1、第二十章第二十章 电与磁电与磁第第4节节 电动机电动机人教版人教版 物理物理 九年级九年级 下册下册机床机床电扇电扇电梯电梯电力机车电力机车洗衣机洗衣机电动玩具电动玩具电动机通电后为什么能够转动呢？电动机的工作原理是什么？电动机通电后为什么能够转动呢？电动机的工作原理是什么？1.知道通电导线在磁场中受力方向与电流及磁场的方向知道通电导线在磁场中受力方向与电流及磁场的方向都有关系；通过实验，知道都有关系；通过实验，知道电动机的基本原理电动机的基本原理是通电导是通电导线在磁场中受到力的作用；线在磁场中受到力的作用；了解了解电动机的基本构造电动机的基本构造以及以及换向器在直流电动机中的作用换向器在直
2、流电动机中的作用。2.通过将初步了解的物理知识转化成实际应用技术，进通过将初步了解的物理知识转化成实际应用技术，进一步提高学生学习科学知识和应用物理知识的兴趣。一步提高学生学习科学知识和应用物理知识的兴趣。I+_ _磁体周围存在什么？磁体周围存在什么？通电直导体周围存在什么？通电直导体周围存在什么？磁场磁场磁场磁场磁体间通过磁场相互作用磁体间通过磁场相互作用通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？知识点 1实验表明实验表明通电导体在磁场中要受到力的通电导体在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系。磁感线的
3、方向都有关系。在该现象中，电能转化为机械能。在该现象中，电能转化为机械能。点击观看通电直导体在磁场中受到力的作用磁场对通电导体的作用磁场对通电导体的作用磁场方向不变，改磁场方向不变，改变电流方向，磁场变电流方向，磁场中导体受力方向也中导体受力方向也发生了改变。发生了改变。闭合开关，原来闭合开关，原来静止在磁场中的静止在磁场中的导体发生运动。导体发生运动。电流方向不变，电流方向不变，改变磁场方向，改变磁场方向，磁场中导体受力磁场中导体受力方向发生了改变。方向发生了改变。NIF甲甲SI乙乙FNSIF丙丙NS实验现象实验现象I丁丁FNS磁场方向和电流方磁场方向和电流方向都改变时，磁场向都改变时，磁场
4、中导体受力方向则中导体受力方向则不不改改变。变。实验结论：通电导线在磁场中的受力方向跟实验结论：通电导线在磁场中的受力方向跟电流的方向电流的方向、磁感线磁感线的方向的方向都有关系。其一改变，受力方向改变；都改变，受力方向都有关系。其一改变，受力方向改变；都改变，受力方向则不变。则不变。通电导线在磁场中的受力方向通电导线在磁场中的受力方向 通电线圈在磁场中可以转过通电线圈在磁场中可以转过一个角度，但不能持续转动。一个角度，但不能持续转动。如何使通电线圈在磁场中持续转动如何使通电线圈在磁场中持续转动？磁场方向磁场方向电流方向电流方向转动方转动方向向通电圈在磁场中转动通电圈在磁场中转动点击观看通电线
5、圈在磁场中转动 实验中，将线圈一端的实验中，将线圈一端的漆皮全部刮掉，另一端的漆皮漆皮全部刮掉，另一端的漆皮只刮掉半周只刮掉半周，线圈就能持续地，线圈就能持续地转动起来。转动起来。只刮掉半周的目的是什么？只刮掉半周的目的是什么？让线圈转起来让线圈转起来点击观看让线圈转起来通电圈在磁场中转动通电圈在磁场中转动点击图片观看通电线圈在磁场点击图片观看通电线圈在磁场中转动中转动通电线圈在磁场中两边受力，通电线圈在磁场中两边受力，但但方向相反方向相反，发生顺时针转动。，发生顺时针转动。当线圈的平面与磁场垂直时，通电当线圈的平面与磁场垂直时，通电线圈受线圈受平衡力平衡力作用，达到平衡位置。作用，达到平衡位
6、置。这时由于这时由于惯性惯性，线圈还会继续转动。，线圈还会继续转动。现象分析现象分析线圈靠惯性越过平衡位置后，磁场力线圈靠惯性越过平衡位置后，磁场力作用的结果使线圈逆时针旋转。作用的结果使线圈逆时针旋转。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。现象分析现象分析设计思路：设计思路：如果在线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，由于惯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？转下去了吗？将线圈一端的漆皮全部刮掉，另一端的漆皮将线圈一端的漆皮全部刮掉，另一端的漆皮
7、只只刮掉半周刮掉半周，从而保证给线圈适时供电或停电。，从而保证给线圈适时供电或停电。这种设计，线圈每转一周，这种设计，线圈每转一周，只有半周获得动力只有半周获得动力，在另半周线圈将要受到阻碍它转动的力时没有在另半周线圈将要受到阻碍它转动的力时没有电流通过，线圈不受力；当线圈靠惯性转过这电流通过，线圈不受力；当线圈靠惯性转过这半周后，又回到原来的状态，线圈又受到向同半周后，又回到原来的状态，线圈又受到向同方向转动的力，以保证线圈继续持续转动下去。方向转动的力，以保证线圈继续持续转动下去。如何使线圈持续地转动下去？如何使线圈持续地转动下去？通过通过换向器换向器可以使线圈可以使线圈中电流中电流每半每
8、半周改变一次周改变一次。两个铜半环两个铜半环电刷电刷换向器换向器 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、更有力了吗？平稳、更有力了吗？实际的电动机是通过实际的电动机是通过换向器换向器来实现这一目的的。来实现这一目的的。换向器换向器换向器的作用：当线圈每转到平衡换向器的作用：当线圈每转到平衡位置时，位置时，自动改变线圈中电流方向自动改变线圈中电流方向，从而实现了线圈的持续转动。从而实现了线圈的持续转
9、动。电动机利用了电动机利用了通电线圈在磁场中受通电线圈在磁场中受力转动的原理力转动的原理来工作的。来工作的。电动机工作时电动机工作时将电能转化为机械能将电能转化为机械能。直流电动机的工作过程直流电动机的工作过程点击观看电动机原理abNS1.（2019镇江）如图是探究镇江）如图是探究“通电导线在磁场中受力通电导线在磁场中受力”的实验的实验装置。瞬间接通电路，原来静止的导线装置。瞬间接通电路，原来静止的导线ab向右运动。要使导线向右运动。要使导线ab向左运动，可行的措施是（）向左运动，可行的措施是（）A将磁体的将磁体的N、S极对调极对调 B增大电源电压增大电源电压 C换用磁性更强的磁体换用磁性更强
10、的磁体 D将磁体的将磁体的N、S极对调，同时改变电流的方向极对调，同时改变电流的方向 A连 接 中 考连 接 中 考连 接 中 考连 接 中 考2.（2019扬州）如图为直流电动机的工作原理图，分析正确的是扬州）如图为直流电动机的工作原理图，分析正确的是（）（）A改变磁场方向可以改变线圈转动的方向改变磁场方向可以改变线圈转动的方向 B电动机通电后不转，一定是电路断路电动机通电后不转，一定是电路断路 C电动机工作过程中，消耗的电能全部转电动机工作过程中，消耗的电能全部转 化为机械能化为机械能 D线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的 A3.（2018徐州）如图所示的
11、直流电动机模型，把线圈两端导线徐州）如图所示的直流电动机模型，把线圈两端导线的漆按图中方法刮去，通电后线圈能否连续转动？的漆按图中方法刮去，通电后线圈能否连续转动？_。如果通过线圈的电流变大，线圈的转动速度如果通过线圈的电流变大，线圈的转动速度将变将变_。如果改变线圈中的电流方向，。如果改变线圈中的电流方向，线圈的转动方向将线圈的转动方向将_。能能大大改变改变连 接 中 考连 接 中 考4.（包头中考）如图是某灵敏电流计的内部结构示意图，线圈（包头中考）如图是某灵敏电流计的内部结构示意图，线圈在磁场中，指针与线圈相连。当线圈中在磁场中，指针与线圈相连。当线圈中有电流通过时，线圈会转动，原因是有
12、电流通过时，线圈会转动，原因是_；若改变线；若改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向将圈中的电流方向，指针的偏转方向将_。通电线圈在磁场中受力通电线圈在磁场中受力改变改变连 接 中 考连 接 中 考1.电磁炮是利用电磁技术制成的一种新型武器，具有速度电磁炮是利用电磁技术制成的一种新型武器，具有速度快、命中率高等特点。其原理是利用磁场对通电导体的作快、命中率高等特点。其原理是利用磁场对通电导体的作用，下列叙述中与此原理相同的是（）用，下列叙述中与此原理相同的是（）A水轮机带动发电机工作为我们提供源源不断的电能水轮机带动发电机工作为我们提供源源不断的电能 B奥斯特发现通电导线能使小磁针偏转方向奥斯特
13、发现通电导线能使小磁针偏转方向 C电动机接通电源正常工作电动机接通电源正常工作 D工厂使用大型电磁铁完成物品运输任务工厂使用大型电磁铁完成物品运输任务 C基 础 巩 固 题基 础 巩 固 题2.如图所示，干电池底部吸有强磁铁（可导电），在干电池的正极如图所示，干电池底部吸有强磁铁（可导电），在干电池的正极上支有一上支有一“门门”字形导线框，导线框字形导线框，导线框B侧和套在强磁铁上导电圆环侧和套在强磁铁上导电圆环C连接，导线框和圆环连接，导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动，圆环能够一起绕干电池持续转动，圆环C在转动在转动过程中与强磁铁接触良好。导线框转动的动力来源过程中与强磁铁接触良好。导
14、线框转动的动力来源 （）（）A只有线框只有线框A侧受到磁场对电流的作用侧受到磁场对电流的作用 B只有线框只有线框B侧受到磁场对电流的作用侧受到磁场对电流的作用 C线框线框A侧、侧、B侧都受到磁场对电流的作用侧都受到磁场对电流的作用 D线框线框A侧、侧、B侧都不受到磁场对电流的作用，侧都不受到磁场对电流的作用，是受到的其他外力是受到的其他外力 B基 础 巩 固 题基 础 巩 固 题3.【多选多选】下列关于电动机的说法中正确的是（）下列关于电动机的说法中正确的是（）A电动机是将机械能转化为电能的装置电动机是将机械能转化为电能的装置B换向器使通入线圈内的电流方向发生有规律的变换向器使通入线圈内的电流
15、方向发生有规律的变 化，从而让线圈能不停地转动化，从而让线圈能不停地转动C当电动机内的线圈转到其平面与磁场方向垂直的位当电动机内的线圈转到其平面与磁场方向垂直的位 置时会停止转动置时会停止转动D直流电动机模型中线圈是靠惯性转过平衡位置的直流电动机模型中线圈是靠惯性转过平衡位置的BD基 础 巩 固 题基 础 巩 固 题在探究在探究“电动机为什么会转动电动机为什么会转动”的实验中：的实验中：（1）我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放）我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在_，磁体会
16、对通电导体产生力的作用吗？磁体会对通电导体产生力的作用吗？（2）如图所示，将一根导体）如图所示，将一根导体ab置置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，导体开关前，导体_，闭合，闭合开关后，导体开关后，导体_，说明磁，说明磁场对场对_导体有力的作用。导体有力的作用。磁场磁场静止不动静止不动运动运动通电通电能 力 提 升 题能 力 提 升 题（3）断开开关，将图中磁铁的）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会极对调，再闭合开关，会发现导体发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向的运动方向与对调前的运动方向_，说明通电，说明通电导体在磁场中的受力方向与导体在磁
17、场中的受力方向与_有关。有关。（4）断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会）断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向的运动方向与对调前的运动方向_，说明通，说明通电导体在磁场中的受力方向与电导体在磁场中的受力方向与_有关。有关。（5）如果同时改变磁场方向和电流方向，）如果同时改变磁场方向和电流方向，_确定受力方确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关（填向与磁场方向或电流方向是否有关（填“能能”或或“不能不能”）。）。相反相反 磁场方向磁场方向 相反相反 电流方向电流方向 不能不能 能 力 提 升 题能 力 提 升 题通电导体在磁场中受到力的作用通电导体在磁场中受到力的作用电动机电动机电动机电动机 能量转化：电能转化为机械能能量转化：电能转化为机械能基本组成基本组成原理原理磁场对通电导体的作用力的方向磁场对通电导体的作用力的方向电流方向电流方向磁场方向磁场方向转子转子定子定子作业内容教材作业完成课后完成课后“动手动脑学物理动手动脑学物理”练习练习自主安排配套练习册练习配套练习册练习
