20.4　电动机 2025-2026学年物理人教版（2024）九年级全一册

该初中物理课件聚焦“电与磁”中的电动机，核心知识点包括磁场对通电导线的作用、直流电动机原理（含换向器）及动圈式扬声器。课堂导入通过问题驱动，结合实验探究（改变电流或磁场方向观察导线运动），形成从基础实验到应用的知识支架。 其亮点在于以科学探究为主线，实验步骤清晰（如控制变量探究受力方向与电流、磁场方向关系），融入物理观念（运动和相互作用、能量转化）与科学思维（模型建构、科学推理），典例变式强化应用。学生能提升探究能力和物理观念，教师可直接用于实验教学和知识梳理，提高效率。

第二十章　电与磁 §20.4　电动机 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。 3.了解动圈式扬声器结构和原理。 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 知识点1　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，那么 把通电导体放入磁场中，磁体会对通电导线产生力的作用吗？ 2. 实验：探究磁场对通电导线的作用。 如图，组装仪器，蹄形磁体提供磁场，导线AB在导轨上可以自由移动。 (1)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 九年级全一册物理(RJ) (2)步骤②中。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步骤① ⁠。说 明了通电导线在磁场中受力的方向与 ⁠有关。 (3)相对于步骤②，在步骤③中，保持铜导线中的电流方向不变，把蹄形 磁体的磁极上下对调，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步骤② ⁠。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 九年级全一册物理(RJ) ▶小结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 。 磁场　 电流方向和磁场方向有关　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 【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 九年级全一册物理(RJ) 【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 九年级全一册物理(RJ) 知识点2　直流电动机 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 九年级全一册物理(RJ) (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 九年级全一册物理(RJ) (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 九年级全一册物理(RJ) 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，常用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 九年级全一册物理(RJ) ▶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，叫作 ；固定不动的部分，叫作 ⁠。 (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。 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 九年级全一册物理(RJ) 【典例2】线圈abcd转动过程中经过图中甲、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 九年级全一册物理(RJ) 【变式2】如图所示的装置，线圈abcd转动过程中经过下图所示位置。 (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”) (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。 由b到a　 由a到b　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 知识点3　动圈式扬声器 1. 问题：我们平时都有用到扬声器，那扬声器是怎样发出声音的？ 2. 分析：请观察右侧原理图 当线圈中通过电流时，线圈受到磁铁的作用而运动，当线圈中的电流反 向时，线圈向 (选填“相同”或“相反”)方向运动。由于通过线 圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈受力方向也就不断变 化，使线圈不断地来回振动，带动纸盆也来回 ⁠，于是扬声器发 出声音。 相反　 振动　 ▶小结　扬声器是把 信号转换成 信号的一种装置。 电　 声　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 【典例3】如图所示，在扬声器的线圈两端连接干电池，扬声器 ⁠ 持续发声，线圈 持续受到磁场的作用力。(均选填“会”或“不 会”) 不会　 会　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 【变式3】如图所示是扬声器的结构图。当扬声器的线圈中通入因携带声 音信息而时刻变化的电流时，线圈会在永磁体的作用下受到力的作用并 带动纸盆振动发声。下列说法中错误的是(　D　) D A. 扬声器工作时是将电能转化为机械能 B. 扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动 C. 扬声器中的永磁体周围存在磁场 D. 扬声器工作时线圈中的电流不变 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 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 ⁠。 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，叫作 ；固定不动的部分，叫作 ⁠。 (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有关　 转子　 定子　 通电线圈在磁场中受力转动　 电流方 向　 电　 机械　 3. 扬声器是把 信号转换成 ⁠信号的一种装置。 电　 声　 课堂笔记 九年级全一册物理(RJ) 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，这说明通电导体电流越大，受到的力 (选填“越大”“越 小”或“不变”)。 基础评价 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 九年级全一册物理(RJ) 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 九年级全一册物理(RJ) 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 素养评价 B 课堂评价 九年级全一册物理(RJ) 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 九年级全一册物理(RJ) $