过程中经过甲、乙位置。 （1）图甲中ab段导线的电流方向是 （选填“由a到b”或“由b到 a”），图乙中ab段导线的电流方向是 （选填“由a到b”或“由b 到a”）。 由b到a　 由a到b　 （2）根据图甲中ab段导线所受磁场力方向，标出图乙中ab段导线所受磁场力 的方向。 如图所示 （3）图乙中ab、cd段导线受到的磁场力会 （选填“促进”或“阻 碍”）线圈绕轴按原方向继续转动。本装置是采用 ⁠ 的办法使线圈连续转动下去的。 促进　 装换向器改变电流方 向　 B组：拓展提高 4. 矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示，ab、bc、ed和fe段都受到该磁场 的作用力，下列哪两段受到该磁场的作用力方向相反（　A　） A. ab段与fe段 B. ab段与ed段 C. bc段与fe段 D. af段与cd段 A 5. 图1是探究通电导线在磁场中受力作用的实验装置。闭合开关，观察到导 线ab向右运动，记录现象如图2甲所示（图甲、乙、丙是该实验装置的剖面 图），其中☉表示电流垂直向外流出，⊗表示电流垂直向里流进。接着把磁 体的N、S极对调，记录的现象如图乙所示。 （1）比较图甲、乙可知，通电导线在磁场中的受力方向与 ⁠方向 有关； 磁感线　 （2）在图丙中画出磁感线方向； （3）在图丙中画出导线受到的磁场力F的示意图。 （2）（3）如图所示 1. 通过这节课的学习，你知道让线圈在磁场中持续转下去有几种方法？分别 是哪几种？ 2. 你在学习这节内容时还存在什么问题？ 参考答案 【学习过程】 任务一： 思考：略 学生活动1： （1）有 （2）力的方向与电流方向和磁感线方向有关。 电流方向 a→b b→a a→b b→a 磁极 上“N”下 “S” 上“N”下 “S” 上“S”下 “N” 上“S”下 “N” ab棒受力 方向（选 填“向左”或 “向右”） 向左 向右 向右 向左 画出ab 棒受力 示意图 知识点1： 磁场力　电流　磁感线　相反 评价1：如图所示 1. 如图所示 任务二： 学生活动2： 因为线圈转过平衡位置后，ab边和cd边受到的磁场力和原来相同，使线圈按 与原来相反的方向转回去，所以线圈不能持续地转下去。 2. 改变电流方向或改变磁感线方向可以使线圈持续转动下去。 任务三： 学生活动3：当线圈转过平衡位置后，换向器可以改变ab边和cd边的电流方 向，从而改变ab边和cd边的受力方向，使线圈持续转动下去。 知识点2： ①磁场 受磁场力 ②电流 受力 ③转子 定子 ④电 机械 评价2： C 【作业与检测】 1. 磁场　磁场力　电动机　 2. A 3. （1）由b到a　由a到b （2）如图所示 （3）促进　装换向器改变电流方向 4. A 5. （1）磁感线 （2）（3）如图所示 $$