九年級物理下冊第十六章第四節(jié)電動機課件魯科版五四制

1、第四節(jié)電動機一、磁場對通電導線的作用一、磁場對通電導線的作用1.1.現(xiàn)象：通電導線在磁場中現(xiàn)象：通電導線在磁場中_的作用。的作用。2.2.影響受力方向的因素影響受力方向的因素(1)_(1)_方向方向; ;(2)_(2)_方向。方向。受到力受到力電流電流磁感線磁感線二、生活中的電動機二、生活中的電動機1.1.工作原理：根據(jù)工作原理：根據(jù)_的原理制成的原理制成的。的。2.2.構(gòu)造：構(gòu)造：(1)(1)轉(zhuǎn)子：能夠轉(zhuǎn)子：能夠_的部分。的部分。(2)(2)定子：定子：_的部分。的部分。3.3.能量轉(zhuǎn)化：將能量轉(zhuǎn)化：將_能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為_能。能。4.4.優(yōu)點：構(gòu)造簡單優(yōu)點：構(gòu)造簡單, ,控制控制_,_,體積

2、小體積小, ,效率效率_,_,功率可大可小功率可大可小, ,無無_。通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動固定不動固定不動電電機械機械方便方便污染污染高高三、換向器三、換向器1.1.組成：由兩個銅制半圓環(huán)構(gòu)成。組成：由兩個銅制半圓環(huán)構(gòu)成。2.2.作用：每當線圈剛轉(zhuǎn)過作用：每當線圈剛轉(zhuǎn)過_,_,能夠自動改變線圈中的能夠自動改變線圈中的_使線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動。使線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動。平衡位置平衡位置電流方向電流方向探究探究1 1 探究磁場對通電導線的作用探究磁場對通電導線的作用結(jié)合結(jié)合“探究磁場對通電導線的作用探究磁場對通電導線的作用”的實驗裝置的實驗裝置, ,采用控制變量法進行實采用控制變量

3、法進行實驗時驗時, ,為保證實驗效果為保證實驗效果, ,磁體的磁性盡磁體的磁性盡量要強量要強, ,電流要大電流要大, ,導線質(zhì)量要輕。導線質(zhì)量要輕。1.1.當電路閉合時當電路閉合時, ,導線運動起來導線運動起來, ,該現(xiàn)象表明了該現(xiàn)象表明了_。提示：提示：電路閉合電路閉合, ,導線中就有了電流導線中就有了電流, ,導線就運動導線就運動, ,說明磁場對說明磁場對通電導線有力的作用。通電導線有力的作用。參考答案：參考答案：磁場對通電導線有力的作用磁場對通電導線有力的作用2.2.當保持磁場方向不變當保持磁場方向不變, ,改變電流方向時改變電流方向時, ,導線運動方向與第一導線運動方向與第一次相同嗎次

4、相同嗎? ?這說明什么這說明什么? ?提示：提示：保持磁場方向不變保持磁場方向不變, ,改變電流方向時改變電流方向時, ,導線的運動方向改導線的運動方向改變變, ,說明通電導線受到的力的方向與電流的方向有關(guān)說明通電導線受到的力的方向與電流的方向有關(guān)參考答案：參考答案：不相同說明通電導線受到的力的方向與電流的方不相同說明通電導線受到的力的方向與電流的方向有關(guān)向有關(guān)3.3.當保持電流方向不變當保持電流方向不變, ,改變磁場方向時改變磁場方向時, ,導線運動方向與第一導線運動方向與第一次相同嗎次相同嗎? ?這說明什么這說明什么? ?提示：提示：保持電流方向不變保持電流方向不變, ,改變磁場方向時改變

5、磁場方向時, ,導線的運動方向改導線的運動方向改變變, ,說明通電導線受到的力的方向與磁場的方向有關(guān)。說明通電導線受到的力的方向與磁場的方向有關(guān)。參考答案：參考答案：不相同說明通電導線受到的力的方向與磁場的方不相同說明通電導線受到的力的方向與磁場的方向有關(guān)向有關(guān)4.4.當導線當導線abab換成線圈時換成線圈時, ,上述規(guī)律還成立嗎上述規(guī)律還成立嗎? ?提示：提示：當導線當導線abab換成線圈時換成線圈時, ,線圈在磁場中的那條邊也可以看線圈在磁場中的那條邊也可以看成一段導體成一段導體, ,所以上述規(guī)律仍然成立。所以上述規(guī)律仍然成立。參考答案：參考答案：成立成立【歸納提升歸納提升】(1)(1)方

6、向：通電導體在磁場中受到力的作用而運方向：通電導體在磁場中受到力的作用而運動動, ,作用力的方向與磁場方向和電流方向有關(guān)作用力的方向與磁場方向和電流方向有關(guān), ,當這兩個因素中當這兩個因素中的任何一個改變時的任何一個改變時, ,作用力的方向就會改變作用力的方向就會改變; ;若兩個因素都改變?nèi)魞蓚€因素都改變時時, ,作用力的方向不變。作用力的方向不變。(2)(2)大?。捍艌鰧ν妼w作用力的大大?。捍艌鰧ν妼w作用力的大小與磁場的強弱和電流的大小有關(guān)小與磁場的強弱和電流的大小有關(guān), ,磁場越強磁場越強, ,電流越大電流越大, ,作用作用力就越大。力就越大?！踞槍τ柧氠槍τ柧殹空n堂上課堂上, ,

7、老師做了如圖所示的演示實驗老師做了如圖所示的演示實驗, ,給直導線給直導線( (鋁棒鋁棒) )通電通電, ,觀察到直導線運動起來。觀察到直導線運動起來。(1)(1)實驗現(xiàn)象說明實驗現(xiàn)象說明_有力的作用有力的作用,_,_機就是利用這機就是利用這種原理制成的。種原理制成的。(2)(2)判斷判斷“有力的作用有力的作用”的依據(jù)是的依據(jù)是_。a.a.力是維持物體運動的原因力是維持物體運動的原因b.b.一切物體都有慣性一切物體都有慣性c.c.物體運動狀態(tài)改變時物體運動狀態(tài)改變時, ,一定受到力的作用一定受到力的作用(3)(3)將磁極上下對調(diào)將磁極上下對調(diào), ,觀察直導線的運動情況觀察直導線的運動情況, ,

8、這樣操作是為了這樣操作是為了研究研究_?！窘棠憬忸}教你解題】分析題目關(guān)鍵點分析題目關(guān)鍵點關(guān)鍵點關(guān)鍵點1 1：利用轉(zhuǎn)換法、控制變量法。：利用轉(zhuǎn)換法、控制變量法。關(guān)鍵點關(guān)鍵點2 2：根據(jù)力與運動的關(guān)系判斷是否有力的作用。：根據(jù)力與運動的關(guān)系判斷是否有力的作用?！揪v精析精講精析】(1)(1)給直導線通電給直導線通電, ,觀察到直導線在磁場中運動起觀察到直導線在磁場中運動起來來, ,表明磁場對通電導體有力的作用表明磁場對通電導體有力的作用, ,這一原理的重要應用就是這一原理的重要應用就是電動機。電動機。(2)(2)根據(jù)力的作用效果根據(jù)力的作用效果( (使物體發(fā)生形變或改變物體的使物體發(fā)生形變或改變物

9、體的運動狀態(tài)運動狀態(tài)),),可以判斷出物體是否受到力的作用?？梢耘袛喑鑫矬w是否受到力的作用。(3)(3)在電流方在電流方向不變時向不變時, ,改變磁場方向改變磁場方向, ,是為了研究通電導體在磁場中的受力是為了研究通電導體在磁場中的受力方向與磁場方向是否有關(guān)。方向與磁場方向是否有關(guān)。答案：答案：(1)(1)磁場對通電導體電動磁場對通電導體電動 (2)c (3)(2)c (3)通電導體在磁場通電導體在磁場中的受力方向與磁場方向是否有關(guān)中的受力方向與磁場方向是否有關(guān)探究探究2 2 電動機的工作原理電動機的工作原理結(jié)合結(jié)合“線圈不能連續(xù)轉(zhuǎn)動線圈不能連續(xù)轉(zhuǎn)動”三幅圖三幅圖, ,注意觀察線圈中電流方向注

10、意觀察線圈中電流方向及線圈受力方向及線圈受力方向, ,思考下列問題：思考下列問題：1.1.圖甲中圖甲中,ab,ab邊和邊和cdcd邊為什么受力方向相反邊為什么受力方向相反? ?提示：提示：通電導體受到力的方向與電流方向有關(guān)通電導體受到力的方向與電流方向有關(guān), ,因為因為abab邊和邊和cdcd邊中的電流方向相反邊中的電流方向相反, ,所以所以abab邊和邊和cdcd邊受力方向相反。邊受力方向相反。參考答案：參考答案：abab邊和邊和cdcd邊中的電流方向相反邊中的電流方向相反2.2.線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時, ,受力嗎受力嗎? ?它能立即停止轉(zhuǎn)動嗎它能立即停止轉(zhuǎn)動嗎? ?提示：提示

11、：線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時, ,線圈上下兩個邊受力大小一樣、線圈上下兩個邊受力大小一樣、方向卻相反方向卻相反, ,這兩個力的作用效果會相互抵消這兩個力的作用效果會相互抵消, ,但線圈由于慣性但線圈由于慣性, ,會繼續(xù)運動越過平衡位置。會繼續(xù)運動越過平衡位置。參考答案：參考答案：受力但這兩個力的作用效果會相互抵消受力但這兩個力的作用效果會相互抵消, ,線圈由線圈由于慣性于慣性, ,不會立即停止。不會立即停止。3.3.線圈轉(zhuǎn)過平衡位置后線圈轉(zhuǎn)過平衡位置后, ,要使它繼續(xù)轉(zhuǎn)動下去要使它繼續(xù)轉(zhuǎn)動下去, ,需要改變線圈中需要改變線圈中電流的方向電流的方向, ,這需要通過這需要通過_來實現(xiàn)這項

12、功能。來實現(xiàn)這項功能。提示：提示：當線圈轉(zhuǎn)過平衡位置后當線圈轉(zhuǎn)過平衡位置后, ,換向器就能自動地改變線圈中換向器就能自動地改變線圈中的電流方向的電流方向, ,從而改變線圈中各邊的受力方向從而改變線圈中各邊的受力方向, ,使線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動。使線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動。參考答案：參考答案：換向器換向器【歸納提升歸納提升】改變電動機轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)速的方法改變電動機轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)速的方法(1)(1)轉(zhuǎn)動方向：改變電動機的電流方向或磁場方向可改變電動轉(zhuǎn)動方向：改變電動機的電流方向或磁場方向可改變電動機的轉(zhuǎn)動方向。機的轉(zhuǎn)動方向。(2)(2)轉(zhuǎn)速：調(diào)節(jié)電流大小和改變磁場強弱都可改變電動機的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：調(diào)節(jié)電流大小和改變磁場強弱都

13、可改變電動機的轉(zhuǎn)速。速?！踞槍τ柧氠槍τ柧殹咳鐖D所示是直流電動機兩個不同時刻的工作原理圖如圖所示是直流電動機兩個不同時刻的工作原理圖, ,以下是對以下是對直流電動機工作原理的分析直流電動機工作原理的分析, ,其中正確的是其中正確的是( () )a.a.導線導線abab在這兩個時刻電流方向不同在這兩個時刻電流方向不同, ,受到磁場力方向也不同受到磁場力方向也不同b.b.導線導線abab和和cdcd在這兩個時刻所受到的力的作用效果不同在這兩個時刻所受到的力的作用效果不同c.c.導線導線cdcd在這兩個時刻電流方向相同在這兩個時刻電流方向相同, ,轉(zhuǎn)動方向相同轉(zhuǎn)動方向相同d.d.導線導線abab和和

14、cdcd在這兩個時刻所受到力的方向都是相同的在這兩個時刻所受到力的方向都是相同的【教你解題教你解題】在線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時在線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時, ,換向器會改變線圈中的換向器會改變線圈中的電流方向電流方向, ,進而改變導線的受力方向。進而改變導線的受力方向?！揪v精析精講精析】選選a a。由于換向器的作用。由于換向器的作用, ,從甲圖到乙圖從甲圖到乙圖, ,通過通過abab和和cdcd的電流方向都發(fā)生了變化的電流方向都發(fā)生了變化, ,而磁場方向沒有發(fā)生改變而磁場方向沒有發(fā)生改變, ,故故abab和和cdcd受到的磁場力的方向與原來相反受到的磁場力的方向與原來相反, ,這樣恰好能使線圈持續(xù)這樣恰好

15、能使線圈持續(xù)地轉(zhuǎn)動下去。地轉(zhuǎn)動下去。通電導體在磁場中的受力方向通電導體在磁場中的受力方向1.1.方向：通電導體在磁場中的受力方向既跟電流方向垂直方向：通電導體在磁場中的受力方向既跟電流方向垂直, ,又又跟磁場方向垂直跟磁場方向垂直; ;若通電導體中電流方向跟磁場方向平行時若通電導體中電流方向跟磁場方向平行時, ,導導體不受磁場力的作用。體不受磁場力的作用。2.2.影響因素：若導體中的電流方向或磁場方向有一個因素改變影響因素：若導體中的電流方向或磁場方向有一個因素改變時時, ,導體受力方向隨之改變導體受力方向隨之改變; ;若二者同時改變?nèi)舳咄瑫r改變, ,則導體受力方向則導體受力方向不變。不變。

16、【典例典例】(2012(2012東營中考東營中考) )為了使電動機的轉(zhuǎn)動方向發(fā)生改變?yōu)榱耸闺妱訖C的轉(zhuǎn)動方向發(fā)生改變, ,下列措施可行的是下列措施可行的是( () )a.a.同時改變電流方向和磁場方向同時改變電流方向和磁場方向b.b.只改變電流方向或只改變磁場方向只改變電流方向或只改變磁場方向c.c.使電動機線圈中的電流增大使電動機線圈中的電流增大d.d.使磁場增強使磁場增強【精講精析精講精析】選選b b。本題考查改變電動機的轉(zhuǎn)動方向的方法。本題考查改變電動機的轉(zhuǎn)動方向的方法, ,要要改變電動機的轉(zhuǎn)動方向可以只改變電流方向或只改變磁場方向改變電動機的轉(zhuǎn)動方向可以只改變電流方向或只改變磁場方向,

17、,若同時改變電流方向和磁場方向若同時改變電流方向和磁場方向, ,則電動機的轉(zhuǎn)動方向不變則電動機的轉(zhuǎn)動方向不變, ,而而使電動機線圈中的電流增大或使磁場增強提高的是電動機的轉(zhuǎn)使電動機線圈中的電流增大或使磁場增強提高的是電動機的轉(zhuǎn)動速度動速度, ,故選故選b b。1.1.關(guān)于磁場對電流的作用的相關(guān)知識關(guān)于磁場對電流的作用的相關(guān)知識, ,下列說法正確的是下列說法正確的是( () )a.a.通電導體在磁場中的受力方向與磁場方向無關(guān)通電導體在磁場中的受力方向與磁場方向無關(guān)b.b.通電導體在磁場中的受力方向只與磁場方向有關(guān)通電導體在磁場中的受力方向只與磁場方向有關(guān)c.c.電動機中換向器的作用是改變線圈中的

18、電流方向電動機中換向器的作用是改變線圈中的電流方向d.d.要改變通電導體在磁場中的受力方向要改變通電導體在磁場中的受力方向, ,必須同時改變電流方向必須同時改變電流方向和磁場方向和磁場方向【解析解析】選選c c。通電導體在磁場中受力的方向跟電流方向和磁場。通電導體在磁場中受力的方向跟電流方向和磁場方向有關(guān)方向有關(guān), ,若只改變其中一個方向若只改變其中一個方向, ,則通電導體在磁場中受力方則通電導體在磁場中受力方向改變。若兩個方向同時改變向改變。若兩個方向同時改變, ,則受力方向不變則受力方向不變,a,a、b b、d d均錯均錯; ;電動機中換向器的作用是改變線圈中的電流方向電動機中換向器的作用

19、是改變線圈中的電流方向,c,c正確。正確。2.(20122.(2012株洲中考株洲中考) )如圖如圖, ,導線導線abab放在磁場中放在磁場中, ,接通電源后接通電源后,ab,ab向右運動向右運動, ,如要使其向左運動如要使其向左運動, ,下列方法可行的是下列方法可行的是( () )a.a.增大電路中的電流增大電路中的電流b.b.換用磁性更強的磁鐵換用磁性更強的磁鐵c.c.將電源正負極對調(diào)將電源正負極對調(diào)d.d.同時對調(diào)磁鐵兩極和電源正負極同時對調(diào)磁鐵兩極和電源正負極【解析解析】選選c c。通電導體在磁場中的受力方向與電流方向和磁。通電導體在磁場中的受力方向與電流方向和磁場方向有關(guān)場方向有關(guān),

20、 ,所以改變磁場的方向或者改變電流的方向所以改變磁場的方向或者改變電流的方向, ,都可以都可以改變通電導體的受力方向。需要注意的是改變通電導體的受力方向。需要注意的是, ,如果同時改變電流如果同時改變電流方向和磁場方向方向和磁場方向, ,則通電導體的受力方向不會改變。將電源正則通電導體的受力方向不會改變。將電源正負極對調(diào)負極對調(diào), ,改變了電流的方向改變了電流的方向, ,同時磁場方向不變同時磁場方向不變, ,所以通電導所以通電導體的受力方向會改變體的受力方向會改變, ,使導體向左運動使導體向左運動, ,故選故選c c。3.3.為了使電動機的線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動為了使電動機的線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動, ,當線圈轉(zhuǎn)過

21、什么位置時當線圈轉(zhuǎn)過什么位置時, ,換向換向器改變其中的電流方向器改變其中的電流方向( () )a.a.線圈平面與磁感線方向平行時線圈平面與磁感線方向平行時b.b.線圈平面與磁感線方向垂直時線圈平面與磁感線方向垂直時c.c.線圈平面與磁感線方向成任意角度時線圈平面與磁感線方向成任意角度時d.d.以上都不對以上都不對【解析解析】選選b b。為了使電動機的線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動。為了使電動機的線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動, ,當線圈轉(zhuǎn)過平衡當線圈轉(zhuǎn)過平衡位置位置, ,也就是線圈平面與磁感線方向垂直時也就是線圈平面與磁感線方向垂直時, ,換向器改變其中的換向器改變其中的電流方向電流方向, ,從而改變線圈的受力方向從而改變線圈

22、的受力方向, ,使線圈實現(xiàn)持續(xù)轉(zhuǎn)動。使線圈實現(xiàn)持續(xù)轉(zhuǎn)動。4.4.如圖所示如圖所示, ,直導線通電時發(fā)生偏轉(zhuǎn)直導線通電時發(fā)生偏轉(zhuǎn), ,說明說明_對電流有力的對電流有力的作用作用, ,可以利用這個原理制作可以利用這個原理制作_。如果只改變電流方。如果只改變電流方向向, ,直導線偏轉(zhuǎn)方向直導線偏轉(zhuǎn)方向_?！窘馕鼋馕觥看艌鰧Ψ湃肫渲械耐娭睂Ь€有力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)磁場對放入其中的通電直導線有力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn), ,根據(jù)這一現(xiàn)象制成了電動機根據(jù)這一現(xiàn)象制成了電動機; ;通電直導線在磁場中的受力偏轉(zhuǎn)通電直導線在磁場中的受力偏轉(zhuǎn)方向與電流方向和磁場方向都有關(guān)。只改變電流或磁場的方向方向與電流方向和磁場方向都

23、有關(guān)。只改變電流或磁場的方向, ,直導線偏轉(zhuǎn)方向改變。若同時改變電流方向和磁場方向直導線偏轉(zhuǎn)方向改變。若同時改變電流方向和磁場方向, ,直導直導線偏轉(zhuǎn)方向不變。線偏轉(zhuǎn)方向不變。答案：答案：磁場電動機改變磁場電動機改變5.5.當揚聲器中的線圈通過的電流方向如圖所示時當揚聲器中的線圈通過的電流方向如圖所示時, ,線圈向左運線圈向左運動動, ,那么當電流方向改變時那么當電流方向改變時, ,線圈將向線圈將向_運動運動; ;如此反復如此反復, ,線圈帶動紙盆線圈帶動紙盆_而發(fā)聲。而發(fā)聲?！窘馕鼋馕觥繐P聲器中的線圈通過的電流方向如題圖所示時揚聲器中的線圈通過的電流方向如題圖所示時, ,線圈線圈向左運動向左運動, ,那么當電流方向改變時那么當電流方向改變時, ,線圈受到的作用力的方向也線圈受到的作用力的方向也改變改變,