20.4 电动机 课件-2025-2026学年九年级物理全一册人教版

该初中物理课件聚焦“磁场对通电导线的作用”及电动机原理，以极光现象和生活中电动机应用导入，通过实验探究构建“现象-探究-规律-应用”学习支架，衔接磁现象与电磁作用知识。 其亮点在于以实验探究为核心，用控制变量法分析受力方向与电流、磁场方向的关系，结合例题及扬声器原理拓展，培养科学探究与科学思维能力。帮助学生形成相互作用与能量观念，激发实践兴趣，教师可提升教学针对性与效率。

20.4电动机 第二十章 磁现象 RJ 九年级 全一册 （2024） 在地球南北极附近的高纬度地区，人们常常可以看到一种奇异的自然现象：巨大的天幕似乎被染上了各种颜色；这些颜色还会不断变化，从紫色到黄绿色，直至橘红色，耀人眼目。 这是天上的画家在挥笔作画，还是盛装的少女手持彩练在空中载歌载舞？古人对这种现象进行了种种猜测，直到近代，才有了科学的解释。科学家把这种现象叫作极光。极光的发生与地球的磁场有密切关系。 学习目标 1.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。了解直流电动机的基本构造、工作原理和涉及的能量转化。 2.经历研究通电导线在磁场中受力方向的分析过程，培养归纳推理能力。 3.经历使通电线圈在磁场中连续转动的探究过程，培养解决问题的能力。 4.通过对电动机的学习，体会物理知识在生产实践中的重要作用，激发学习物理的兴趣。 导入新课 电力机车、电梯、电风扇、冰箱、洗衣机、机器人，以及各种电动玩具都离不开电动机。电动机已经应用在现代社会生产生活的各个方面。给电动机通电，它就能够转动。这是为什么？ 一、磁场对通电导线的作用 磁体在磁场中会受到力的作用。磁体间通过磁场相互作用，通电导线周围有磁场，那么通电导线是不是也会在磁场中受到力的作用呢？ 一、磁场对通电导线的作用 改变电流方向。 改变磁场方向。 尽量选择轻质、光滑的导体棒，减小与金属轨道间的摩擦；导体棒不能由铁、钴、镍等磁性材料制作，以免影响实验。 控制变量法 一、磁场对通电导线的作用 演示内容 操作 现象 结论 磁场方向一定，通电导体棒受力方向与电流方向的关系。 保持磁场方向不变，改变电流方向，观察导体棒的运动方向。 电流方向一定，通电导体棒受力方向与磁场方向的关系。 保持电流方向不变，改变磁场方向，观察导体棒的运动方向。 金属棒这次向蹄形磁体外侧发生了运动。 说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关，当电流方向变得相反时，通电导体受力的方向也变得相反。 金属棒向蹄形磁体内侧发生了运动。 说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关，当磁场方向变得相反时，通电导体受力的方向也变得相反。 现象及分析的结论 一、磁场对通电导线的作用 一、磁场对通电导线的作用 实验表明，通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关系，当电流的方向或者磁场的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。 一、磁场对通电导线的作用 当电流的方向和磁场的方向同时变得相反时，通电导线受力的方向不变。 例题1：如图所示的实验装置是用来探究__________________________(选填“电流的磁效应”或“磁场对通电导线的作用”)的。利用该实验装置，同学们进行了如下操作： 磁场对通电导线的作用 (1)将导线ab放在磁场中，接通电源，让电流流过导线ab，会观察到导线ab向右运动；保持磁场方向不变，如果把电源正、负极对调后接入电路，会观察到导线ab向左运动。上述现象说明： ①通电导线在磁场中受到______的作用； ②通电导线在磁场中受力方向与____________有关。 力 电流方向 (2)在(1)中，若不对调电源正、负极，将蹄形磁体N、S极对调，会观察到导线ab向左运动。这个现象说明：通电导线在磁场中的受力方向与____________有关。 (3)在(1)中，若将磁场方向和电流方向同时改变，会观察到导线ab仍向右运动，说明同时改变磁场方向和电流方向________(选填“能”或“不能”)改变通电导线在磁场中的受力方向。 磁场方向 不能 一、磁场对通电导线的作用 实验现象 现象分析 发现线圈并没有运动。 这是由于线圈上、下两个边受力大小一样、方向却相反。这个位置是线圈的平衡位置。 如图20.4-3 所示，使线圈位于磁体两个磁极间的磁场中。 1. 使线圈静止在图乙所示位置上，闭合开关。 电流大小、磁场强弱相同。 磁场方向相同，电流方向相反。 一、磁场对通电导线的作用 2. 使线圈静止在图甲所示位置上，闭合开关。 实验现象 线圈受力沿顺时针方向转动，并由于惯性而越过平衡位置，但不能继续转下去，最后要返回平衡位置。 线圈为什么会返回呢？ 当线圈由于惯性越过平衡位置后，线圈中电流的方向没有改变，但线圈在磁场中的位置发生了变化，导致两个边受到的安培力方向也随之改变。其受到的磁场力会变为阻碍转动的阻力，迫使线圈减速并反向转动，最终回到平衡位置。 一、磁场对通电导线的作用 3. 使线圈静止在图丙所示位置上，这是线圈冲过平衡位置以后所到达的地方。闭合开关。 实验现象 现象分析 线圈逆时针转动。 说明线圈在这个位置所受的力阻碍它沿顺时针方向转动。 一、磁场对通电导线的作用 线圈不能连续转动，是因为线圈越过了平衡位置以后，受到的力阻碍它的转动。 如果在线圈越过了平衡位置后，设法改变线圈中电流的方向，线圈将会继续转动下去。 如何改变线圈中电流的方向呢？ 一、磁场对通电导线的作用 实际的电动机可以通过换向器来实现这一目的。 换向器的构造如图20.4-4 所示。 一、磁场对通电导线的作用 两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两个半环中间断开，彼此绝缘。 A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。 这样，无论线圈的哪个边，只要它处于靠近磁体S极的一侧，其中的电流就是从读者这边朝纸内的方向流去，这时它的受力方向总是相同的，线圈就可以不停地转动下去了。 一、磁场对通电导线的作用 例题2：如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动。要使线圈逆时针转动，下列方法中可行的是( ) A．只改变电流大小 B．只改变电流方向 C．对换磁极同时改变电流方向 D．换用磁性更强的磁体 B 例题3：电动机的工作原理是_________________________。如图所示为电动机的工作原理图，图中分别与线圈两端相连，而又彼此绝缘的两个铜半环A和B叫__________，它能在线圈刚转过平衡位置时________________________；电动机在工作时将______能转化为________能。 磁场对通电导线有力的作用 换向器 改变线圈中电流的方向 电 机械 二、电动机的基本构造 电动机主要由线圈和磁体两部分组成，能够转动的部分叫作转子，固定不动的部分叫作定子。 定子通常由磁体或电磁铁构成，是固定部分，提供磁场； 转子一般是线圈，在磁场中受力转动。 二、电动机的基本构造 实际的电动机都有多个线圈，每个线圈都接在一对换向片上，以保证每个线圈在转动的过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动（图20.4-5）。 二、电动机的基本构造 科学世界 科学世界 工作原理：利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作。与电动机原理相同。 例题4：认识电动机的基本构造，填写各部分的名称。 (1)A：________； B：________； C：________； D：________。 (2)将图中电动机的部件和功能匹配。(填序号) ______接通电流并转换电流的方向。 ______接触换向器上的金属环，接通电流。 ______将电流转化为磁力。 ______与线圈的磁力产生作用，推动线圈旋转。 磁体 线圈 换向器 电刷 C D B A 1．磁场对通电导线的作用：通电导线在磁场中会受到________的作用，力的方向与________的方向和________的方向有关。 2．电动机 (1)原理：________________________________。 (2)构造：电动机主要由________和________两部分组成，能够转动的部分叫作________，固定不动的部分叫作________。 (3)换向器的作用：每当线圈刚转过____________时，自动改变通入线圈中的____________，使线圈始终沿着同一个方向连续转动。 (4)能量转化：________能转化为________能。 力 电流 磁场 课堂小结 通电线圈在磁场中受力转动 线圈 磁体 转子 定子 平衡位置 电流方向 电 机械 $