8.2 磁场对电流的作用（教学课件）物理新教材教科版九年级上册

该初中物理课件聚焦“磁场对电流的作用”核心知识点，以无人机电动机转动现象导入提问，引导学生通过实验探究通电导体在磁场中受力及方向与电流、磁场方向的关系，再分析线圈转动及换向器作用，最终理解电动机原理和能量转化，构建连贯知识脉络。 其亮点在于以科学探究为主线，通过控制变量法实验（如改变电流或磁场方向观察导体运动）培养科学思维，结合家庭电器、新能源汽车等实例深化物理观念。课堂小结系统梳理知识，典例与练习强化理解，助力学生掌握电磁知识，也为教师提供清晰教学框架。

物理九年级上册 •教科版 第八章 电磁相互作用 第2节 磁场对电流的作用 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 知道通电导体在磁场中受力；受力方向与电流、磁场方向有关；电动机原理：电能转化为机械能 02 科学思维 用控制变量法分析实验；推理线圈转动原理，区分电动机、发电机。 03 科学探究 完成磁场对电流作用实验，观察现象，分析受力方向的影响因素。 04 科学态度与责任 了解电动机应用；体会电磁技术对生产生活的作用。 教学重难点 教学难点 教学重点 1. 知道通电导体在磁场中会受到力的作用。 2. 明确通电导体受力方向与电流方向、磁场方向有关。 3. 掌握电动机的工作原理以及能量转化（电能转化为机械能）。 1. 分析线圈在磁场中不能持续转动的原因。 2. 理解换向器的结构与作用，明白线圈连续转动的原理。 课堂引入 参加过无人机比赛吗？无人机的每对旋翼上都装着一个小电动机。接通电源，电动机立刻转动起来，并带动旋翼旋转。电动机是一种应用广泛的机械，家中许多电器就是由它来驱动的。电动机为什么能够转动呢？ 知识点1 磁场对通电导线的作用 知识点1：磁场对通电导线的作用 磁体周围存在磁场 通电直导体周围存在磁场 　　通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？ 知识点1：磁场对通电导线的作用 ① 闭合开关，观察直导体ab如何运动。 ② 改变电流方向或改变磁场方向，观察直导体ab如何运动。 知识点1：磁场对通电导线的作用 通电导线在磁场中受力 知识点1：磁场对通电导线的作用 实验表明：通电导体在磁场中受到力的作用。力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。 1、2说明导体受力方向与电流的方向有关。 1. 2. 3. 2、3说明导体受力方向与磁场的方向有关。 从能量角度来看，磁场对电流的作用，表明电能可以转化为机械能。 【典例】1.在“探究电动机为什么会转动”的实验中。 (1)我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在__________，磁体会对通电导体产生力的作用吗？ (2)如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间，闭合开关前，导体静止不动，闭合开关后，导体__________，说明磁场对通电导体有力的作用。 (3)断开开关，将图中磁体的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与__________有关。 磁场 知识点1：磁场对通电导线的作用 运动 磁场方向 【典例】1.在“探究电动机为什么会转动”的实验中。 (4)断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向__________，说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。 (5)如果同时改变磁场方向和电流方向，_______（选填“能”或“不能”）确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。 相反 知识点1：磁场对通电导线的作用 不能 【答案】(1)磁场 (2)运动 (3)磁场方向 (4)相反 (5)不能 【详解】（1）由奥斯特实验可知，通电导体周围存在磁场，则磁体可能会对通电导体产生力的作用。 （2）将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间，闭合开关前，导体静止不动，闭合开关后，发现通电导体ab在金属轨道上发生了运动，由于力是改变物体运动状态的原因，故说明磁场对通电导体具有力的作用。 （3）将磁体的N、S极对调（即改变了磁场方向），会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。 （4）将电源的正、负极对调（即改变了通电导体中的电流方向），会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，这说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。 （5）根据控制变量法可知，实验时只改变其中一个因素，而保持另一个因素不变，才能确定该因素对通电导体受力方向的影响。如果同时改变磁场方向和电流方向，不符合控制变量法，故不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。 知识点1：磁场对通电导线的作用 知识点2 让线圈在磁场中转起来 知识点2：让线圈在磁场中转起来 1873 年，在一次博览会上，一位工作人员很偶然地把两台发电机连在一起，一台发电机产生的电流通过了另一台发电机的线圈，后一台发电机竟转动了起来。 这一偶然发现表明，电动机和发电机应该有类似的结构，可以把通电线圈放在磁场中，使之转动，从而将电能转化为机械能。 知识点2：让线圈在磁场中转起来 拿出我们做的小发电机，接通电源，让电流通过线圈。看一看线圈能否持续转动。 磁场对通电线圈的作用 知识点2：让线圈在磁场中转起来 怎样才能使线圈持续转动呢？ 当线圈处在这个位置时，ab 边和 cd 边中的电流方向相反，所以受到的力的方向相反且不在同一条直线上，从我们这个角度看去，线圈将顺时针转动。 当线圈转过这个平衡位置时，线圈受到的两个力将阻碍它沿原方向继续转动，所以线圈不能持续转下去。 知识点2：让线圈在磁场中转起来 上面的分析表明，如果在线圈刚转过平衡位置时，立即改变线圈中的电流方向，那么，由于受力方向改变，线圈就可以按原来的方向继续转动。这样，每当线圈刚转过平衡位置，就改变一次电流方向，线圈就可以不停地转动下去了。 换向器 【典例】1.如图所示，使线圈位于磁体两磁极间的磁场中，线圈所处的空间磁场强弱恒定不变。 (1)使线圈静止在图甲位置上，闭合开关，通电后cd段导线所受磁场力的方向与 ab段导线所受磁场力的方向___________（选填“相同”或“相反”），其理由是：磁场方向相同，___________。 (2)如图乙所示，线圈转过平衡位置后，ab、cd段导线所受磁场力的方向___________（选填“不变”或“改变”），所以线圈不能持续转动。 相反 知识点2：让线圈在磁场中转起来 电流方向相反 不变 【典例】1.如图所示，使线圈位于磁体两磁极间的磁场中，线圈所处的空间磁场强弱恒定不变。 (3)图丙中的线圈可以持续转动，是因为它加装了___________，该装置能在线圈___________（选填“刚转到”“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。 (4)通电线圈在磁场中转动过程中，将电能主要转化为___________能。 换向器 知识点2：让线圈在磁场中转起来 机械 刚转过 【答案】(1) 相反 电流方向相反 (2)不变 (3) 换向器 刚转过 (4)机械 【详解】（1）[1][2]由于ab、cd通过的电流方向相反，而磁场方向相同，所以所受的磁场的作用力的方向相反。 （2）电流方向和磁场方向均未变，ab、cd段受力方向不变。此时ab段在右侧，cd段在左侧，由于受力方向未变，阻碍了线圈继续转动。 （3）[1][2]加装了换向器，让线圈刚转过平衡位置便改变电流的方向，从而改变受力方向，使线圈能够持续转动。 （4）在电动机工作过程中，通电线圈在磁场中受到力的作用，这个力使得线圈产生转动，从而将电能转化为机械能。 知识点2：让线圈在磁场中转起来 知识点3 电动机与人类文明 知识点3：电动机与人类文明 电动机是第二次科技革命中最重要的发明之一。 电动机有极其广泛的应用。在家庭中，从手机、计算机、电风扇、空调器，到电动牙刷、微波炉、抽油烟机、电冰箱、洗衣机，甚至各种电动玩具都离不开电动机。 知识点3：电动机与人类文明 在工厂中，从水泵、起重机、机床，到电梯、自动化生产流水线，都是由电动机驱动的。 大型轮船推进器里的电动机 柔性自动生产线是由计算机统一控制多台电动机，使机械手按程序完成换刀、控制切削和物料运输等操作 现代化的汽车生产流水线上，大量的装配机械手靠电动机完成上万个零件的组装 电梯里的电动机 知识点3：电动机与人类文明 电动机是各种新能源交通工具的心脏。从电动自行车、电动汽车，到“复兴号”电力动车组，其驱动系统的核心部件均是电动机。一辆新能源汽车便应用了几十台电动机。 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 探究新知 1.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 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。 故选B。 课堂练习 探究新知 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。下列分析正确的是（    ） A．该装置工作原理是电流的磁效应 B．该装置工作时，将机械能转化为电能 C．当线圈转动至平衡位置时，它会立即停止转动 D．若仅将电源正负极对调，线圈将逆时针转动 【详解】A．直流电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，不是电流的磁效应，故A错误； B．直流电动机工作过程中，消耗电能，获得机械能，是将电能转化为机械能，故B错误； C．当线圈转动至平衡位置时，由于惯性会转过平衡位置，通过换向器改变电流方向，线圈会继续转动，而不是立即停止，故C错误； D．若仅将电源正负极对调，也就是仅改变线圈中的电流方向，线圈受力方向改变，将逆时针转动，故D正确。 故选D。 D 课堂练习 探究新知 3. 在研究“磁场对通电导体的作用”的实验中： (1)如图甲所示，把金属杆放在磁场里，闭合开关，观察到金属杆向右运动，利用此现象原理人们制成了_______（选填“电动机”或“发电机”）； (2)改变磁场方向或电流方向，观察到的实验现象记录在表格中。分析第___________（填两个实验序号）次数据可知，通电金属杆在磁场中受力方向与磁场方向有关。 (3)如图乙所示，闭合开关，让金属杆做切割磁感线运动，此时金属杆_______（选填“会”或“不会”）受到力的作用。 电动机 实验序号 1 2 3 4 磁场方向 向下 向上 向下 向上 电流方向 运动方向 右 左 左 右 1、2/3、4 会 课堂练习 探究新知 【答案】(1)电动机 (2)1、2/3、4 (3)会 【详解】（1）把金属杆ab放在磁场里，闭合开关，观察到金属杆ab向右运动，说明磁场对通电导线有力的作用，这就是电动机工作的原理。 （2）研究通电金属杆在磁场中受力方向与磁场方向的关系，必须控制通电导体电流的方向相同，改变磁场的方向。从表格中可以看出，序号 1、2 两组或 3、4 两组实验的电流方向相同，磁场方向不同，受力方向不同，因此选择 1、2或 3、4，分析这两次数据可知，通电金属杆受力方向与磁场方向有关。 （3）闭合开关，让金属杆cd做切割磁感线运动，会产生感应电流，此电流会通过金属杆ab；由于金属杆ab处于磁场中，根据“磁场对通电导体有力的作用”，所以金属杆ab会受到力的作用。 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf58.7.100 100111021000101210101002100010021010010210000012100011121001111210011102 Lavf59.16.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v1.0.1 $