17.2探究电动机的转动原理 课件1(沪粤版九年级下册)

通电导体在磁场中受到力的作用使 线圈 转动， 同时通过 换向器及时改变线圈中的 电流方向，
以保持线圈的持续转动.
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课堂导学
（2）电动机的应用 电动机构造简单、控制方便、体积小、效率
高、功率可大可小、污染小等优点，在日常生 活和生产实践中广泛应用，例如
. 洗衣机、电冰箱、各种电动玩具、 电力机车、工厂里的电钻等
能观察到导体棒ab沿金属导轨运动．利用这一
现象所揭示的原理，可制成的设备是（C ）
A．电热器
B．发电机
C．电动机
D．电磁继电器
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课堂导学
一、探究磁场对电流的作用 1.实验电路如图所示：
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课堂导学
2.实验过程：
实验步骤
实 验 现 实验现象分析 象
（1）电路如图所 金 属 棒 ab通电后在磁场中受到 示 ， 把 导 线 ab 放 ab 水 平 力 的作用
改变ab中的电流
变，即ab受力方
房方向，观察现
向与ab中的
象
电流方向 有
关
（ 4 ） 保 持 ab 中 金属棒ab水平向 磁场方向改变后，
的电流方向与原 左
运动 ab受力方向也改
来相同，把磁铁
变，即ab受力方
的两极对调，观
向 与 _磁__场__方__向__
察实验现象
有关
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课堂导学
（ 5 ） 改 变 ab 中 金属棒ab水平向 电流方向和磁场
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随堂检测
5. 如图所示，直导线通电时发生偏转，说明 __磁__场____对电流有力的作用．可以利用这个原 理制作__电__动__机__(选填“电动机”或“发电 机”)．如果只改变电流方向，直导线偏转方向 __改__变____

当电路闭合时，AB棒中有电流经过， 在磁场力的作用下AB棒会产生摆动；
探究磁场对电流的作用
(2) 如果将蹄形磁铁移开，通电金属棒 AB还会动吗? 这个现象说明什么?
如果将蹄形磁铁移开，通电金属棒AB 不受磁场力，不会产生摆动，这个现象 说明通电导体在磁场中受到力的作用；
探究磁场对电流的作用
(3) 改变电流方向，金属棒AB的运动方 向是否改变?
改变电流方向，通电金属棒AB受 到的磁场力改变，金属棒AB的运动 方向也改变；
探究磁场对电流的作用
(4) 保持电流方向不变，改变磁场方向， 金属棒AB运动的方向是否改变?
保持电流方向不变，改变磁场方 向，通电金属棒AB受到的磁场力改 变，金属棒AB的运动方向也改变；
探究磁场对电流的作用
2. 如果你选定了图17－7(c)所示的实 验装置，怎样进行实验呢?
(1) 闭合电路，视察通电线框是否 动起来；
(2) 将蹄形磁铁移开，闭合电路， 视察通电线框是否动起来；
探究磁场对电流的作用
2. 如果你选定了图17－7(c)所示的实 验装置，怎样进行实验呢?
(3) 只改变电流方向，视察通电线 框摆动的方向是否改变；
(4) 只颠倒蹄形磁铁的两极，视察 通电线框摆动的方向是否改变；
解决方法1：超出平 衡位置后停止对线圈 供电，线圈利用惯性 转动半圈后再供电。
探究磁场对电流的作用
通线圈最后静 止在平衡位置
但有什么方法或 工具能在线圈超 出平衡位置时改 变电流方向呢？
通电线圈不能持续转动 (电能无法转换成机械能)
解决方法2：超出平 衡位置改变线圈中电 流的方向，受力方向 也改变。
探究磁场对电流的作用
线圈靠惯性超出平衡位 置后，磁场力作用的结果 使线圈逆时针旋转。

换向器：使线圈一转过平衡位置就改变线圈中的电 流方向
讲授新课
三 电动机的工作原理
讲授新课
直流电动机的工作原理是：
通电导体在磁场中受到力的作用使线圈转动，同 时通过换向器及时改变线圈中的电流方向，以保持线 圈的持续转动。
小知识 方向不变的电流叫做 直流电，如干电池、蓄电 池提供的电流都是直流电。
直流电动机的转速可 由电流大小来控制；转动 方向可由电流方向和磁极 的位置来控制。
讲授新课
磁场对通电导体的作用应用 1.磁电式电流仪表
2.动圈式扬声器
3.你还有什么补充？
课堂小结
施力物体：磁场
通电导体在磁场 中受到力的作用
受力物体：通电导体
电
影响力的方向 电流方向
动
的因素
磁场方向
机
实质：电能转化为机械能
电动机 换向器：结构与作用
工作原理
我锁着母亲，锁着她半年了。我把她的白发和叨唠锁在了四楼。她趴在阳台边，像一棵半枯的藤蔓，在阳光里呼吸，在风雨里憔悴。她，在淡然地承接着岁月的眷顾。 最让母亲不堪的，这座灰旧的小楼还不是我的家。在这个陌生的地方，母亲常独自诉说。那时的母亲是孤独而忧郁的，她的叨唠里，最大的心结是走不回月下的故乡了。
姐姐拉着我的手：小弟，父亲要走了，要去很远的地方，再也见不到了！ 懵懂的年龄，我知道扛起这个家的责任，已经转移到我的肩上了。父亲曾说：是男人，就应该撑起一片天，哪怕巴掌一样的天空，去呵护需要你呵护的人，去为你的亲人遮风挡雨，有泪微笑着咽下，有血悄悄地舔舐，给你最爱的人，最温暖的呵护，无怨无悔。
父亲的话语不多，却用他的行动教育着我们，善良有爱，谦和温良，用自己的绵薄之力，去关爱需要温暖的人，付出的同时，收获着快乐。勿以善小而不为，勿以恶小而为之。 那个时候，每一家的生活都是很拮据的，好在父亲是大队的一个干部，多多少少拿一点报酬可以补贴家用，可是有多病的爷爷奶奶，需要比别人家艰辛很多，母亲的娘家是地主成份，日子过的可想而知。尽管如此，父亲还是拿出一些钱财衣服，给那些更穷的家庭，为此和母亲拌嘴呢。然而，父亲一笑了之，仍然为这个社会减轻一丝丝负担。这些微乎其微的小事，放在如今这样物欲横流的时代，还有多少人可以坦然面对？

3.安培定则：用右手握螺线管，让 四指弯向螺线管中电流的方向，则 大拇指所指的那端就是螺线管的N极
复习三、电磁铁
1、电磁铁通电时_有___磁性，断电时磁 性_消__失___；通过电磁铁的电流越__大__，电 磁铁的磁性_越__强___；当电流一定时，电磁 铁线圈的匝数_越__多__，磁性越__强__.有铁芯磁 性更强 电磁铁的优点
4．一台直流电动机，它的额定电压220伏，电功率27千瓦，正常 工作时电流是多大？工作半小时消耗电能多少千瓦时？
解： I = P = 27000W ＝45A U 220V
W＝Pt ＝27千瓦×0.5时 ＝13.5千瓦时
17.2 探究电动机转动的原理
复习一、奥 斯 特 实 验
现象1：导线通电后使磁针偏转，断 电后磁针回到原位置
说明：通电导线周围存在磁场
现象2：改变电流方向，磁针偏转方向改变
说明：磁场方向跟电流方向有关
复习二、通电螺线管的磁场
１.通电螺线管的外部磁场和条形磁体磁场 相似．
２.通电螺线管的极性与管中电流的方向有 关.
电磁铁磁性有无，可用__通__断__电__来控制
电磁铁磁性强弱，可用_改__变__电__流__大__小__来控制 电磁铁的极性变换，可用_改__变__电__流__方__向__来实现。
电动机通电后为什么能够转动呢？
磁场对电流的作用
S
F IN
实验表明：
磁场对电流作用力的方向跟 电流方向和磁场方向有关系。
伸开左手，使大拇指 跟其余四个手指垂直， 并且都跟手掌在同一 平面内，把左手放入 磁场中，让磁感线垂 直穿过手心，使四个 手指所指方向为电流 方向。那么大拇指所 指的方向就是通电导 体受力方向。
手形
S

课堂演练
知识点1：探究磁场对电流有力的作用
1. 如图17-1-1所示，在研究磁场对电流作用的实 验装置中，导体棒ab不可能选用下列哪种材料制成? （B ） A. 铜 B. 铁 C. 铝 D. 锡
课堂演练
2. （2019广东）如图17-1-2所示，闭合开关，静 止的导体棒ab在轨道上向右运动，说明了通电导体 在磁场中受到____力____的作用，若只将电源的正、 负极对调，则导体棒ab将向____左____（填“左”或 “右”）运动，若只将蹄形磁铁的N、S极对调，则 导体棒ab将向____左____（填“左”或“右”）运动.
课堂检测
A. 改变电路中的电流方向,可以改变金属棒ab的受 力方向 B. 换用磁性强一些的蹄形磁体,可以改变金属棒ab 的受力方向 C. 该实验过程中,电能转化为机械能 D. 换用轻质金属棒，可减小金属棒与导轨之间的摩 擦
课堂检测
5. （3分）收音机、电视机、音响里都有扬声器 （如图17-1-7），扬声器的工作原理是（ A ） A. 磁场对通电导线有力的作用 B. 电磁感应现象 C. 电流周围存在磁场 D. 电流的热效应
课堂演练
5. 小明将直流电动机模型接入电路，闭合开关后， 发现电动机不工作.他用手轻轻地碰了一下线圈后， 直流电动机模型开始正常转动，其原因可能是 （C） A. 电源接触不良 B. 电源电压太高 C. 线圈刚好处于平衡位置 D. 线圈中的电流太大
课堂演练
6. 如图17-1-4所示，玩具电动机的工作原理是 ___通__电__导__体__在__磁__场__中__受__到__力__的__作__用_____，玩具电动 车向前运动的过程中，发生的主要能量转化是 ___电_____能转化为___机__械____能.

现象：保持电流方向不变，改变磁场的方向，金属棒运动的方向改变。
N
I
F
S
乙
S F
I N
丙
（3）同时改变电流方向和磁场的方向，观察金属棒运动的方向是否 改变。
现象：同时改变电流方向和磁场的方向，观察金属棒运动的方向不变。
S
F
I
N
甲
N
I
F
S
乙
S F
I N
丙
实验结论：通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与电流方向和 磁场方向有关.
3、（2021安徽）图示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 电源和线圈组成合闭电路，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（ D ） 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
通电线圈最后静止在平衡位置。
通电线圈最后静止在平衡位置。
如何让线圈继续转动下去呢？ 方法一：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？
方法二：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？
（二）设计实验
闭合开关，观察原来静 止在磁场中的导体发生运动。
S
+

12/12/2021
探究点二 换向器
彼此绝缘的两 个半圆环
一对与电源 连接的电刷
12/12/2021
能够完成这一任务的装置叫作 换向器 。
换向器的作用: 当线圈刚越过平衡位置时,换向器自动改变电
流的方向使线圈能持续地转动下去。
12/12/2021
探究点三 直流电动机的工作原理
电动机是把电能转化为机械能的动力机器。 使用直流电的电动机叫做直流电动机。 磁场对电流的作用是电动机的基本原理。
• 1.闭合开关观察，原来静止在磁场中的导体运动 情况。
• 2.磁场方向不变，改变电流方向，观察磁场中导 体运动方向。
• 3.电流方向不变，改变磁场方向，观察磁场中导 体运动方向。
12/12/2021
步骤一
步骤二
N
N
I
FF
I
步骤三
S
F
I
S 闭合开关， 原来静止在 磁场中的导 体发生运动。
12/12/2021
小知识
直流电动机的转速可由电
方向不变的电流叫做 流大小来控制；转动方向
直流电，如干电池、蓄电 可由电流方向和磁极的位
池提供的电流都是直流电。置来控制。 12/12/2021
直流电动机的基本组成部分
定子
转子
磁体
线圈（电枢）
直流电动机的优 点转速可以连续 调节。
换向器 电刷
12/12/20Βιβλιοθήκη 1课堂小结17.2 探究电动机转动的原理
情景 引入
合作 探究
12/12/2021
课堂 小结
随堂 训练
情景引入
在奥斯特实验中我们知道了电流对磁体有 力的作用，反过来，磁体对电流有无力的作用 呢？

1.构造：换向器由两个彼此绝缘的金属半圆环组成。
2.作用：安装换向器后，每当线圈刚越过平衡位置时，它能自动改变线圈中电流的方向，使线圈持续转动下去。
1. 直流电动机的构造：直流电动机主要由磁体、线圈、电刷和换向器组成。2. 直流电动机的工作原理：通电导体在磁场中受到力的作用使线圈转动，同时通过换向器及时改变线圈中的电流方向，以保持线圈的持续转动。
2. 实验结论（1）通电导体在磁场中会受到力的作用，力的方向跟电流方向和磁场方向都有关系。（2）若电流方向和磁场方向有一个变得相反，通电导体的受力方向就会变得相反。
3.通电线圈在磁场中的运动（1）开始时，线圈平面与磁感线平行，如图甲所示。接通电路后，绿色边和红色边的电流方向不同，其受力的方向相反，线圈便转动起来。
3. 直流电动机的工作过程（1）线圈处于此位置时，电流从电刷4→半环2→线圈→半环1→电刷3。线圈的c边受到一个向上的力，a边受到一个向下的力，线圈沿逆时针方向转动。
（2）线圈转至平衡位置时，两电刷跟两个半环间的绝缘部分接触，线圈中无电流，不再受力的作用。由于惯性，线圈会越过平衡位置转动。
（3）线圈越过平衡位置后，电流从电刷4→半环1→线圈→半环2→电刷3。线圈的c边受到一个向下的力，a边受到一个向上的力，线圈仍绕轴沿逆时针方向转动。
（2）当线圈转到如图乙所示的位置时，绿色边和红色边受到的力恰好在同一条直线上，且大小相等，方向相反，线圈来回摆动几次就停在该位置上了。线圈的这一平面叫平衡位置，此时线圈的平面恰好与磁感线垂直。
通过分析发现，通电线圈在磁场中转动到平衡位置时就会停下来，那么，怎样才能使通电线圈在磁场中持续地转动呢？
4. 能量转化：电动机工作时将电能转化为机械能。5. 电动机的优点构造简单、造价低、效率高、污染小、操作方便。6. 磁场对通电导体作用原理的应用磁电式电流仪表、动圈式扬声器、电动玩具和机器人等。

第十七章 电动机与发电机
17.2 探究电动机转动的原理
1、生活和生产中那些地方用到了电动机？ 思考：电动机通电后为什么能够转动呢？
1.知道直流电动机的基本构造、工作原理和能量转化； 2.知道磁场对电流有力的作用,知道通电导体在磁场中
受力方向与哪些因素有关； 3.知道换向器在直流电动机中的作用； 4.了解电动机在生活中的应用。
一 了解电动机的结构
电动机就是现在人们通常所指的马达； 笔记
电动机是把电能转化为机械能的动力机器。
一 了解电动机的结构
一 了解电动机的结构
通过观看视频，思考以下问题： ➢ 1.电动机内部的基本结构有哪些？
换向器
线圈
磁体
电动机的两个最主要的部件是 定子 和 转子 。
二 电动机转动原因的猜想
通过观看视频，思考以下问题： ➢ 2、猜想电动机转动的原因？
2.当线圈平面运动到与磁场垂直时， 通电线圈受平衡力作用，这个位置叫 做平衡位置。这时由于惯性，线圈还 会继续转动，越过平衡位置后，磁场 力又会使线圈逆时针旋转，致使通电 线圈最终静止在平衡位置。
四 换向器的作用
改变力的方向
改变电流的方向 改变磁场的方向
四 换向器的作用 换向器由两个彼此绝缘的半铜环(E、F)组成
几点说明： 1.力的方向与电流方向垂直，又跟磁感线方向垂直。 （若磁感线与电流方向平行呢？） 2.受力方向与电流方向和磁感线方向有关。（有何 种关系？）
四 换向器的作用
分析通电线圈在磁场中的运动
问题：实验中的通电直导线运动一段距离就会离开磁场，很难持续地运动。 那么通电线圈可以持续地转动吗？
1.开始通电线圈在磁场中两边受力方 向相反，线圈顺时针转动；
一个线圈