第四节 电动机（教学课件）物理新教材鲁科版（五四学制）九年级下册

该初中物理课件聚焦“电动机”核心内容，系统阐述磁场对通电导线的作用、线圈转动规律及换向器原理，通过“生活中的电动机”问题导入，以实验探究为支架，逐步揭示电磁学基本规律与电动机工作机制。 其亮点在于融合31张图片、6个动图视频及4个教学视频，直观呈现实验现象；以科学探究为主线，通过猜想假设、实验设计、分析论证培养科学思维，结合生活应用实例与中考模拟题巩固物理观念，助力学生构建知识体系，也为教师提供高效教学支持。

物理九年级下册 •鲁科版(五四学制) 第4节 电动机 （本课件包含PPT35张；图片：31张；动图视频：6个；教学视频：4个） 第十八章 电与磁 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 知道通电导线在磁场中会受到力的作用，理解力的方向与电流方向、磁场方向的关系；了解电动机的基本构造和工作原理。 02 科学思维 通过分析实验现象，推理出通电导线在磁场中的受力规律，培养逻辑推理能力；从电动机模型理解物理建模思想。 03 科学探究 经历通电导体棒和通电线圈在磁场中运动的实验探究，提高观察、分析及归纳能力；通过操作实验，增强动手实践能力。 04 科学态度与责任 秉持实事求是的科学态度，认识电动机在生活中的广泛应用，体会物理知识的实用价值，激发对物理的探索兴趣。 教学重难点 教学重点 教学难点 通过实验观察，理解通电导线在磁场中会受到力的作用。 理解换向器如何改变电流方向使电动机持续转动。 我们的生活已经离不开电动机了，工厂、田野、学校、商场……电动机无处不在。 同学们，你能找出身边的电动机吗？为什么给电动机通电它就能转动？ 本节课我们就来研究相关问题。 课堂引入 一. 磁场对通电导线的作用 1.磁场对通电导线的作用： （1）提出问题： 通电导线在磁场中是否受到力的作用？如果受到力的作用，力的方向与什么因素有关？ （2）猜想与假想： 通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向可能与磁场的方向、导体中电流的方向有关。 探究新知 一. 磁场对通电导线的作用 1.磁场对通电导线的作用： （3）实验器材： 电源、开关、导线、滑动变阻器、导体棒、金属导轨等。 （4）实验装置图： 探究新知 一. 磁场对通电导线的作用 1.磁场对通电导线的作用： （5）实验步骤： 如图把导线ab放在磁场里，瞬间接通电路，让电流通过导线ab，观 察它是否运动。 把电源的正、负极对调后接入电路，使通过导线ab的电流方向与原 来相反，观察导线ab的运动方向。 探究新知 I I 一. 磁场对通电导线的作用 1.磁场对通电导线的作用： （5）实验步骤： 保持导线ab中的电流方向不变，把蹄形磁体上下磁极调换一下，使磁场方向与原来相反，观察导线ab的运动方向。 同时改变导线ab中的电流方向和磁场方向，观察导线ab的运动方向。 探究新知 I I S N I 一. 磁场对通电导线的作用 1.磁场对通电导线的作用： （6）实验结论： 实验表明，通电导线在磁场中会受到力的作用，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反向时，通电导线受力的方向也变得相反。 如果电流的方向和磁场的方向都变得相反，通电导线受力的方向则不变。 探究新知 一. 磁场对通电导线的作用 1.磁场对通电导线的作用： 探究新知 一. 磁场对通电导线的作用 2.磁场对通电线圈的作用： （1）提出问题： 上述实验中的直导线运动一段距离就会离开磁场，很难持续地运动。如果把一个通电线圈放在磁场中，它又会怎样运动呢？ 探究新知 一. 磁场对通电导线的作用 2.磁场对通电线圈的作用： （2）实验方法： 如图，使线圈位于磁体两极间的磁场中。使线圈静止在图乙位置上，闭合开关，观察线圈的转动情况。 使线圈静止在图甲位置上，闭合开关，观察线圈的转动情况。 使线圈静止在图丙位置上，闭合开关，观察线圈的转动情况。 探究新知 一. 磁场对通电导线的作用 2.磁场对通电线圈的作用： （3）分析论证： 使线圈静止在图乙位置，闭合开关，会发现线圈并没有运动。这是因为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。 使线圈静止在图甲位置，闭合开关，线圈受力沿顺时针方向转动，能靠惯性越过平衡位置，但不能继续转下去，最后要返回平衡位置。 使线圈静止在图丙位置，这是刚才线圈冲过平衡位置以后所能到达的位置。闭合开关，线圈沿逆时针方向转动，说明线圈在这个位置所受到的力是阻碍它沿顺时针方向转动的力。 探究新知 一. 磁场对通电导线的作用 2.磁场对通电线圈的作用： （4）实验结论： 通电线圈在磁场中会受力而转动，但不能持续转动。 （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。） 探究新知 一. 磁场对通电导线的作用 3.换向器： 想一想：通电线圈不能连续转动，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？ 探究新知 一. 磁场对通电导线的作用 3.换向器： 直流电动机是通过换向器来实现这一目的的。 （1）换向器结构： 两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，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。 探究新知 一. 磁场对通电导线的作用 3.换向器： （2）换向器作用： 当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。 探究新知 【答案】 通电直导线 电动机 通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关 【详解】[1][2]通电导体在磁场中受到力的作用，铝棒在磁场中，闭合开关，铝棒中有电流，铝棒由静止向左运动，说明磁场对通电导体有力的作用。电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用这一原理制成的。 [3]对调电源正、负两极，改变了导体中电流的方向，再次闭合开关，铝棒将向右运动；该步骤是验证通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关的猜想。 【例题1】（2025·江苏盐城·一模）如图所示的实验中，闭合开关，观察到铝棒向左运动，这说明磁场对 有力的作用，利用这一原理可以制成 机；断开开关，对调电源正、负两极，重新接入电路，再次闭合开关，观察到铝棒向右运动，该步骤是验证 的猜想。 课堂小练 【答案】 偏转 见解析 【详解】[1][2]地球本身是一个大磁体，地球的周围存在磁场，带电粒子流经过地球时会形成电流，受到地磁场力的作用而发生偏转。 【例题2】（2025·河南驻马店·一模）在2024年5月份，太阳发出的太阳风暴是自2003年以来影响地球最强烈的一次。如图所示，太阳风是从太阳发出的带电粒子流。地磁场可以使大部分带电粒子流在经过地球时发生 （选填“偏转”或“不偏转”），从而保护地球，原因是 。 课堂小练 【答案】D 【详解】A．电路中M与Q都并联在干路中，所以电路中M处的电流等于Q处的电流，故A错误； B．闭合开关后，AB段导体受到向上的磁场力，电流方向是A到B。因为是并联，那么CD段导体中电流方向是C到D，可判断出CD段导体受到磁场力的方向也向上，故B错误； C．因为AB段和CD段受到的磁场力方向相同，所以一定不发生转动，故C错误； D．若只将电源正负极对调，电流方向会反向，那么CD段导体中电流方向变为D到C，根据受力方向与电流方向的关系，可知CD段受到磁场力的方向一定向下，故D正确。 【例题3】（2025·广东广州·一模）如图所示，在磁场中的矩形铜线框处于静止状态。闭合开关后，AB段导体受到向上的磁场力，则（　　） A．电路中M处的电流大于Q处的电流 B．CD段导体受到磁场力的方向向下 C．矩形铜线框一定发生转动 D．若只将电源正负极对调，CD段受到磁场力的方向一定向下 课堂小练 二. 生活中的电动机 1.电动机的概念： 能够把电能转化为机械能的装置。 2.电动机的结构： 电动机主要有磁极、线圈、换向器和电刷构成；能够转动的部分叫作转子，固定不动的部分叫作定子。 探究新知 换向器 转子 二. 生活中的电动机 3.电动机的优点： 电动机构造简单、控制方便、体积小、效率高、无污染、功率可大可小，广泛应用在社会生活中。 4.生活中的电动机： 生活中，许多用电设备中都用到电动机，例如电吹风、电风扇、洗衣机、剃须刀、空调等都用到了电动机。 探究新知 【答案】 不被吸引 电动机 相反 【详解】[1]磁铁可以吸引含有铁、钴、镍的物体，当小明将强磁铁靠近铜丝时，观察到的现象是铜丝不被吸引。 [2]小明将几种材料组合成了如图2所示的装置，发现铜线圈快速地转动起来，此时通电的铜线在磁场中受力的作用工作，19世纪的科学家根据这个原理制成了电动机，而发电机的工作原理是闭合电路中的部分导体切割磁感线产生感应电流。 [3]若调换强磁铁的磁极，铜线圈受到的磁力方向改变，铜线圈转动的方向与原来相反。 【例题4】（（2025·陕西咸阳·二模）小明周末在家发现了如图1所示的材料，当小明将强磁铁靠近铜丝时，观察到的现象是铜丝 （选填“被吸引”或“不被吸引”）。小明将几种材料组合成了如图2所示的装置，发现铜线圈快速地转动起来，19世纪的科学家根据这个原理制成了 （选填“电动机”或“发电机”）；若调换强磁铁的磁极，铜线圈转动的方向与原来 。 课堂小练 【答案】D 【详解】A．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，不是电磁感应，故A错误； B．图中线圈与磁感线的方向平行，没有处于平衡位置，故B错误； C．电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，但也有少部分转化为内能，故C错误； D．若改变电源方向，也就是改变了线圈中的电流方向，线圈受力方向改变将逆时针转动，故D正确。 【例题5】（2025·江西抚州·二模）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，下列分析正确的是（　　） A．该装置工作原理是电磁感应原理 B．图中线圈正好处于平衡位置 C．该装置工作时，将电能全部转化为机械能 D．若改变电源方向，线圈将逆时针转动 课堂小练 【答案】C 【详解】A．电磁铁具有吸引铁、钴、镍等磁性材料的性质，而铝不是磁性材料，所以铝制的曲别针不会被电磁铁吸引，故A错误； B．电磁铁的磁场分布与条形磁体相似，两端磁性最强，中间磁性最弱，所以电磁铁两端吸引的曲别针比中间多，故B错误； C．电磁铁的磁场的方向与电流的方向有关，改变电流方向，电磁铁的磁场方向改变，故C正确； D．电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关，在电流和铁芯相同的情况下，线圈匝数越多，磁性越强，吸引曲别针的数量越多，减少线圈匝数，电磁铁磁性减弱，吸引曲别针数量减少，故D错误。 【例题3】（2025·内蒙古呼和浩特·一模）在实践活动中，同学们用一根导线和一枚铁钉制作了一个如图所示的电磁铁。在其周围放一些曲别针，通电后对有关现象分析正确的是（　　） A．铝制的曲别针会被电磁铁吸引 B．电磁铁两端吸引的曲别针比中间吸引的少 C．改变电流方向，可改变电磁铁的磁场方向 D．减少线圈匝数，电磁铁吸引曲别针数量增加 课堂小练 课堂小结 课堂小结 【答案】 有 电动机 【详解】[1][2]当导线中有电流经过时，处于磁场中的导线会受到力的作用而发生运动；将一个蹄形磁体缓慢靠近，导线向靠近磁体的方向运动，这说明导线中有电流；利用通电导体在磁场中受力而运动的原理，可以制成电动机，给电动机的线圈通电，线圈能在电动机的磁场中转到。 1.（2025·山东济南·二模）如图，一个不能打开的盒子外露出一段导线，小明为判断其中是否有电流，将导线悬挂起来，并将一个蹄形磁体缓慢靠近，发现导线向靠近磁体的方向运动，说明导线中 （选填“有”或“无”）电流，利用此原理可制成 （选填“电动机”或“发电机”）。 课内知识通关 【答案】B 【详解】A．将A、B两端对调，只是改变了导体的方向，电流方向不变，不会改变运动方向，故A不符合题意； B．将蹄形磁体的N、S极对调，只改变一个影响因素（磁场方向），受力运动方向改变，故B符合题意； C．将变阻器的接线位置对调，改变了电路中的电流，导线的运动速度变化，不会改变运动方向，故C不符合题意； D，将开关S的接线位置对调，不会有任何改变，故D不符合题意。 2.（2025·四川成都·二模）小周用如图所示的实验装置探究磁场对电流的作用。闭合开关S，原本静止的轻质硬直导体AB水平向右运动。要使导体AB水平向左运动，下列措施可行的是（　　）   A．将导体AB的两端对调 B．将磁体的N、S极对调 C．将变阻器的接线位置对调 D．将开关S的接线位置对调 课内知识通关 【答案】 机械 不改变 半周 【详解】[1]直流电动机工作时，消耗电能，获得机械能，所以把电能转化为机械能。 [2]直流电动机的转动方向与磁场方向和电流方向有关，当同时改变直流电动机的磁场和电流方向时，它的转动方向不改变。 [3]将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用而转动，另一个半周没有电流通过，利用惯性转动，从而能使线圈连续转动。如果两端都全部刮掉，线圈转过半周后受力方向改变，会阻碍转动，不能连续转动。 3.（2025·广东珠海·三模）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”）。 课内知识通关 【答案】C 【解析】A．该图是奥斯特实验，探究的是电流的磁效应，故A不符合题意； B．该图是电磁继电器，属于电磁铁的应用，故B不符合题意； C．当开关闭合时，放在磁场中的导体会在磁场力的作用下运动起来，探究的是磁场对通电导线的作用，故C符合题意； D．导体与电流计相连，在闭合回路中当导体棒AB在磁场中做切割磁感线运动时，电流计中会有电流通过，探究的是电磁感应现象，故D不符合题意。 故选C。 4.（2024·四川乐山）下列四幅图中，探究“磁场对通电导线的作用”的是（　　） 课内知识通关 【答案】AC 【解析】 AB．电动机的工作原理是，通电导体在磁场中受力的作用，所以电动机主要由磁体和线圈组成，工作时主要把电能转化为机械能，故A正确，B错误； C．通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关，磁场方向不变，对调电源正、负极，可改变线圈中的电流方向，所以能改变电动机的转动方向，故C正确； D．根据焦耳定律可知，电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻有关，故D错误。 故选AC。 5.（2024·广西）（多选）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、负极可以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 课内知识通关 【答案】 磁场 振动 【详解】[1][2]通电导体在磁场中受到力的作用。如图，扬声器中有磁体和线圈，线圈处在磁体周围的磁场之中；将扬声器的线圈一端连接电源负极，另一端与电源正极不断碰触，线圈中会产生断断续续的变化的电流，变化的电流通过绕圈，使其在磁场中受到变化的力，从而带动锥形纸盆振动而发声。 6.（2025·黑龙江哈尔滨·三模）如图所示，将扬声器的线圈一端连接电源负极，另一端与电源正极不断碰触，会听到扬声器发出“咔咔”的响声，这是因为变化的电流通过绕圈，使其在 中受到变化的力，从而带动锥形纸盆 而发声。 课内知识通关 作业布置 1.基础性作业：完成课本P62中的1-6小题。 2.拓展性作业：在互联网上查阅电动机的应用还有哪些？ 谢谢聆听 谢谢聆听 磁场对通电导线力的作用 Lavf59.27.100 Lavf57.77.100 Lavf57.41.100 $