16.3 磁场对电流的作用 电动机 课件-2025-2026学年苏科版物理九年级下学期

该初中物理课件聚焦“磁场对电流的作用及电动机”，从观察电动玩具电动机组成入手，通过“试一试”引导学生猜想，逐步展开磁场对直导线、线圈的作用实验，最终构建电动机工作原理（含换向器）及能量转化（电能→机械能）的物理观念，形成从生活到科学的学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，通过活动16.6分三步实验（通电直导线受力、改变电流/磁场方向观察运动）培养科学推理能力，活动16.7分析线圈平衡位置及换向器作用渗透模型建构思维，结合电动交通工具、扬声器等生活应用强化社会责任。学生在动手实验中深化物理观念，教师可借助清晰的实验逻辑与生活联系提升教学效率。

苏科版（2024）九年级上册物理 第十六章 电和磁 第 三 课 磁场对电流的作用 电动机 第 1 课 外壳 磁体 转轴 线圈 小电动机中有磁体和线圈，电动机在 时才会转动，这说明什么? 猜想： 这可能说明通电的导线在磁场中会受到力的作用。 通电 活动16.5 观察电动玩具中的电动机 试一试，怎样使电动机转动起来? 活动16.6 观察磁场对通电直导线的作用 做一做 1. 给直导线(铝棒)通电，观察它的运动情况。 【实验现象】 通电后，直导线由静止变为运动 【实验结论】 1.磁场对通电导体有力的作用。 力的方向和哪些因素有关呢？ 2.磁场对电流的作用力的方向与电流方向和磁场方向有关 2. 改变直导线中的电流方向，观察直导线的运动情况。 电流方向 磁场方向 3. 将磁极对调，改变磁场的方向，观察直导线的运动情况。 2.只改变电流方向，导体的受力方向 ； 改变 3.只改变磁场方向，导体的受力方向 ； 改变 法国物理学家安培通过大量实验 电流在磁场中一定会受到力的作用吗？ 磁场对通电直导线的作用 当电流方向和磁场方向平行时，通电导线不受力的作用 【注意事项】 导线用铝棒好处： ① 不能被磁化，避免受到蹄形磁体的作用力而影响现象的观察； ② 密度小，相同体积时质量小，受力后运动状态容易发生改变，实验现象较明显；电阻率较小，电阻值较小，电流较大，实验现象较明显。 本质：将电能转化为 。 机械能 活动16.7 观察磁场对通电线圈的作用 做一做 用漆包线绕成线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，如图16-30所示。闭合开关，线圈将会怎样运动? 通电线圈开始转动，随后静止。 【实验现象】 想一想 磁场中的通电线圈为什么不会持续转动下去。 为什么要把导线做成线圈？ 增加磁场中导线受力长度，增大受力 分析通电线圈为什么不能持续转动 (a) 通电线圈在磁场力 F₁、F₂ 的作用下开始顺时针旋转。 A B D C 通电线圈四个边在磁场中都受力吗？ AB、CD的受力分别有什么关系？ AD、BC不受力；AB、CD受力 大小相等、方向相反 (b) 当通电线圈转到平衡位置时，它受到的磁场力F₁、F₂相互平衡。这时由于惯性，线圈还会继续转动。 1.此位置受力有什么特点？ 2. 会停止转动吗？为什么？ 合力为0 不会 惯性 当线圈平面和磁感线垂直时,线圈四边受到两对平衡力作用，这个位置叫平衡位置 (c) 通电线圈越过平衡位置后，磁场力会使它逆时针旋转 【分析】： 线圈越过平衡位置后，受力方向未改变，但转动效果改变。 (d) 最终，通电线圈静止在平衡位置 怎样才能使通电线圈在磁场中持续转动? 在线圈处于平衡位置后，改变电路中的电流方向，则受力方向改变，转动效果改变，所以线圈将会持续转动下去。 由上述分析可知，当线圈刚转过平衡位置时，如果立即改变其中的电流方向，那么通电线圈就能在磁场力的作用下继续转动。 未改变电流方向 改变了电流方向 如何切换电流方向呢？ 换向器 换向器 电刷 组成：两个铜制半圆环。 彼此绝缘的两个半圆环 作用： 当通电线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动下去。 一对与电源连接的电刷 (b) 线圈转到平衡位置时，无电流通过， 它依靠惯性继续转动 直流电动机的原理 这种电动机用直流电源供电，叫做直流电动机。 （1）原理：通电导体在磁场中受力而运动（磁场对电流的作用）。 （2）能量转化： 转化为 。 电能 机械能 （3）结构组成： 。 线圈、换向器、磁体、电刷 （4）应用：电风扇 玩具中的直流电动机就是按图16-32所示的原理工作的。 活动16.8 安装直流电动机模型 线圈匝数决定 磁场中导线长度 1.改变通过线圈的电流方向，线圈的转动方向是否改变? 变一个，转向变 同时变两个，转向不变 2.将蹄形磁体的两个磁极对调，改变线圈所在处的磁场方向，线圈的转动方向是否改变? 电流方向 磁场方向 如图16-34所示，电动自行车、电动汽车和高速列车等，都是利用电力驱动的交通工具，即它们都是由电动机提供动力的。 生活•物理•社会 用电力驱动的交通工具 与传统的依靠燃烧煤、汽油等化石燃料提供动力的交通工具相 比，用电力驱动的交通工具，无有害气体排放、散热少、噪声小、 能源利用效率高。它们的普及有力推动了现代化绿色交通的变革性 发展。此外，用电力驱动的交通工具还有启动快、制动灵敏等特点。 电动汽车电源的容量是决定汽车续航能力的关键因素之一。目前，我国电动汽车的蓄电池性能和产能水平均居世界前列，有力地支持了我国乃至世界电动汽车业的发展。 高速列车在轨道上运行，可以通过固定电网供电。高速列车几乎每节车厢都装有电动机，既能提高运行速度，又能解决因某一电动机发生故障而影响整体运行的问题。 近年来，磁悬浮列车的研制异军突起。它是利用磁极间相互作用的原理设计的。强大的电流通过电磁铁产生强大磁场，使列车悬浮在轨道上，从而减小阻力，让列车在电磁力作用下高速运行。据报道，2023年3月，我国自主研制的首套高温超导电动悬浮全要素试验系统(图16-35)在长春完成首次悬浮运行，标志着我国在高温超导电动悬浮领域实现重要技术突破。 扬声器：如图所示，当线圈中通有电流时，线圈受到磁场的作用而运动；当线圈中的电流反向时，线圈向相反的方向运动。线圈不断地带动纸盆来回振动，扬声器就发出了声音。 电动机应用 方法：①线圈接头处，一端绝缘漆全刮掉，另一端绝缘漆刮半圈。 ②把线头两端的漆各刮去半边，且在同侧。 简单直流电动机模型 方法二 效果：达到平衡位置，电路断开，线圈不受力，线圈由于惯性继续运动，直至再次达到平衡位置后电路接通，线圈受力继续加速运动。 磁场对电流的作用 磁场对电流 磁场对通电导体（电流）有力的作用 力的方向与电流方向有关、与磁场方向有关 直流电动机 结构及工作原理（换向器） 在磁场的作用下，将电能转化为机械能 课堂总结 左手定则 转速、转向影响因素 17 Lavf57.83.100 $