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电 动 机
九年级全册第二十章第4节
磁
与
电
目标展示
电动机的学习目标
从四个维度明确学习要求：
物理观念
了解通电导线在磁场中受力，明确力的方向的影响因素
掌握直流电动机的构造、工作原理及能量转化
科学思维
通过分析通电导线在磁场中的受力方向，培养归纳推理能力
科学探究
经历通电线圈在磁场中连续转动的探究，提升解决问题的能力
科学态度与责任
体会物理知识在生产实践的作用，激发物理学习兴趣
新课导入
问题
电力机车、电梯、电风扇、冰箱、洗衣机、机器人(图20.4-1)，以及各种电动玩具都离不开电动机。电动机已经应用在现代社会生产生活的各个方面。给电动机通电，它就能够转动。这是为什么
新课讲授
磁场对通电导线的作用
一
通电导体周围有磁场
磁体在磁场中会受到力的作用，磁体间通过磁场相互作用
那么通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？
新课讲授
磁场对通电导线的作用
一
通电导体棒在磁场中运动
演示
如图所示，把导体棒放在磁场里，接通电源，让电流通过导体棒，观察它的运动。
把电源的正、负极对调后接入电路，使通过导体棒的电流方向与原来相反，观察导体棒运动的方向。
保持导体棒中的电流方向不变，但把蹄形磁体的上、下磁极调换一下，使磁场方向与原来相反，观察导体棒运动的方向。
新课讲授
磁场对通电导线的作用
一
通电导体棒在磁场中运动
演示
实验现象：
接通电源后，导线ab会在磁场中运动；
将电源正、负极对调后，导线ab会向相反的方向运动；
新课讲授
磁场对通电导线的作用
一
通电导体棒在磁场中运动
演示
实验现象：
将磁体的上下磁极调换之后，导线ab也会向反的方向运动；
新课讲授
磁场对通电导线的作用
一
通电导体棒在磁场中运动
演示
实验现象：
同时改变电流方向和磁场方向，导线ab运动方向不改变。
新课讲授
磁场对通电导线的作用
一
通电导体棒在磁场中运动
演示
实验结论：通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向（磁场方向）都有关系，当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力方向也变得相反，当电流方向和磁感线方向同时变得相反时，通电导线受力方向不变。
特别说明：不是所有通电导体在磁场中受到力的作用，当电流方向与磁场方向相同或相反时，该通电导体不受力。
新课讲授
磁场对通电导线的作用
一
前面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。如果把一个通电线圈放在磁场中，它又会怎样运动呢？
下面我们探究磁场对通电线圈的作用。
新课讲授
磁场对通电导线的作用
一
通电线圈在磁场中转动
演示
如图所示，使线圈位于磁体两个磁极间的磁场中。
1.使线圈静止在图乙所示位置上，闭合开关，发现线圈并没有运动。这是由于线圈上、下两个边受力大小一样、方向却相反。这个位置是线圈的平衡位置。
新课讲授
磁场对通电导线的作用
一
通电线圈在磁场中转动
演示
2.使线圈静止在图甲所示位置上，闭合开关，线圈受力沿顺时针方向转动，并由于惯性而越过平衡位置，但不能继续转下去，最后要返回平衡位置，线圈为什么会返回呢
新课讲授
磁场对通电导线的作用
一
通电线圈在磁场中转动
演示
3.使线圈静止在图丙所示位置上，这是线圈冲过平衡位置以后所到达的地方。闭合开关，线圈逆时针转动，说明线圈在这个位置所受的力阻碍它沿顺时针方向转动。
新课讲授
磁场对通电导线的作用
一
通电线圈在磁场中转动
演示
线圈不能连续转动，是因为线圈越过了平衡位置以后，受到的力阻碍它的转动。这样线圈在平衡位置左右来回摆动，慢慢停下来，最后停在平衡位置。
新课讲授
磁场对通电导线的作用
一
如果在线圈越过了平衡位置后，设法改变线圈中电流的方向，线圈将会继续转动下去。
如何改变线圈中电流的方向呢？
换向器
实际的电动机可以通过换向器来实现这一目的。
新课讲授
磁场对通电导线的作用
一
换向器
构造：由两个铜半环E和F和两个电刷A和B组成。
两个铜半环E和F跟线卷两端相连可随线圈一起转动，两个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。
这样，无论线圈的哪个边处于靠近磁体S极的一侧，其中的电流都沿图中箭头所示的方向，这时它的受力方向总是相同的（向上），线圈就可以不停地转动下去了。
新课讲授
磁场对通电导线的作用
一
换向器
作用：每当线圈转过平衡位置时，都能自动改变通入线圈中的电流方向，让线圈两边受力方向总与运动方向相同，使线圈持续转动下去。
新课讲授
电动机的基本构造
二
电动机的基本构造
能够转动的线圈，叫做转子；
固定不动的磁体，叫做定子。
新课讲授
电动机的基本构造
二
电动机的基本构造
实际的电动机都有多个线圈，每个线圈都接在一对换向片上，以保证每个线圈在转动的过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。
转子上的换向器
新课讲授
电动机的基本构造
二
电动机的工作原理
工作原理：通电线圈在磁场中受力的作用而转动。（或通电导体在磁场中受到力的作用）
能量转化：电动机工作过程中将电能转化为机械能。（因电而动）
新课讲授
电动机的基本构造
二
电动机的应用和类型
机床、水泵，需要电动机带动；电力机车、电梯需要电动机牵引。家庭生活中的电扇、冰箱、洗衣机，甚至各种玩具都离不开电动机。电动机已经应用在现代社会生活的各个方面。
电动玩具
电动自行车
电力机车
电梯
电扇
洗衣机
空调
三相交流电机
直流电机
步进电机
直线电机
扬声器是怎样发声的
科学世界
课堂小结
电动机的核心知识
围绕电动机的原理、结构等展开：
磁场对通电导线的作用
通电导线在磁场中会受力
受力方向与电流方向、磁场方向均相关
电动机
工作原理：通电线圈在磁场中受力转动
基本组成：转子（可转动部分）、定子（固定部分）
换向器的作用（图中未详细说明，实际是改变线圈中电流方向以维持连续转动）
能量转化
电能转化为机械能
扬声器
工作原理与电动机相同
1.如图所示，闭合开关，铜棒向左运动，为使铜棒向右运动，下列操作不可行的是（　　）
A．只对调电源的正、负极
B．只对调磁体的N、S极
C．导线①接A、C接线柱，导线②接B、D接线柱
D．同时对调电源正、负极和磁体N、S极
达标检测
D
2.如图为直流电动机的基本构造示意图。以下相关的分析中正确的是（ ）
A．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
B．电动机是利用电流磁效应的原理工作的
C．仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向
D．使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的
达标检测
C
3.如图所示是扬声器的结构图。当扬声器的线圈中通入因携带声音信息而时刻变化的电流时，线圈会在永久磁体的作用下受到力的作用并带动纸盆振动发声。下列说法中错误的是（ ）
A．扬声器工作时是将电能转化为机械能
B．扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动
C．扬声器中的永久磁体周围存在磁场
D．扬声器工作时线圈中的电流不变
达标检测
D
达标检测
4.如图的线圈abcd位于磁场中，ab和cd的受力方向 ______ ，（选填“相同”或“不同”）理由是：_______________________，此时线圈_____（选填“在”或“不在” ）平衡位置。
不同
ad和cd中的电流方向不同
不在
作业布置
下 课
Thanks!
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