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(共28张PPT)
物理 北师大版（2024）
九年级全一册
第十四章　电与磁
第五节　磁场对通电导线
的作用力
预习清单
1.如图所示,当开关闭合时,小磁针发生偏转,这一现象说明________________________________________。
通电导线在周围的空间中产生了磁场
预习清单
2.影响通电导线在磁场中受力方向的因素是________ ________________。
3.磁场对通电导线有力的作用的应用有____________ _________________。
电流方
向、磁感线方向
电动机、
动圈式扬声器等
导入新课
电动玩具车通电后会运动,电风扇通电后扇叶会转动,电流表有电流通过时指针会偏转······这些物体通电后,玩具车、扇叶、指针的运动状态发生了改变,说明它们都受到了力的作用。是谁对它们施加了力的作用 这个力又有怎样的规律呢
任务一：实验探究磁场对通电导线的作用力
奥斯特实验说明电流能产生磁场,对磁体有力的作用。那么,将通电导线放在磁场中会有什么现象
实验器材:
蹄形磁体(提供磁场),剥去绝缘皮的硬的直导线ab(研究对象),电源、开关、导线。
任务一：实验探究磁场对通电导线的作用力
实验过程:按照如图所示连接电路,闭合开关,观察导线ab的运动情况。
实验现象:导线ab运动。
产生现象的原因:运动状态改变说明受到了力的作用,从而得出磁场对通电导线有力的作用。
实验结论:磁场对通电导线有力的作用。在这个过程中,电能转化为机械能。
任务一：实验探究磁场对通电导线的作用力
通电导线在磁场中受力的方向与哪些因素有关呢
通电导线在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关。
如何设计实验验证你的猜想
任务一：实验探究磁场对通电导线的作用力
设计实验:
1.磁场方向不变,改变电流方向,观察通电直导线向哪个方向运动。
2.电流方向不变,改变磁场方向,观察通电直导线向哪个方向运动。
3.同时改变电流方向、磁场方向,观察通电直导线向哪个方向运动。
任务一：实验探究磁场对通电导线的作用力
进行实验,收集证据:
总结:磁场对通电导线作用力的方向跟通电导线中的电流方向和导线外的磁场方向有关。
任务一：实验探究磁场对通电导线的作用力
是否能寻找一种简单的方法根据电流方向和磁场方向来判断受力方向呢
左手定则:
任务二：分析电动机的工作原理
演示实验1(简易直流电动机实验):
介绍实验仪器(如图所示,引线两端全部漆皮刮掉),观察线圈运动状态的变化。
问题:为什么线圈会转动 线圈不能持续转动的原因
任务二：分析电动机的工作原理
如图甲所示,根据左手定则判断,线圈将发生顺时针转动。当线圈平面转到与磁感线垂直,如图乙所示,线圈受力平衡。线圈不能持续转动。
怎样让线圈持续的转动呢
方法一:后半周断电。
方法二:转过平衡位置后改变电流方向。
任务二：分析电动机的工作原理
演示实验2:
介绍实验仪器(同演示实验1中器材,引线的一端的漆皮全部刮掉,另一端的漆皮只刮上半周或下半周)。观察现象,线圈可持续转动。
问题:该实验中是如何实现线圈转过平衡位置后立即改变电流方向的
任务二：分析电动机的工作原理
换向器:
两个半圆铜环E和F彼此绝缘,它们能够改变通过线圈中的电流方向,这个装置就是换向器。A和B是石墨或铜制成的电刷,使电源和线圈等组成闭合电路。
任务二：分析电动机的工作原理
线圈每一次转过什么位置时,换向器可以自动改变线圈中电流的方向 线圈为什么能不停地运动下去 线圈每转一圈,电流方向变化几次 请依据以下四幅工作原理图通过受力分析,说明换向器的工作过程。
任务二：分析电动机的工作原理
总结:
通电线圈在磁场中受力而转动,通过换向器改变线圈电流方向来持续提供动力,电能转化为机械能。
任务二：分析电动机的工作原理
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。转子的线圈有许多组,并且是嵌在圆柱形铁芯上的,换向器也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。
任务三：分析动圈式扬声器的原理
演示实验:
用动圈式扬声器播放音乐,展示拆解后的耳机。请学生以小组为单位,讨论分析扬声器和耳机的结构以及工作原理。
任务三：分析动圈式扬声器的原理
如图所示,动圈式扬声器的构造有线圈、永磁体、锥形纸盆,它的工作原理就是利用了磁场对电流有力的作用,使得线圈带动锥形纸盆振动发声。耳机其实就是一个小的扬声器,两者的工作原理相同。通电音圈在磁场中受力振动,带动音膜的振动,发出声音,将电能转化为机械能。
核心总结
1.通电导线在磁场中要受到力的作用,力的方向与电流的方向、磁感线的方向都有关系。
2.左手定则:伸开左手,使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,四指指向电流方向,这时,拇指所指的方向就是磁场对通电导线作用力的方向。
3.应用:电动机、动圈式扬声器、耳机等。
(1)电动机的工作原理:通电线圈在磁场中受力转动。
(2)电动机的能量转化:电能转化为机械能。
(1)实验现象说明______________ ______有力的作用。
课堂评价
1.课堂上,老师做了如图所示的演示实验,给直导线(铝棒)通电,观察到直导线运动起来。
磁场对通电
导线
课堂评价
(2)判断“有力的作用”的依据是____。
A.力是维持物体运动的原因
B.一切物体都有惯性
C.物体运动状态改变时,一定受到力的作用
C
课堂评价
(3)将磁极上、下对调,观察直导线的运动情况,这样操作是为了研究________________________　________________________。
通电导线在磁场中受力的
方向是否和磁场方向有关
课堂评价
2.若改变通电导线在磁场中受力的方向,可采取的办法 ( )
A.改变通电导线中的电流大小
B.只改变电流方向或只改变磁感线方向
C.改变电流方向同时改变磁场方向
D.改变电流大小的同时改变磁场的强弱
B
课堂评价
3.直流电动机主要由两部分组成:能够转动的______和固定不动的________。电动机是把________能转化成________能的机器。
转子
定子
电
机械
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