14.5 磁场对通电导线的作用力 课件-2025-2026学年北师大版物理九年级全一册

该初中物理课件围绕磁场对通电导线的作用力，聚焦电动机工作原理、换向器作用及动圈式扬声器工作过程。通过“通电导线在磁场中受力”激趣导入，结合磁体和通电线圈示意图，承接磁场、电流的磁场等前序知识，以问题链搭建学习支架，引导学生探究线圈转动现象及原理。 其亮点在于突出科学探究与科学思维，通过简易直流电动机制作、调试实践活动，让学生观察记录线圈转动，分析换向器“改变电流方向使线圈连续转动”的逻辑。结合视频解析电动机和扬声器原理，融入磁电式电表拓展阅读，助力学生形成物理观念，提升探究能力，也为教师提供结构化教学资源，有效落实核心素养培养。

14.5 磁场对通电导线的作用力 （北师大版）九年级 上 大单元知识框架 学习目标 1.物理观念：能说出电动机的工作原理、换向器的作用，描述动圈式扬声器的工作过程。 2.科学思维：能分析换向器“改变电流方向使线圈连续转动”的逻辑，区分电动机与扬声器原理的共性与差异。 3.科学探究：参与简易直流电动机的制作与调试，观察并记录线圈转动现象。 4.科学态度与责任：体会物理原理对技术发明的推动作用，形成关注物理技术应用的意识。 激趣导入 通电导线在磁场中受到力的作用 利用该原理可制成 电动机 磁体 通电线圈 任务一：电动机 如图所示: 绕制线圈：取一段细漆包线，绕成若干匝的矩形线圈，用漆包线的头和尾扎住线圈对边的中央，然后各伸出一定的长度作为转动轴。用砂纸除去线圈两个转动轴上的漆层。 组装固定：用金属丝做两个支架，固定在底板上。把矩形线圈的转动轴放在支架上，让线圈平面处于竖直方向。 简易直流电动机 让我们按照这个思路来做一个简易的直流电动机。 新知探究 支架间放一个永磁体，并且让一个磁极朝上。 将两个支架通过开关与电源的两极相连。 闭合开关后，会看到线圈开始转动，但是只能转动大约90°。 简易直流电动机 通电后线圈为什么会转动？ 又为什么不会连续地转动下去？ 怎样才能使线圈连续转动呢？ 新知探究 交流讨论： 通电线圈在磁场中受到方向相反的力，产生力矩而转动。 线圈转到平衡位置时，受力方向与运动方向相反，无法继续转动。 加装换向器（或半刮漆皮），在线圈过平衡位置时自动改变电流方向，使受力方向持续推动线圈转动。 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。 新知探究 8 换向器的作用： 新知探究 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。 新知探究 10 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。 新知探究 11 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。 新知探究 12 观看视频：电动机的工作原理 新知探究 对左图中的装置做一些改动：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。 新知探究 实践活动 简易直流电动机 改进简易电动机 再将线圈重新安装在支架上，通电后，用手捻一下，帮助线圈开始转动，看它是否会连续地转动下去，并说明其中的原理。 新知探究 实践活动 简易直流电动机 改进简易电动机 新知探究 科学窗：实际的电动机 实际使用的电动机具有更强劲的动力和更好的平稳性能，结构比较复杂，主要由定子和转子两部分组成，如图所示。 转子的线圈有许多组，并且是嵌在圆柱形铁芯上的，换向器是由许多对铜片组成的。定子由机壳和电磁铁（或永磁体）组成，转子安装在定子里。两个电刷是用石墨与铜粉压制而成的。 直流电动机的构造（示意图） 新知探究 根据供电电源的不同，电动机可分为直流电动机和交流电动机。 直流电动机常用在电力机车、公交电车、货运电瓶车、起重机和机床等方面。小型的直流电动机常用在电动玩具、计算机散热风扇、机械硬盘和智能机器人等方面。 交流电动机的应用更为广泛，如家用的电风扇、洗衣机、电冰箱等电器使用的都是交流电动机，农业生产中带动水泵和农产品加工机械的电动机也是交流电动机。 科学窗：实际的电动机 任务二：动圈式扬声器 通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向有关。如果通电导体中电流的方向不断变化，那么它在磁场中的受力方向也就不断发生变化，它就可以在磁场中往复运动。 收音机、电视机等设备中的一些扬声器（喇叭）就是根据这一原理制成的。 新知探究 观看视频：动圈式扬声器的构造及原理 动圈式扬声器及其构造 新知探究 有些耳塞式耳机也是动圈式的，构造和原理与上述扬声器基本相同，只是把大纸盆换成了小的音膜（如右图），由音膜振动发声。 耳塞式耳机的音膜 拓展阅读：磁电式电表 电表构造组成 固定部分 主要包括蹄形磁体、固定在两极间的圆柱形铁芯。 转动部分 包括可转动轻质铝框、线圈、转轴上的螺旋弹簧和指针。 磁电式电表的构造（示意图） 新知探究 拓展阅读：磁电式电表 线圈在磁场中的受力情况（示意图） 新知探究 核心工作原理 通电导线在磁场中受力转动 当电流通过线圈时，线圈在磁场中受到安培力的作用而转动，带动指针偏转。电流越大，受力越大，偏转角度也越大。 课堂小结 练习与应用 1.关于直流电动机的工作原理，下列说法正确的是（ ） 基于电磁感应现象 B. 基于通电导体在磁场中受力转动 C. 能量转化是机械能→电能 D. 不需要换向器也能连续转动 B 练习与应用 2.直流电动机中换向器的作用是（ ） 改变磁场的方向 B. 每转动半周，改变线圈中的电流方向 C. 增大线圈的受力大小 D. 固定线圈的转动轴 B 练习与应用 3.动圈式扬声器能发声的关键原因是（ ） 电流通过音圈时产生磁场 B. 音圈在磁场中受恒定方向的力 C. 电流方向变化导致音圈往复运动，带动纸盆振动 D. 永磁体对纸盆产生吸引力 C sdk_3110(22F791) $