第五节 磁场对通电导线的作用力（教学课件）物理北师大版2024九年级全一册

该初中物理课件聚焦“磁场对通电导线的作用力”，系统呈现作用力方向与电流、磁场方向的关系，左手定则及电动机工作原理。通过“通电物体运动状态改变”情境导入，衔接磁场、电流知识，构建从现象探究到规律总结再到应用（如电动机、扬声器）的学习支架。 其亮点是以科学探究为主线，设计“探究作用力方向”实验引导学生观察分析得出结论，结合自制电动机模型分析换向器作用，培养科学探究与科学思维。联系扬声器、磁电式电表等生活实例，强化物理观念。学生提升实验与问题解决能力，教师获得完整教学资源，便于实施素养导向教学。

高 效 课 堂 14.5 磁场对通电导线的作用力 【九年级全一册·北师大版2024】 【第十四章 电与磁】 千图网千图网 目录 1 【 学习目标】 2 【 新知探究】 3 【 课堂小结】 4 【 提升训练】 5 【课后作业】 2 学习目标 学习目标 新知探究 课堂小结 提升训练 1 课后作业 01 理解磁场对通电导线作用力的存在及方向影响因素，掌握电动机的工作原理 物理观念 1 02 科学思维 通过实验分析归纳规律，能运用左手定则逻辑推理力的方向，建立“现象—规律—应用”的思维链条 03 科学探究 设计并完成“磁场对通电导线作用”的实验，学会控制变量法探究物理规律 04 科学态度与责任 感受电动机在生活中的广泛应用，体会科学技术对社会发展的推动作用 学习目标 学习目标 新知探究 课堂小结 提升训练 1 课后作业 教学重点 教学难点 磁场对通电导线作用力的方向与电流、磁场方向的关系；电动机的工作原理（换向器的作用） 左手定则的熟练应用；换向器使线圈持续转动的原理理解 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 情境导入 通电后，这些物体的运动状态发生了改变，说明它们都受到了力的作用。 是谁给它们施加了力的作用？这些力有什么规律？ 5 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 磁场对通电导线的作用 探究磁场对通电导线的作用 1.装置： 电源、开关、导线、蹄形磁体、金属轨道、直导线ab 2.装置图： 6 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 磁场对通电导线的作用 1.闭合开关，有电流通过直导线ab，电流方向从b到a； 2.只改变电流方向，观察导线ab的运动方向； 3.只改变磁场方向，观察导线ab的运动方向。 3.实验步骤： 7 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 磁场对通电导线的作用 实验现象1 改变电流方向前 改变电流方向后 通电导体在磁场中受力方向与电流方向有关 结论一 8 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 磁场对通电导线的作用 实验现象2 改变磁场方向前 改变磁场方向后 通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关 结论二 9 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 磁场对通电导线的作用 归纳总结 1.通电导线在磁场中会受到力的作用； 2.通电直导线在磁场中受到力的方向与电流的方向、磁场的方向有关； 3.当电流方向或磁场方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。 导线由静止开始运动，消耗电能，动能增加 10 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 科学窗 磁场对通电导线作用的方向 当通电导线与磁场垂直时，磁场对通电导线作用力的方向与磁场方向、电流方向之间的关系，可用左手定则来表示。 伸开左手，拇指与四指在同一平面内并互相垂直，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向，则拇指所指的方向就是磁场对通电导线作用力的方向。 左手定则 11 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 磁场对通电导线的作用 练习 【典例1】小亮偶然发现，把一个U形磁体放到正在发光的台灯（白炽灯）外面时（如图），白炽灯的灯丝竟然在晃动；取走U形磁体后，灯丝不再晃动。下列选项与这个现象原理相同的是（　　） A． B． C． D． B 12 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 磁场对通电导线的作用 练习 【典例2】如图所示实验中，闭合开关，导体ab向右运动，下列操作能让导体ab向左运动的是（　　） A．改变电压大小 B．改变电流方向 C．改变电流大小 D．改变导体ab长度 B 13 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 磁场对通电导线的作用 练习 【典例3】通电直导线在磁场中受到磁场力的方向可以用左手定则来判断：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过掌心，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指的方向就是通电直导线所受磁场力的方向，如图甲所示。请你判断：图乙中的线圈是 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动的。 顺时针 14 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 电动机 制作简易直流电动机 通电导线在磁场中受力受到力的作用 利用该原理可制成 电动机 磁体 通电线圈 15 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 电动机 制作简易直流电动机 简易直流电动机 1.绕制线圈：细漆包线绕成矩形线圈，头尾扎在线圈对边中央作转动轴，去除转轴部分漆层。 一、制作电动机制作步骤： 2.组装固定：金属丝做支架固定，线圈转轴放支架上（平面竖直）；支架间放永磁体（一磁极朝上），支架通过开关连电源两极。 16 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 电动机 制作简易直流电动机 1.实验现象： 二、实验现象并讨论： 2.问题讨论： 闭合开关后，线圈转动，但只能转动大约90℃，不能持续转动。 线圈为什么会转动？ 为何不能连续转动？ 如何让线圈连续转动？ 17 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 电动机 1.直流电动机构成： 设计： 电动机中设计了带有两个铜半环的换向器，它与电刷配合，就能解决线圈不能连续转动的问题。 18 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 电动机 通电线圈在磁场中两边受磁场力，但方向相反，线圈顺时针转动。 线圈转过90°到达图乙状态，达到平衡位置。这时由于惯性，线圈冲过平衡位置。 19 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 电动机 到达图丙位置，换向器改变接触电刷，从而改变电流方向，两边所受磁场力都使得线圈继续沿顺时针方向转动。 线圈到达图丁位置，靠惯性冲过去，两边所受磁场力使线圈沿顺时针方向转动，再转过90°，回到图甲状态。 20 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 电动机 2.换向器： 组成： 作用： 两个铜制半圆环 换向器与电刷配合，每转动半周，线圈中的电流方向就改变一次，这样线圈就能连续不断地沿同一方向转动下去。 21 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 实践活动 改进简易电动机 简易直流电动机 把线圈的一个转动轴的漆层全部除去，另一个转动轴只除去上半周或下半周。 越过平衡位置后，停止对线圈供电，线圈不再受力，靠惯性转动半周后再继续供电，线圈就可以持续转下去。 22 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 科学窗 实际的电动机 1.性能： 具有更强劲的动力和更好的平稳性能 2.结构： 转子：转子的线圈有许多组，镶嵌在铁芯上，换向器由许多对铜片组成 定子：由机壳和电磁铁组成，转子安装在定子里。 3.分类： 直流电动机：常用在电力机车、公交电车、货运电瓶车、起重机等方面。 交流电动机：常用在家用电风扇、洗衣机、电冰箱等家用电器。 23 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 电动机 练习 【典例4】如图，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有（　　） A．电动机主要由磁体和线圈组成 B．电动机主要把动能转化为电能 C．对调电源正、负极不能改变线圈的转动方向 D．电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关 A 24 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 电动机 练习 【典例5】如图直流电动机（已安装换向器）的两个不同时刻的工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．甲图导线ab和乙图导线cd电流方向相反，受力方向相反 B．从上往下看，线圈中电流方向都是逆时针方向 C．导线cd在这两个时刻电流方向相同，转动方向相同 D．导线ab在这两个时刻电流流向不同，受力方向不同 D 25 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 电动机 练习 【典例6】如图1为一玩具直流电动机，它在工作时把电能转化为 能；同时改变直流电动机的磁场和电流方向，它的转动方向 （选填“改变”或“不改变”）；小明回家做了一个电动机模型如图2，他将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，要使线圈能连续转动，则另一端的漆皮应刮 （“半周”或“全部”）。 机械 不改变 半周 26 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 动圈式扬声器 通电导体在磁场中受力的方向随电流方向变化，可实现往复运动。 一、工作原理： 核心部件：永磁体、音圈（细漆包线绕制的线圈，粘在锥形纸盆后部）、锥形纸盆 二、构造： 磁场环境：永磁体与软铁配合，在环形间隙形成磁场，音圈置于该磁场中。 27 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 动圈式扬声器 音圈通入大小和方向反复变化的电流 三、发声过程： 传统设备：收音机、电视机的扬声器（以锥形纸盆振动发声） 四、应用场景： →音圈受磁场力前后往复运动 →带动纸盆振动 →发出声音 便携设备：耳塞式耳机（用音膜替代纸盆，原理与扬声器一致） 耳塞式耳机的音膜 28 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 动圈式扬声器 练习 【典例7】科技的快速发展使智能机器人进入人们的生活。智能送餐机器人通过电动机驱动底部的轮子将美食送到指定客人桌边，下列仪器与电动机的工作原理相同的是（　　） A．指南针 B．电磁起重机 C．电铃 D．动圈式扬声器 D 29 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 动圈式扬声器 练习 【典例8】一种动圈式扬声器可以代替话筒使用，如图所示。人对着扬声器的锥形纸盆说话，声音使纸盆振动，与纸盆相连的线圈也会随着振动（线圈放置在一个永久磁体的磁场中），这时线圈中就会产生随声音变化的电流，下列说法正确的是（    ） A．该过程中，电能转化为机械能 B．该过程中，线圈在磁场中不受力 C．该过程的原理与电动机相同 D．该过程的原理与发电机相同 D 30 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 动圈式扬声器 练习 【典例9】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 31 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 拓展阅读 磁电式电表 一、基本定义： 电流表、电压表等磁电式电表，基于通电导线在磁场中受力的原理实现测量 二、构造组成： 磁场系统：蹄形磁体、弧形极靴、固定圆柱形铁芯（共同形成辐射状均匀磁场）； 转动系统：可转动的轻质铝框（绕有线圈）、转轴（装配螺旋弹簧、指针），线圈两端与螺旋弹簧连接（用于通入被测电流）。 32 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 拓展阅读 磁电式电表 三、工作原理： 1.磁场特性：蹄形磁体与铁芯间的磁场呈辐射状均匀分布，确保线圈平面都与磁场方向平行； 2.受力与转动：电流通过线圈时，线圈受磁场力而发生转动；同时螺旋弹簧因扭动产生阻碍转动的力； 3.平衡状态：当磁场力与弹簧阻碍力平衡时，线圈达到转动平衡 四、电流与偏转的关系： 线圈中电流越大 →受磁场力越大 →平衡时指针偏转角度越大 →通过指针偏转角度直观反映被测电流的强弱 33 课堂小结 课堂小结 新课讲授 核心素养 提升训练 3 课后作业 本节课你学到了什么？ 34 提升训练 提升训练 新知探究 学习目标 课堂小结 4 课后作业 1 . 如图小苏同学在汽车模型的正前方用电扇迎面吹风，模拟汽车行驶时的气流。当无风时，托盘测力计示数为20N；当电风扇吹风时，托盘测力计的示数为15N。据此分析下列说法正确的是（　　） A．汽车在公路上加速行驶过程中受到地面的摩擦力逐渐减小 B．汽车模型的重力和汽车对托盘的压力是一对平衡力 C．电风扇中电动机与话筒工作原理相同 D．托盘测力计和气流相对于汽车模型是静止的 A 35 2. 动圈式话筒和动圈式扬声器是扩音器中的重要组成部分。如图所示为扩音器的工作原理示意图。当对着话筒讲话时，产生的声波使膜片以及与之相连的线圈1一起振动，线圈1在磁场中运动，产生变化的电流；变化的电流经放大电路放大后通过扬声器的线圈2，通电线圈2带动锥形纸盆在磁场中振动，扬声器就发出声音。根据以上原理，下列说法正确的是（　　） A．话筒将电信号转化为声信号，利用了电磁感应原理 B．话筒将电信号转化为声信号，利用了磁场对通电导体有力的作用 C．扬声器将电信号转化为声信号，利用了磁场对通电导体有力的作用 D．扬声器将电信号转化为声信号，利用了电磁感应原理 提升训练 提升训练 新知探究 学习目标 课堂小结 4 课后作业 C 36 提升训练 提升训练 新知探究 学习目标 课堂小结 4 课后作业 3.如图所示，闭合开关，磁场对导体的力F竖直向下，下列选项分别表示闭合开关时磁场对导体ab或cd的力的方向正确的是（   ） A． B． C． D． D 37 4.如图甲、乙所示，在线圈转动过程中，经过图甲位置时，线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力 ；经过图乙位置的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于 不会静止。 提升训练 提升训练 新知探究 学习目标 课堂小结 4 课后作业 不在同一直线上 惯性 38 5.如题图所示装置，闭合开关，线圈开始转动，磁场对线圈 （选填“有”“无”）作用力，其工作原理与 （选填“发电机”“电动机”）相同。仅调换电源的正负极，线圈转动方向与原转动方向 。 提升训练 提升训练 新知探究 学习目标 课堂小结 4 课后作业 有 电动机 相反 39 6.【项目提出】小梦学习小组参加了制作电动机模型活动。 【项目实施】将一段漆包线绕成约为 3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，然后用小刀刮两端引线的漆皮，并将该线圈放在支架上。线圈两端的引线通过两个支架分别与电池的两极相连，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。 提升训练 提升训练 新知探究 学习目标 课堂小结 4 课后作业 40 6.(1)在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是 （选填“A”或“B”）。 A．左端全部刮掉，右端全部刮掉 B．左端全部刮掉，右端只刮掉上半周 (2)如果整个制作过程及元件都正常，闭合开关后线圈不动，小梦应该做的尝试是 或 。 【项目拓展】 (3)在制作过程中，若要改变电动机的转动方向，可采取的做法是 。（答出一点即可） 提升训练 提升训练 新知探究 学习目标 课堂小结 4 课后作业 B 增大电源电压 换一块磁性更强的磁体 将电源的正、负极对调/将磁体的N、S极对调 41 课后作业 课后作业 新知探究 学习目标 课堂小结 5 提升训练 拓展作业 查阅资料，了解“无刷电动机”的工作原理，对比它与“有刷电动机（含换向器）”的区别 课后 作业 习题作业 完成课本“自我检测”剩余题目 实践作业 用电池、导线、磁体等材料，自制简易电动机，观察“换向器”的作用，记录实验过程与发现 42 物 究 其 理 物理融生活，留心皆新知 感谢聆听！ 43 $