资源简介

(共44张PPT)
幻灯片 1：标题页
8.2 磁场对电流的作用
副标题：电能转化为机械能的桥梁
授课对象：初中物理学生
授课时长：45 分钟
核心目标：认识磁场对电流的作用现象，掌握影响受力方向的因素，理解电动机的工作原理
幻灯片 2：导入 —— 磁场中的 “电力”
有趣的实验现象
把一段通电直导线放入磁场中，导线会向一侧运动；改变电流方向或磁场方向，导线运动方向也会改变。
生活中的电动机能转动，就是利用了这一原理 —— 磁场对电流有力的作用。
思考问题：磁场对电流的作用力方向与哪些因素有关？电动机如何利用这一力实现持续转动？
幻灯片 3：磁场对电流的作用现象
通电导体在磁场中受力
实验演示
装置：蹄形磁铁（提供磁场）、轻质通电导体棒（悬挂在磁场中）、电源、开关、导线。
操作 1：闭合开关，给导体棒通电，观察到导体棒向磁场外部（或内部）运动。
操作 2：断开开关，导体棒静止；再次闭合开关，导体棒再次运动。
结论：通电导体在磁场中会受到力的作用，这种力叫做安培力。
现象本质
电流是电荷的定向移动，磁场对运动电荷有力的作用，大量电荷受力的宏观表现就是通电导体在磁场中受力。
幻灯片 4：影响受力方向的因素
如何改变导体的受力方向？
实验探究
改变电流方向：
保持磁场方向不变（磁铁 N 极在上、S 极在下），调换电源正负极（改变电流方向）。
现象：导体棒的运动方向与原来相反。
改变磁场方向：
保持电流方向不变，将磁铁两极对调（N 极在下、S 极在上，改变磁场方向）。
现象：导体棒的运动方向与原来相反。
同时改变电流方向和磁场方向：
既调换电源正负极，又对调磁铁两极。
现象：导体棒的运动方向与原来相同。
结论
通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关：
只改变电流方向，受力方向改变。
只改变磁场方向，受力方向改变。
同时改变电流方向和磁场方向，受力方向不变。
幻灯片 5：左手定则 —— 判断受力方向
便捷的方向判断方法
定则内容：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导体在磁场中所受安培力的方向。
操作步骤
磁感线穿掌心：磁场方向从 N 极到 S 极，让磁感线穿过左手掌心（掌心对着 N 极）。
四指指电流：四指伸直，指向电流的方向（从电源正极到负极的方向）。
拇指指受力：拇指自然伸直，与四指垂直，拇指指向就是导体的受力方向。
示例应用
磁场方向竖直向下（磁感线从上方 N 极到下方 S 极），电流方向水平向右，用左手定则判断：掌心向上（磁感线穿掌心），四指向右（电流方向），拇指指向纸外（受力方向）。
幻灯片 6：受力大小的影响因素（拓展）
如何让导体受力更大？
实验现象：
保持磁场和导体长度不变，增大电流时，导体运动幅度更大（受力更大）。
保持电流和导体长度不变，增强磁场（换用更强的磁铁）时，导体运动幅度更大（受力更大）。
导体在磁场中的长度越长，受力越大。
结论：通电导体在磁场中所受安培力的大小与电流大小、磁场强弱、导体在磁场中的长度有关，电流越大、磁场越强、长度越长，受力越大。
幻灯片 7：磁场对通电线圈的作用
线圈的转动现象
实验探究
装置：矩形通电线圈、蹄形磁铁、电源、开关、导线（线圈可绕中心轴自由转动）。
操作：闭合开关，线圈通电后发生转动，最终静止在某一位置（线圈平面与磁感线垂直，称为平衡位置）。
分析：
线圈的两边（ab 和 cd）在磁场中电流方向相反，受力方向相反，形成一对力偶，使线圈转动。
转到平衡位置时，两边受力在同一直线且方向相反，合力为零，线圈停止转动。
问题提出
如何让线圈越过平衡位置后继续转动，实现持续转动？（引出电动机的换向器）
幻灯片 8：电动机的工作原理
持续转动的秘密
电动机的基本构造
定子：固定不动的部分，包括磁体（提供磁场）和机壳。
转子：能够转动的部分，包括线圈（通电导体）和铁芯。
换向器：由两个半铜环组成，与线圈两端相连，随线圈一起转动，能自动改变线圈中的电流方向。
电刷：固定不动，与换向器接触，将电源电流引入线圈。
工作过程
初始位置：线圈平面与磁感线平行，ab 边和 cd 边受力方向相反，线圈开始转动。
转动 90°：线圈到达平衡位置（平面与磁感线垂直），此时换向器半铜环与电刷分离，线圈中无电流，但由于惯性继续转动。
越过平衡位置：换向器随线圈转动，半铜环与电刷重新接触，但接触的电刷互换，线圈中电流方向改变，受力方向反向，线圈继续转动。
重复循环：每转动半圈，换向器改变一次电流方向，确保线圈始终向同一方向转动。
幻灯片 9：电动机的能量转化与应用
电能到机械能的转化
能量转化：电动机工作时，电能转化为机械能（同时有少量电能转化为内能）。
效率：电动机的效率 = 机械能输出 / 电能输入，高效电动机的效率可达 90% 以上。
应用实例
家用电器：电风扇、洗衣机、空调压缩机等，利用电动机带动扇叶或滚筒转动。
工业设备：机床、水泵、传送带等，通过电动机提供动力。
交通工具：电动汽车、电动自行车的驱动电机，将电能转化为行驶动力。
精密仪器：手表中的微型电动机、机器人关节驱动电机等。
幻灯片 10：实验活动 —— 制作简易电动机
动手体验转动原理
实验材料
一节 5 号电池、一块强磁铁（吸附在电池底部）、一段漆包线（绕成矩形线圈）、两根细铜丝（做支架）、剪刀、砂纸。
制作与操作步骤
制作线圈：用漆包线绕成矩形线圈（5~10 匝），两端留出引线，用砂纸打磨引线一端的全部绝缘皮和另一端的半圈绝缘皮（相当于换向器）。
组装装置：将两根细铜丝弯折成支架，固定在电池两端，线圈引线架在支架上，确保线圈能自由转动，磁铁吸附在电池底部（磁场穿过线圈）。
观察现象：调整线圈平衡，线圈会持续转动；改变磁铁磁极或电池正负极，转动方向改变。
原理分析
线圈通电后在磁场中受力转动，引线打磨半圈绝缘皮的部分相当于换向器，确保线圈越过平衡位置后电流方向改变，实现持续转动。
幻灯片 11：电动机与发电机的对比
设备
原理
能量转化
核心部件
应用
电动机
磁场对电流的作用
电能→机械能
线圈、磁体、换向器
电风扇、电动汽车
发电机
电磁感应现象
机械能→电能
线圈、磁体、滑环
水电站、风力发电
幻灯片 12：常见错误与注意事项
理解磁场对电流作用的误区
误区一：认为所有通电导体在磁场中都受力。
纠正：当导体电流方向与磁感线方向平行时，导体不受力（左手定则中拇指与四指同向，无垂直分力）。
误区二：混淆左手定则和右手定则的用途。
纠正：左手定则用于判断磁场对电流的受力方向（电动机原理），右手定则用于判断电磁感应的电流方向（发电机原理），“左动右发” 可帮助记忆。
误区三：认为换向器的作用是改变磁场方向。
纠正：换向器的作用是随线圈转动，自动改变线圈中的电流方向，而非磁场方向。
幻灯片 13：课堂小结
核心知识点回顾
磁场对电流的作用：通电导体在磁场中会受到力的作用，这种力叫做安培力。
受力方向：与电流方向和磁场方向有关，可用左手定则判断（磁感线穿掌心，四指指电流，拇指指受力）。
电动机原理：利用换向器改变线圈电流方向，使线圈在磁场中持续转动，实现电能→机械能的转化。
构造组成：包括定子（磁体）、转子（线圈）、换向器和电刷，换向器是持续转动的关键。
应用广泛：从家用电器到工业设备，电动机是将电能转化为机械能的核心设备。
幻灯片 14：课后作业
填空题：磁场对通电导体的作用力方向与______和______有关；电动机工作时，能转化为______能，其核心部件换向器的作用是。
作图题：根据下图中的磁场方向和电流方向，用左手定则判断通电导体的受力方向，并标出。
探究题：为什么电动机工作时外壳会发热？如何提高电动机的效率？结合能量转化分析。
幻灯片 15：结束页
知识拓展与预告
科技前沿：新型稀土永磁电动机具有高效、小型化的特点，广泛应用于新能源汽车和航空航天领域。
下节课预告：8.3 电能的生产与输送
2024教科版物理九年级上册
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
8.2磁场对电流的作用
第八章 电磁相互作用及应用
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
车床
水泵
电风扇
电力机车
洗衣机内部
电动机通电后为什么能够转动呢？
　　通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？
S
N
I
+
_
磁体周围存在什么？
通电直导体周围存在什么？
磁场
磁场
磁体间通过磁场相互作用
金属导轨
直导体
+
-
① 闭合开关，观察铝制直导体运动。
② 改变电流方向或改变磁场方向。
演示实验
一、磁场对通电导线的作用
　　磁场方向不变，改变电流方向，磁场中导体运动方向也发生了改变。
　　闭合开关，原来静止在磁场中的导体发生运动。
　　电流方向不变，改变磁场方向，磁场中导体运动方向发生了改变。
N
I
F
甲
S
I
乙
F
N
S
I
F
丙
N
S
实验现象
　　1．通电导线在磁场中要受到力的作用。
　　2．通电直导线在磁场中受到力的方向与电流的
方向、磁场的方向有关。
　　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。那么线圈可以持续地转动吗？
问　题
　　通电线圈可以在磁场里转动过一定角度，但不能持续转动。
　　为什么线圈不能持续转动呢
演示实验
　　通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发生顺时针转动。
　　当线圈的平面与磁场垂直时，通电线圈受平衡力作用，达到平衡位置。这时由于惯性，线圈还会继续转动。
　　线圈靠惯性越过平衡位置后，磁场力作用的结果使线圈逆时针旋转。
　　通电线圈最后静止在平衡位置。
　　如果在线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，由于惯性，线圈继续转动。转动半周后再继续供电，线圈不就可以持续转下去了吗？
动手做
　　学做小小电动机。
动手做
1．电动机由两部分组成：
　　能够转动的线圈，也叫转子。
　　固定不动的磁体，也叫定子。
　　如果在线圈转动的后半周，不是停止给线圈供电，而是设法改变后半周的电流方向，使线圈在后半周也获得动力，线圈不就能转得更平稳了吗？
想一想
二、电动机
2．换向器
　　通过换向器可以使线圈中电流每半周改变一次。
两个
铜半环
电刷
换向器
3．电动机的工作原理
4．实际电动机
在纸片上粘一个线圈，线圈的两端用导线引出，
接在示波器上，线圈置于磁铁的磁极附近。
示波器：能测出微小电流，并把电流的强弱用波形显示出来。
三、声信息与电信息
演示实验
在纸片上粘一个线圈，线圈的两端用导线引出，
接在示波器上，线圈置于磁铁的磁极附近。
对着线圈说话，示波器上出现
_______________________。
与声音变化相对应的图形
演示实验
实验现象
电磁感应
切割磁感线振动
相应的感应电流
声波
纸片及线圈
发生相应振动
话筒的原理
实验分析
在纸片上撒少许碎纸屑，将线圈的两根引线与电池的两极瞬间接触，会发生什么现象？
引线与电池瞬间接触，
碎纸屑发生跳动。
演示实验
实验现象
在引线与电池接触的瞬间，电路中有电流通过，线圈在磁场力的作用下运动；
引线与电池断开，电路中没有电流，线圈不受磁场力的作用，回到原来位置。
声音是由物体振动产生的。
实验分析
扬声器
如果通过线圈的电流是由声音转化而来的电流（随声音发生相应变化），这个装置就会把声音还原。
话筒
作用：声信息→电信息
原理：__________
电磁感应
听筒
作用：电信息→声信息
原理：_______________
_______________
磁场对通电导体有力的作用
二、传感器
电信息
传感器
光信息
热信息
力信息
……
声信息
你能想出一些事例吗？
红外线测温仪
电子秤
电子温湿度计
知识点1 磁场对通电导线的作用
1. 公交车上配有自动爆玻器，危急时刻下，司机
只需按下开关，自动爆玻器即可自动完成破窗。自动爆玻器
就相当于一个电控安全锤，它利用电磁线圈在通电的时候产
生一个冲击力，带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实
现击碎玻璃的目的。下列与自动爆玻器工作原理相同的是
( )
A
A. 电动机 B. 发电机 C. 电饭煲 D. 电铃
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2. 电流能产生磁场，磁场
对磁极有作用，那么磁场对电流会
不会有作用呢？某实验小组对这个
问题进行了探究。
（1）如图所示，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______
__（填“电动机”或“发电机”）。
电动机
（2）改变磁场方向或电流方向，将
观察到的实验现象记录在表格中。
分析第________________
（填实验序号）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；分析第1、3或2、4次数据
可知，通电金属杆在磁场中受力方
向与______方向有关。
1、2（或3、4）
电流
实验序号 1 2 3 4
磁场方向 向下 向上 向下 向上
电流方向
右 左 左 右
（3）为了验证磁场对通电导线的作用力的大小是否与通过
导线的电流大小有关，在电源电压不变的情况下需添加的器
材是____________。
滑动变阻器
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知识点2 直流电动机
3. 如图所示，图甲和图乙分
别为直流电动机线圈在两个不
同的时刻所处的位置，下列分
析中正确的是( )
B
A. 导线 中的电流方向在这两个时刻相同
B. 导线 在这两个时刻受到的磁场作用力方向不同
C. 图乙中的线圈处在平衡位置上
D. 由于具有惯性，线圈能持续转动
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4. ［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( )
AC
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
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5. ［2024·临沂］2024年5月11日，由临沂市五名中小
学生组建的无人机足球队在 第二届世界锦标赛中，以全
胜的战绩荣获世界冠军。无人机动力系统的核心部件是电动
机，下列实验，能说明电动机工作原理的是( )
D
A. B. C. D.
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6. ［2024·兰州］科技创新活动中，小雅的作品“隔板推物” 引起了同学们的极大
兴趣，其原理如图甲所示，、 两个导体棒分别悬挂在两个蹄形磁体的磁场中，
两导体棒通过导线相连，构成了一个闭合回路，用手推动导体棒 左右摆动时，
导体棒 会随之摆动，下列关于这一现象的说法中，不正确的是 ( )
B
A. 导体棒 左右摆动时，闭合回路中能够产生感应电流
B. 导体棒 左右摆动时，实现了电能向机械能的转化
C. 导体棒 随之摆动的原理与图乙所示装置的原理相同
D. 用手推动导体棒左右摆动时，导体棒 也会随之摆动
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（第7题）
7. ［2024·泉州模拟］如图所示，放
在蹄形磁体两极之间的铝盘的下边缘
浸在液态水银中，闭合开关 ，铝盘
会绕水平轴 转动。下列说法正确的
是( )
A
A. 铝盘转动的原理与电动机的工作原理相同
B. 将磁体的磁极对调后，铝盘的转动方向不变
C. 将电源的正负极对调后接入电路，铝盘的转动方向不变
D. 左右移动滑动变阻器的滑片 ，铝盘的转动方向改变
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（第8题）
8. 将两块磁体分别吸在干电池的正
负极上，使两个磁体的 极都向外，构成了
一个可以在平面上滚动的滚轮。如图所示，
将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻
放在锡箔纸上，锡箔纸中会产生______，滚
电流
电动机
轮立刻开始向前滚动。滚轮能够滚动，其原理与________
（填“发电机”或“电动机”）相同。若让滚轮向相反的方向滚
动，下列操作可行的是______（填序号，可
多选：①仅将滚轮左右换个方向；②仅将电
池正负极对调一下；③将两端磁体的、 极
和电池的正负极均对调）。
①②
（第8题）
返回
（第9题）
9.［2024·济南一模］如图是电压表内
部结构示意图，是由灵敏电流计与电阻
组装而成的，表头内部有磁体和导电线
圈，通电后，指针在磁体的作用下会旋
转，其原理是______________________
_______，线圈通过导线与接线柱相连，
通电导体在磁场中受力的作用
、
该电压表有两个量程，若使用小量程，则应把导线接在图中
______（填字母）两个接线柱上。
返回
（第10题）
10.［2024·驻马店一模］小刚将“ ”
的灯泡接在家庭电路上，闭合开关，用一蹄形
磁体去靠近灯泡的玻璃泡，如图所示，他发现
发光的灯丝晃动了，这是因为______________
_______________；该灯泡正常工作 消耗的
通电导体在磁场中受力的作用
180
电能使标有“ ”字样电能表的转盘转过_____圈。
返回
11.两根平行短导线通电后有如图所示的现象
（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）。
图中导线在导线 处产生的磁场方向为垂直于纸面
______（填“向里”或“向外”）；若两根平行短导线
中的电流方向均反向，则两根平行短导线将会相互
______（填“吸引”或“排斥”）。
向里
吸引
返回
1．磁场对通电导线有力的作用，并且作用的方向与电流方向、磁场方向有关，当电流方向或磁场方向改变，作用的方向改变，若同时改变，则作用方向不变。
2．电动机就是利用了磁场对通电导线的作用来工作的，它是把电能转化为机械能。
3．电动机的线圈在磁场中要能持续转动，是靠换向器，当线圈转过平衡位置时，改变线圈中电流方向。
4.动圈式话筒的原理是电磁感应现象，扬声器的工作原理是磁场对通电导线的作用。
必做作业：从教材习题中选取；
选做作业：完成练习册本课时的习题.
谢谢观看！

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