九年级物理下册 第十六章 第四节 电动机课件 鲁科版五四制

第四节电动机一、磁场对通电导线的作用1.现象：通电导线在磁场中_______的作用。2.影响受力方向的因素(1)_____方向;(2)_______方向。受到力电流磁感线二、生活中的电动机1.工作原理：根据_________________________的原理制成的。2.构造：(1)转子：能够_____的部分。(2)定子：_________的部分。3.能量转化：将___能转化为_____能。4.优点：构造简单,控制_____,体积小,效率___,功率可大可小,无_____。通电线圈在磁场中受力转动转动固定不动电机械方便污染高三、换向器1.组成：由两个铜制半圆环构成。2.作用：每当线圈刚转过_________,能够自动改变线圈中的_________使线圈继续转动。平衡位置电流方向探究1探究磁场对通电导线的作用结合“探究磁场对通电导线的作用”的实验装置,采用控制变量法进行实验时,为保证实验效果,磁体的磁性尽量要强,电流要大,导线质量要轻。1.当电路闭合时,导线运动起来,该现象表明了_________。提示：电路闭合,导线中就有了电流,导线就运动,说明磁场对通电导线有力的作用。参考答案：磁场对通电导线有力的作用2.当保持磁场方向不变,改变电流方向时,导线运动方向与第一次相同吗?这说明什么?提示：保持磁场方向不变,改变电流方向时,导线的运动方向改变,说明通电导线受到的力的方向与电流的方向有关参考答案：不相同说明通电导线受到的力的方向与电流的方向有关3.当保持电流方向不变,改变磁场方向时,导线运动方向与第一次相同吗?这说明什么?提示：保持电流方向不变,改变磁场方向时,导线的运动方向改变,说明通电导线受到的力的方向与磁场的方向有关。参考答案：不相同说明通电导线受到的力的方向与磁场的方向有关4.当导线ab换成线圈时,上述规律还成立吗?提示：当导线ab换成线圈时,线圈在磁场中的那条边也可以看成一段导体,所以上述规律仍然成立。参考答案：成立【归纳提升】(1)方向：通电导体在磁场中受到力的作用而运动,作用力的方向与磁场方向和电流方向有关,当这两个因素中的任何一个改变时,作用力的方向就会改变;若两个因素都改变时,作用力的方向不变。(2)大小：磁场对通电导体作用力的大小与磁场的强弱和电流的大小有关,磁场越强,电流越大,作用力就越大。【针对训练】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。(1)实验现象说明________有力的作用,________机就是利用这种原理制成的。(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(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_________________。【教你解题】分析题目关键点关键点1：利用转换法、控制变量法。关键点2：根据力与运动的关系判断是否有力的作用。【精讲精析】(1)给直导线通电,观察到直导线在磁场中运动起来,表明磁场对通电导体有力的作用,这一原理的重要应用就是电动机。(2)根据力的作用效果(使物体发生形变或改变物体的运动状态),可以判断出物体是否受到力的作用。(3)在电流方向不变时,改变磁场方向,是为了研究通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向是否有关。答案：(1)磁场对通电导体电动(2)C(3)通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向是否有关探究2电动机的工作原理结合“线圈不能连续转动”三幅图,注意观察线圈中电流方向及线圈受力方向,思考下列问题：1.图甲中,ab边和cd边为什么受力方向相反?提示：通电导体受到力的方向与电流方向有关,因为ab边和cd边中的电流方向相反,所以ab边和cd边受力方向相反。参考答案：ab边和cd边中的电流方向相反2.线圈转到平衡位置时,受力吗?它能立即停止转动吗?提示：线圈转到平衡位置时,线圈上下两个边受力大小一样、方向却相反,这两个力的作用效果会相互抵消,但线圈由于惯性,会继续运动越过平衡位置。参考答案：受力但这两个力的作用效果会相互抵消,线圈由于惯性,不会立即停止。3.线圈转过平衡位置后,要使它继续转动下去,需要改变线圈中电流的方向,这需要通过______来实现这项功能。提示：当线圈转过平衡位置后,换向器就能自动地改变线圈中的电流方向,从而改变线圈中各边的受力方向,使线圈继续转动。参考答案：换向器【归纳提升】改变电动机转动方向和转速的方法(1)转动方向：改变电动机的电流方向或磁场方向可改变电动机的转动方向。(2)转速：调节电流大小和改变磁场强弱都可改变电动机的转速。【针对训练】如图所示是直流电动机两个不同时刻的工作原理图,以下是对直流电动机工作原理的分析,其中正确的是()A.导线ab在这两个时刻电流方向不同,受到磁场力方向也不同B.导线ab和cd在这两个时刻所受到的力的作用效果不同C.导线cd在这两个时刻电流方向相同,转动方向相同D.导线ab和cd在这两个时刻所受到力的方向都是相同的【教你解题】在线圈转过平衡位置时,换向器会改变线圈中的电流方向,进而改变导线的受力方向。【精讲精析】选A。由于换向器的作用,从甲图到乙图,通过ab和cd的电流方向都发生了变化,而磁场方向没有发生改变,故ab和cd受到的磁场力的方向与原来相反,这样恰好能使线圈持续地转动下去。通电导体在磁场中的受力方向1.方向：通电导体在磁场中的受力方向既跟电流方向垂直,又跟磁场方向垂直;若通电导体中电流方向跟磁场方向平行时,导体不受磁场力的作用。2.影响因素：若导体中的电流方向或磁场方向有一个因素改变时,导体受力方向随之改变;若二者同时改变,则导体受力方向不变。【典例】(2012·东营中考)为了使电动机的转动方向发生改变,下列措施可行的是()A.同时改变电流方向和磁场方向B.只改变电流方向或只改变磁场方向C.使电动机线圈中的电流增大D.使磁场增强【精讲精析】选B。本题考查改变电动机的转动方向的方法,要改变电动机的转动方向可以只改变电流方向或只改变磁场方向,若同时改变电流方向和磁场方向,则电动机的转动方向不变,而使电动机线圈中的电流增大或使磁场增强提高的是电动机的转动速度,故选B。1.关于磁场对电流的作用的相关知识,下列说法正确的是()A.通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向无关B.通电导体在磁场中的受力方向只与磁场方向有关C.电动机中换向器的作用是改变线圈中的电流方向D.要改变通电导体在磁场中的受力方向,必须同时改变电流方向和磁场方向【解析】选C。通电导体在磁场中受力的方向跟电流方向和磁场方向有关,若只改变其中一个方向,则通电导体在磁场中受力方向改变。若两个方向同时改变,则受力方向不变,A、B、D均错;电动机中换向器的作用是改变线圈中的电流方向,C正确。2.(2012·株洲中考)如图,导线ab放在磁场中,接通电源后,ab向右运动,如要使其向左运动,下列方法可行的是()A.增大电路中的电流B.换用磁性更强的磁铁C.将电源正负极对调D.同时对调磁铁两极和电源正负极【解析】选C。通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关,所以改变磁场的方向或者改变电流的方向,都可以改变通电导体的受力方向。需要注意的是,如果同时改变电流方向和磁场方向,则通电导体的受力方向不会改变。将电源正负极对调,改变了电流的方向,同时磁场方向不变,所以通电导体的受力方向会改变,使导体向左运动,故选C。3.为了使电动机的线圈持续转动,当线圈转过什么位置时,换向器改变其中的电流方向()A.线圈平面与磁感线方向平行时B.线圈平面与磁感线方向垂直时C.线圈平面与磁感线方向成任意角度时D.以上都不对【解析】选B。为了使电动机的线圈持续转动,当线圈转过平衡位置,也就是线圈平面与磁感线方向垂直时,换向器改变其中的电流方向,从而改变线圈的受力方向,使线圈实现持续转动。4.如图所示,直导线通电时发生偏转,说明______对电流有力的作用,可以利用这个原理制作__________。如果只改变电流方向,直导线偏转方向__________。【解析】磁场对放入其中的通电直导线有力的作用而发生偏转,根据这一现象制成了电动机;通电直导线在磁场中的受力偏转方向与电流方向和磁场方向都有关。只改变电流或磁场的方向,直导线偏转方向改变。若同时改变电流方向和磁场方向,直导线偏转方向不变。答案：磁场电动机改变5.当扬声器中的线圈通过的电流方向如图所示时,线圈向左运动,那么当电流方向改变时,线圈将向________运动;如此反复,线圈带动纸盆________而发声。【解析】扬声器中的线圈通过的电流方向如题图所示时,线圈向左运动,那么当电流方向改变时,线圈受到的作用力的方向也改变,线圈将向右运动;电流交替变化时,线圈受力也交替变化,纸盆在线圈的带动下会振动发声。答案：右振动6.在探究通电导体在磁场中受力方向与什么有关时,一位同学做了图甲、乙、丙三个实验,图中AB表示闭合电路的一部分导体,导体上的箭头表示电流方向,F表示导体受力方向,S、N表示蹄形磁铁的南北极。(1)通过实验甲和乙说明,通电导体在磁场中的受力方向跟______________的方向有关。(2)通过实验甲和丙说明,通电导体在磁场中的受力方向跟________________的方向有关。【解析】本题采用控制变量法来探究通电导体在磁场中的受力方向跟什么因素有关。对比甲、乙两图,控制磁场方向相同,改变电流方向,导体受力方向相反,说明通电导体在磁场中的受力方向跟电流方向有关;同理,在甲、丙两图中,控制导体中电流方向相同,改变磁场方向,导体受力方向相反,说明通电导体在磁场中的受力方向跟磁场方向有关。答案：(1)电流(2)磁场