资源简介

(共36张PPT)
2024年秋季
北师大版物理
九年级全册
第十四章 磁现象
第五节 磁场对通电导线的作用力
第六节 直流电动机
1
学习目标
2
课时导入
3
感悟新知
4
随堂检测
5
课堂小结
磁场对通电导线的作用
左手定则
直流电动机 动圈式扬声器
奥斯特实验中，通过小磁针的偏转，知道通电导线对它周围的磁体有力的作用，反过来，磁体对通电导线有没有力的作用？
实验探究—— 磁场对通电导线的作用力。
1. 实验装置
知识点
磁场对通电导线的作用
1
2. 实验过程 按图示装置连接电路。
①闭合开关，观察到通电导体棒在磁场中受力而运动。
②改变磁场方向或电流方向，或同时改变磁场方向和电流方向，观察通电导体的运动方向是否改变。
③改变电流的大小和磁场的强弱，观察导体棒运动速度是否改变(受力的大小是否改变)。
3. 实验结论 通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向有关，受力大小与电流大小和磁场强弱有关。
4. 能量转化 将电能转化为机械能。
易错提醒
1. 并非所有通电导体在磁场中都会受到力的作用，只有当电流方向和磁场方向斜交或垂直(不平行) 时才会受到力的作用
2. 要改变通电导体在磁场中的受力方向，只需改变电流方向和磁场方向中的一个，若同时改变电流方向和磁场方向，则受力方向不变。
[中考·无锡] 用图2 中装置探究磁场对通电直导线的作用，给铝棒AB 通电，观察到AB 向右运动，要使AB 通电后向左运动，下列做法中可行的是( )
A. 仅换用磁性更强的磁体
B. 仅增加AB 中的电流强度
C. 仅将磁体的N、S 极对调
D. 仅将铝棒AB 换成铜棒
例1
解析：给铝棒AB 通电，观察到AB 向右运动，要使AB 通电后向左运动，即改变铝棒AB 的受力方向，则只需改变磁场方向和电流方向中的一个即可。
答案：C
技法提示
本实验装置是课本装置的变形，将导体棒悬挂在磁场中并给导体棒通电。要与研究电磁感应现象的实验(下节课所学)相区分。另外该实验所选导体棒不能用铁棒，因为磁体会对铁棒有吸引力，会影响实验效果。
1. 左手定则 伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流方向。这时，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁场力的方向。
知识点
左手定则
2
2. 正确区分右手螺旋定则和左手定则
右手螺旋定则：根据螺线管中的电流方向，可判断螺线管的N、S 极；知道螺线管的N、S 极，可以判断出螺线管中的电流方向。
左手定则：利用左手定则可以判断磁感线方向、电流方向、通电导线受磁场力的方向，三个方向中知道其中两个，可判断出另外一个的方向。
知识链接
电磁学中，右手螺旋定则判断的主要是与力无关的方向，如果是和力有关的则用左手定则，即关于力用左手，无关力用右手，记忆口诀：左手力，右手电，手心迎着磁感线。
在物理学中，用 表示电流的方向垂直于纸面向里，⊙表示电流的方向垂直于纸面向外。如图3 所示，表示直导体在磁场中受到一个既跟电流
方向垂直，又跟磁感线方向垂直的水
平向左的磁场力F。
例2
下列四种情况中，通电导体b 受到的磁场力方向水平向左的是( )
解析：由图3 可看出，在用左手定则判定时，可以让磁感线垂直穿入掌心，四指指向电流方向，大拇指指向即为力的方向。由此可以判断出：A 中力向下，B 中力向右，C 中力向左，D 中力向右。
答案：C
规律点拨
通电导体在磁场中的受力方向、电流方向、磁感线方向三者两两相互垂直，知道其中任意两个量的方向，就可以用左手定则判断出另外一个量的方向。
1. 磁场中的通电线圈
如图4 甲所示，把一个线圈放入磁场中，接通电源后，发现该通电线圈转动起来，
知识点
直流电动机 动圈式扬声器
3
但转到图乙所示的位置时，线圈转动几下后保持静止。要使线圈能持续转动，需要解决的问题是如何让线圈中电流变为跟原来反向。
2. 电动机
(1)原理：通电导体在磁场中受力而运动。
(2)结构：转子、定子、换向器。
(3)换向器的作用：当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈连续转动。
(4)能量转化：电能转化为机械能。
(5)改变线圈转动方向的方法：改变线圈中的电流方向或改变磁场方向，使之与原方向相反。
(6)改变线圈转速的方法：改变电流的大小或改变磁场的强弱。
3. 扬声器的工作原理：通电线圈在磁场中受力而振动。
如图5，扬声器的音圈中通入的是携带声音信息的大小和方向都变化的交变电流 ，
因而音圈便会在磁场中受到大小
和方向随电流变化的力而振动，
音圈的振动会带动纸盆振动，产
生声音，将电流信号变成声音信号。
深度理解:
1. 线圈在图4 甲所示位置时转动的原因：导线ab 受力方向竖直向上，导线cd 受力方向竖直向下，这两个力大小相等，且作用在同一物体上，但力的作用线不在同一直线上，不属于一对平衡力，因此线圈发生转动。
2. 线圈在图4 乙所示位置静止的原因：当线圈转动到图乙所示位置时，线圈的ab 边和cd 边受到的力属于一对平衡力，因此线圈保持静止。
[中考·安徽] 如图6 为直流电动机的工作原理图。线圈
abcd 处于向右的磁场中，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。
例3
在图示位置，电流沿dcba 流过线圈，dc 边
受到磁场的作用力向下，则( )
A. 线圈在图示位置时，ab 边受到磁场的作用力向下
B. 线圈由图示位置转过180°时，电流沿dcba 流过线圈
C. 线圈由图示位置转过180°时，dc 边受到磁场的作用力向下
D. 线圈由图示位置转过180°时，ab 边受到磁场的作用力向下
解析：明确换向器的作用，知道通电导体在磁场中的
受力方向与磁场方向和电流方向有关是解题的关键。
解题秘方：dc 和ab 边中电流方向相反，dc 边受到磁场的作用力向下，所以ab 边受到磁场的作用力向上，A 错误。线圈由图示位置转过180°时，换向器F 和与电源负极相连的电刷B 相连，故电流沿abcd 流过线圈，B 错误
线圈由图示位置转过180°时，dc 边中电流的方向反向，则受力方向改变，故dc 边受到磁场的作用力向上，C 错误。线圈由图示位置转过180°时，ab 边中电流的方向反向，则受力方向改变，即ab 边受到磁场的作用力向下，D 正确。
答案：D
方法点拨
本题考查电动机工作原理，关键是要知道换向器的作用，看懂电路中的电流方向，同时明确通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和导体中电流方向两个因素有关，其中一个因素改变，则其受力方向改变。
1．在物理学中，用表示电流的方向垂直于纸面向里，用表示电流的方向垂直于纸面向外。下列四幅用箭头标明通电导体在磁场中受力方向的图中，有一幅是错误的，则错误的是(　　)
C
2．通电直导线在磁场中受到磁场力的方向可以用左手定则来判断：伸开左手，使大拇指与四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁
感线垂直穿入掌心，并使四指指向
电流的方向，这时大拇指所指的方
向就是通电直导线所受磁场力的方
向，如图甲所示。
由此可以判断，图乙中的线圈是________(选填“顺时针”或“逆时针”)转动的。
顺时针
3．[2023·广西]如图，某兴趣小组利用干电池、铜线框和磁体制作了一个“爱心”电动机，“爱心”能绕电池转动。下列家用电器与“爱心”电动机工作原理相同的是(　　)
A．电饭锅 B．电风扇
C．手电筒 D．电视机
B
4．在装配直流电动机模型时，通电后直流电动机模型不转。电动机不转的原因不可能是(　　)
A．转轴与支架之间摩擦力太大
B．磁体磁性太强
C．电刷与换向器接触不良
D．电源电压太低了
B
结构
应用
磁场对通电导线的作用
电动机
能量转化
换向器
其他应用

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