17.1 关于电动机转动的猜想 17.2 电动机转动的原理 课件- 2025-2026学年物理沪粤版九年级下册

该初中物理课件围绕电动机与发电机的核心知识展开，以“通电导线在磁场中受力”为起点，通过实验探究、模型建构和问题驱动层层推进，从观察现象到理解原理，再到分析换向器作用，形成清晰的学习支架，帮助学生建立“力与运动关系”的物理观念。 其亮点在于深度融合科学思维与科学探究素养，例如通过对比图乙与图丙的电流方向变化，引导学生推理受力方向与磁场、电流的关系，体现模型建构与科学论证能力。课堂中设计自制电动机模型活动，强化动手实践与证据意识，同时小结部分用结构化语言提炼直流电动机构造、原理与能量转化，便于学生系统掌握知识。此资料既提升学生的问题解决能力和科学探究兴趣，又为教师提供可操作性强的教学路径，助力核心素养落地。

第十七章　电动机与发电机 17.1　关于电动机转动的猜想& 17.2　电动机转动的原理 2022年课程标准 学习目标 通过实验，了解通电导 线在磁场中会受到力的 作用，并知道力的方向 与哪些因素有关。 1.知道通电导线在磁场中受到力的作用，受 力方向跟磁场方向和电流方向均有关。 2.了解直流电动机的工作原理。分析直流电 动机的工作原理和换向器的作用。 知识点1　关于电动机转动的猜想 1. 问题：观察电动机的结构。 2. 分析：如图所示，电动机的主要部件是磁体组成的 ⁠和线圈组 成的 ⁠。 定子　 转子　 3. 问题：电动机内部磁体和线圈并无接触，但线圈通电就会转动，其中 的原理是什么呢？ 4. 猜想：电动机的转动，可能跟磁场和通电线圈有关。由于磁场对通电 线圈产生力的作用，电动机才会转动起来。 课堂导学 (1)将镶嵌在转子槽内复杂的线圈，按下图所示简化为直导线。 5. 活动：自制电动机模型。 课堂导学 (2)将镶嵌在定子槽内复杂的通电线圈(电磁铁)，按图甲所示简化为蹄形 磁铁。 (3)将直导线和蹄形磁铁接入如图乙所示的电路中，观察开关断开、闭合 前后，直导线AB的运动情况。 (4)现象和结论：开关断开时，直导线AB保持静止；开关闭合后，直导线 AB水平方向运动，说明磁场对通电直导线产生力的作用。 课堂导学 知识点2　磁场对通电导线的作用 1. 问题：磁体在磁场中会受到力的作用。通电导线周围存在磁场， 也相当于磁体，把通电导体放入磁场中，磁场会对通电导线产生力的 作用吗？ 课堂导学 2. 实验：探究磁场对通电导线的作用。 如图甲，组装仪器，蹄形磁铁提供磁场，导线AB在导轨上可以自由 移动。 (1)如图乙，接通电源，让电流从A向B方向通过铜导线，结果铜导线AB 向左运动。说明通电导体在 中受到 的作用。 磁场　 力　 课堂导学 (2)如图丙，保持磁极的位置不变，改变电流的方向，使电流从B流向A， 结果铜导线向 运动，则导线的受力方向与图乙 。说明了 通电导线在磁场中受力的方向与 有关。 (3)相对于图丙，在图丁中，保持铜导线中的电流方向不变，把蹄形磁铁 的磁极上下对调，就是让磁场方向与原来相反。通电，结果铜导线 向 运动，则此时导线的受力方向与图丙 。说明了通电导 线在磁场中受力的方向与 有关。 右　 相反　 电流方向　 左　 相反　 磁场方向　 课堂导学 ▶结论1　通电导线在 中受到力的作用。通电导线在磁场中受力 的方向跟 有关。 磁场　 电流方向和磁场方向　 课堂导学 【典例1】如图所示， 表示电流垂直纸面向外的通电导线， 表示电流 垂直纸面向里的通电导线。根据图甲中通电导体在磁场的受力情况，画 出图乙、丙中通电导体受力的方向。 课堂导学 【变式1】如图所示，通电导线a、b固定不动，左磁体对a的作用力为 Fa，右磁体对b的作用力为Fb，下列说法正确的是 (　A　) A 课堂导学 知识点3　直流电动机的工作原理 1. 问题：把导线绕成线圈，放到磁场中，给线圈通电，线圈会怎样？ 2. 实验：(1)如图甲所示，线圈ab段的电流方向是从 ，受力方向 是竖直向上的；线圈cd段的电流方向是从 ，受力方向是竖直 向 的。这些力使线圈 时针转动。 a到b　 c到d　 下　 顺　 课堂导学 (2)当它转到图乙位置时，线圈ab段和cd段的电流方向 (选填 “发生改变”或“没有改变”)，所以ab段和cd段的受力方向 (选 填“会”或“不会”)改变。此时ab和cd受到的磁场力的方向恰好 ⁠ ，而且两个力的大小相等，方向相反，作用在同一物体上。 我们把这个位置称为平衡位置。由于惯性，线圈会继续转下去，转到图 丙所示位置。 没有改变　 不会　 在同 一直线上　 课堂导学 (3)在图丙，由于线圈ab段和cd段的电流方向 (选填“没有变 化”或“发生变化”)，所以ab段和cd段的受力方向 (选填 “没有变化”或“发生变化”)，请在图丙中标出ab段和cd段受到的磁场 力Fab和Fcd，这时线圈受到的力会阻止它继续顺时针转动，反而使 它 时针转回到图乙所示的平衡位置，不能持续转动下去。 没有变化　 没有变化　 逆　 课堂导学 3. 问题：有什么办法使线圈持续转动下去呢？ 4. 分析：我们知道，受力的方向跟电流方向和磁场方向有关。现实生活 中，常改变后半周的电流方向，使线圈在后半周也获得动力。 在直流电动机中，这一任务是由 完成的。它是由两个彼 此 的铜半环构成，如图所示，这两个铜半环是和 ⁠ 固定在一起的。图中的A和B是电刷，它们跟铜半环接触，使电源和 线圈组成闭合电路。在换向器的帮助下，每当线圈转过 ⁠位 置时，会自动改变通入线圈的电流 ，从而改变线 圈ab段和cd段的受力方向，使线圈获得继续按原来方向转 动的动力，于是线圈就可以连续转动下去。 换向器　 绝缘　 线圈　 平衡　 方向　 课堂导学 5. 小结：(1)直流电动机的构造：由磁体、线圈、换向器、电刷等构成。 能够转动的部分，叫做 ；固定不动的部分，叫做 ⁠。 (2)原理：利用 的原理制成的。 (3)换向器的作用：每当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的 ⁠ ，使线圈连续转动。 (4)能量转化： 能转化为 能。 转子　 定子　 通电线圈在磁场中受力转动　 电流 方向　 电　 机械　 课堂导学 【典例2】线圈abcd转动过程中经过图甲、乙位置时，导线ab所受磁场力 的方向(　B　) B A. 相反，是由于磁场方向相反了 B. 相反，是由于流过ab的电流方向相反了 C. 相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都改变了 D. 相同，是由于磁场方向、流过ab的 电流方向都没改变 课堂导学 【变式2】如图所示的装置，线圈abcd转动过程中经过图甲、图乙所 示位置。 (1)图甲中ab段导线的电流方向是 ，图乙中ab段导线的电流方 向是 。(均选填“由a到b”或“由b到a”) 由b到a　 由a到b　 (2)图甲中ab段导线所受磁场力F的方向竖直向上。请标出图乙中ab段导 线所受磁场力的方向。 课堂导学 1. 通电导线在 中受到力的作用。通电导线在磁场中受力的方向 跟 有关。 2. 直流电动机 (1)构造：由磁体、线圈、换向器、电刷等构成。能够转动的部分，叫 做 ；固定不动的部分，叫做 ⁠。 (2)原理：利用 的原理制成的。 (3)换向器作用：每当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的 ⁠ ，使线圈连续转动。 (4)能量转化： 能转化为 能。 磁场　 电流方向和磁场方向　 转子　 定子　 通电线圈在磁场中受力转动　 电流方 向　 电　 机械　 课堂笔记 1. 在如图所示的实验中，当给金属棒通电时，观察到金属棒在轨道上运 动起来。此实验现象说明 ， ⁠ 就是利用这个原理制成的。实验中将磁极对调，观察金属棒的运动 情况，这样操作是为了探究 ⁠ 。当滑动变阻器的滑片向左移动后，观察到金属棒的移动速度变 大，这说明通电导体中的电流越大，受到的力 (选填“越 大”“越小”或“不变”)。 通电导线在磁场中受到力的作用　 电动 机　 通电导线在磁场中受力方向与磁场方向的 关系　 越大　 课堂评价 2. 线圈abcd位于磁场中。如图甲，当K与1接通时，ab段导线受磁场力F 的方向向上。图丙中的“•”表示导线ab，请在图丙中画出图乙中ab段导 线受到的磁场力方向。 课堂评价 3. 为了使电动机的转动方向改变，下列措施可行的是(　B　) A. 同时改变电流的方向和磁场的方向 B. 只改变电流的方向或只改变磁场的方向 C. 使电动机线圈中的电流增大 D. 使磁场增强 B 课堂评价 4. 组装直流电动机后，接通电源，若出现下表左边的现象，请分析原 因，然后将右边的故障现象的字母代号填在横线内。 (1)转动较慢，显得很吃力： ⁠。 A. 摩擦阻力太大 B. 换向器与电刷接触不良 C. 启动前线圈刚好处于平衡 位置 (2)刚接通电源时，电动机不转，但用手 轻轻拨动一下线圈，电动机就能顺利转动 起来： ⁠。 (3)电动机不转，将电刷与换向器之间的 压力调大些，电动机才能转动起 来： ⁠。 A　 C　 B　 课堂评价 $