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初中物理人教版九年级全册第二十章 电与磁第4节 电动机优秀课件ppt
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这是一份初中物理人教版九年级全册第二十章 电与磁第4节 电动机优秀课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了教学重点，教学难点，磁场对通电导线的作用，随讲随练，磁场对通电线圈的作用，电动机的基本构造，电动机的构造，常见直流电动机，扬声器，课堂总结等内容，欢迎下载使用。
直流电动机的构造和工作原理。
磁场对通电导线的作用。
我们的生活离不开电动机，学习电动机有关知识具有非常重要的意义
想一想：这个小电动机时怎么转动起来的？
请你找出哪些地方还用到电动机？
电动机是把电能转化机械能的用电器
能够转动的部分（线圈）。
固定不动的部分（磁体）。
电动机通电后为什么能够转动呢？
电动机的工作原理又是什么？
生活、生产中、科学技术中都离不开电动机，为什么电动机通电后，它就能够转动呢？
今天我们一起学习电动机的知识。
条形磁体的磁场小磁针有力的作用
电流的磁场对小磁针有力的作用
3.那么，磁体对通电导线是不是也会有力的作用呢？
2.磁体间有相互作用，它们是通过磁场建立起的相互作用
通电导线在磁场中受到力的作用
蹄形磁体、电源、直导体ab、金属导轨、开关、导线等。
一、闭合开关，观察直导体的运动。
二、只改变磁场的方向，观察直导体的运动。三、只改变电流的方向，观察直导体的运动。四、同时改变磁场和电流的方向，观察直导体的运动。
把直导体ab放在轨道上，并置于蹄形磁体的磁场中，直导体ab与开关串联接入电源上。
闭合开关，发现通电导体向左运动
通电导线在磁场中受到力的作用
通电导线在磁场中的受力方向跟电流的方向有关。
通电导线在磁场中的受力方向跟磁感线的方向有关。
导线向右运动，与原来运动方向相反。
闭合开关，导线向左运动。
导线向右运动，与最开始运动方向相反。
1.通电导线在磁场中受到力（称为磁场力或安培力）的作用。
2.通电直导线在磁场中受到的力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。
3.当电流的方向或磁场的方向与原来相反时，通电直导线受力的方向也相反；4.当电流的方向和磁场的方向同时改变时，通电直导线受力的方向不变。
温馨提示：下面视频可选择使用
1.如图所示，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（ ）。A．换用更细的铜棒；B．将磁体的N、S极对调；C．向左移动滑动变阻器的滑片；D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调
【解析】A．换用更细的铜棒，使电阻变大电流变小，但不能改变受力的方向，所以A错误，故A不符合题意；B．将磁体的N、S极对调，磁场方向改变，则通电导体的受力方向改变，铜棒向左运动，所以B正确，故B符合题意；C．向左移动滑动变阻器的滑片，只能改变电流的大小，不能改变电流的方向，所以C错误，故C不符合题意；D．将电源正负极对调，同时将磁体磁极对调，影响磁场力方向的两个因素同时改变，则通电导体的受力方向不变，铜棒仍然向右运动，所以D错误，故D不符合题意。故选B。
2.探究磁场对通电导体的作用：（1）连接如图所示电路，闭合开关，发现导体ab在磁场中运动，说明通电导体在磁场中___________，此过程中___________能转化为___________能；（2）断开开关，将磁体N，S极对调，闭合开关，发现导体ab在磁场中运动的方向与上次运动的方向___________。
【解析】（1）[1]力能改变物体的运动状态。依题意得，通电导体ab在磁场中运动，说明电导体在磁场中受力的作用。[2][3]通电导体ab在磁场中运动，消耗的电能转化为通电导体ab的机械能。（2）[4]通电导体运动的方向与磁场方向和电流方向都有关，只改变磁场的方向，通电导体运动的方向会发生改变。所以将磁体N，S极对调，闭合开关，发现导体ab在磁场中运动的方向与上次运动的方向相反。【答案】受力的作用；电；机械；相反。
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？
线圈在（一）位置时，线圈受到的力使其顺时针转动。
线圈在（二）位置时，线圈两边ab、cd受到的平衡力作用，此位置叫平衡位置。
但线圈在由（一）位置转动到平衡位置（二）时，由于惯性，它将越过平衡位置继续转动。
线圈在（三）位置时，线圈两边ab、cd受到的力，使线圈逆时针转动。
通电线圈最后回到平衡位置（四）。
通电线圈可以在磁场里转动过一定角度，但不能持续转动。
通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发生顺时针转动。
当线圈的平面与磁场垂直时，通电线圈受平衡力作用，达到平衡位置。这时由于惯性，线圈还会继续转动。
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。
通电线圈摆动几次后，最终静止在平衡位置。
如何让线圈持续转动下去呢？
1.将线圈一端的漆皮全部刮掉，另一端的漆皮只刮掉半周，从而保证给线圈适时供电或停电。2.这种设计，线圈每转一周，只有半周获得动力，在另半周线圈没有电流通过，线圈不受力，但由于惯性继续转动，当转过这半周后，又回到原来的状态，线圈又受到向同方向转动的力，线圈就可以持续转动下去。
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？这就是直流电动机。
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
直流电动机的优点 转速可以连续调节
电动机由两部分组成：转子和定子。
能够转动的线圈，也叫转子；固定不动的磁体，也叫定子；电动机工作时，转子在定子中飞快地转动。
一、换向器主要构造：两个电刷A、B，两个铜半环E、F。
当线圈每转到平衡位置时，自动改变线圈中电流方向，从而实现了线圈的持续转动。
当线圈每转到平衡位置时，自动改变线圈中电流方向，从而实现线圈持续转动。
一、通电线圈在磁场中，ab、cd两边电流方向相反，受力方向相反，顺时针转动。
二、线圈转到平衡位置，电刷接触到换向器中间绝缘部分，不受力，利用惯性转过平衡位置。
电动机的原理：通电线圈在磁场中受力而转动。
电动机的能量转化：把电能转化为机械能。
电动机的优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高，对环境污染小。
实际的电动机为了转动平稳，转子由多组线圈组成。
1.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，使电源和线圈组成闭合电路。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（ ）。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dcda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
【解析】通电导体在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向有关，其中之一发生改变，则受力方向发生改变。A．根据题意知道，此时dc边受到磁场的作用力向下，由于ab边中电流方向与dc中电流方向相反，而磁场方向相同，所以ab边受到磁场的作用力与dc边受到磁场的作用力相反，即ab边受到磁场的作用力向上，故A错误；B．由图知道，线圈由图示位置转过180时，电流沿abcd流过线圈，故B错误；C．线圈由图示位置转过180°时，dc边中电流的方向反向，则受力方向改变，即dc边受到磁场的作用力向上，故C错误；D．线圈由图示位置转过180°时，ab边中电流的方向反向，则受力方向改变，即ab边受到磁场的作用力向下，故D正确。故选D。
2.关于电动机的说法中不正确的是（ ）。A．电动机是利用磁场对电流的作用的现象制成的；B．电动机工作时，电能转化为机械能；C．直流电动机的换向器的作用就是改变磁场方向；D．直流电动机用一段时间后会发热，说明电能也有一部分转化为内能
【解析】A．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用而转动，所以电动机是利用磁场对电流的作用的现象制成的，A正确，故A不符合题意；B．工作时需要消耗电能，将电能转化为机械能，B正确，故B不符合题意；C．换向器的作用是改变线圈中电流的方向，C不正确，故C符合题意；D．直流电动机主要是将电能转化为机械能，用一段时间后会发热，说明电能也有一部分转化为内能，D正确，故D不符合题意；故选C。
生活中，我们经常使用到扬声器（喇叭），在收音机、电视机、音响中都有扬声器，每天我们都能听到扬声器发出的悠扬声音。
扬声器是怎样发出声音的呢？
一、原理：扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。
二、构造：它主要由固定的永久磁铁、线圈和锥形纸盆构成
三、原理：扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，由于线圈中的电流方向是不断的变化，线圈就不断的来回振动，带动纸盆也不断地来回振动，于是扬声器就发出了声音。
类型1:磁场对通电导线的作用
1.如图所示，磁铁上下摆放形成稳定磁场，取闭合回路的一部分直导体ab沿东西方向放置于两磁铁中间，当闭合开关，该磁场对导体ab产生向北的作用力，则下列哪种方式可以使得该磁场对导体ab的作用力方向向东（ ）。
【解析】A．根据左手定则，电流由南向北，磁感线朝下，受力向西，故A不符合题意；B．根据左手定则，电流由北向南，磁感线朝下，受力向东，故B符合题意；C．根据左手定则，电流由东向西，磁感线朝下，受力向南，故C不符合题意；D．根据左手定则，电流由东向西，磁感线朝上，受力向北，故D不符合题意。故选B。
类型2:直流电动机工作原理
2.矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示，ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力，下列哪两段受到该磁场的作用力方向相同（ ）。A．ab段与bc段B．ab段与ed段C．ab段与fe段D．fe段与ed段
【解析】A．磁场的作用力方向与磁场方向和电流方向有关，由图可知磁场方向不变，由电路分析可知，ab段与bc段的电流方向相反，所以ab段与bc段受到该磁场的作用力方向相反，故A不符合题意；B．由电路分析可知，ab段与ed段的电流方向相同，所以ab段与ed段段受到该磁场的作用力方向相同，故B符合题意；C．由电路分析可知，ab段与fe段的电流方向相反，所以ab段与fe段受到该磁场的作用力方向相反，故C不符合题意；D．由电路分析可知，fe段与ed段的电流方向相反，所以fe段与ed段段受到该磁场的作用力方向相反，故D不符合题意。故选B。
类型3:换向器与电动机转向的调节
3.下图为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析不正确的是（ ）。A．导线ab中的电流在这两个时刻方向不同，受到的磁场力方向也不同；B．甲乙两图中的线圈再转动90度角，都能到达平衡位置；C．由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向；D．如果电动机持续转动，则电动机内外流的都是直流电
直流电动机的构造和工作原理。
磁场对通电导线的作用。
我们的生活离不开电动机，学习电动机有关知识具有非常重要的意义
想一想：这个小电动机时怎么转动起来的？
请你找出哪些地方还用到电动机？
电动机是把电能转化机械能的用电器
能够转动的部分（线圈）。
固定不动的部分（磁体）。
电动机通电后为什么能够转动呢？
电动机的工作原理又是什么？
生活、生产中、科学技术中都离不开电动机，为什么电动机通电后，它就能够转动呢？
今天我们一起学习电动机的知识。
条形磁体的磁场小磁针有力的作用
电流的磁场对小磁针有力的作用
3.那么，磁体对通电导线是不是也会有力的作用呢？
2.磁体间有相互作用，它们是通过磁场建立起的相互作用
通电导线在磁场中受到力的作用
蹄形磁体、电源、直导体ab、金属导轨、开关、导线等。
一、闭合开关，观察直导体的运动。
二、只改变磁场的方向，观察直导体的运动。三、只改变电流的方向，观察直导体的运动。四、同时改变磁场和电流的方向，观察直导体的运动。
把直导体ab放在轨道上，并置于蹄形磁体的磁场中，直导体ab与开关串联接入电源上。
闭合开关，发现通电导体向左运动
通电导线在磁场中受到力的作用
通电导线在磁场中的受力方向跟电流的方向有关。
通电导线在磁场中的受力方向跟磁感线的方向有关。
导线向右运动，与原来运动方向相反。
闭合开关，导线向左运动。
导线向右运动，与最开始运动方向相反。
1.通电导线在磁场中受到力（称为磁场力或安培力）的作用。
2.通电直导线在磁场中受到的力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。
3.当电流的方向或磁场的方向与原来相反时，通电直导线受力的方向也相反；4.当电流的方向和磁场的方向同时改变时，通电直导线受力的方向不变。
温馨提示：下面视频可选择使用
1.如图所示，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（ ）。A．换用更细的铜棒；B．将磁体的N、S极对调；C．向左移动滑动变阻器的滑片；D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调
【解析】A．换用更细的铜棒，使电阻变大电流变小，但不能改变受力的方向，所以A错误，故A不符合题意；B．将磁体的N、S极对调，磁场方向改变，则通电导体的受力方向改变，铜棒向左运动，所以B正确，故B符合题意；C．向左移动滑动变阻器的滑片，只能改变电流的大小，不能改变电流的方向，所以C错误，故C不符合题意；D．将电源正负极对调，同时将磁体磁极对调，影响磁场力方向的两个因素同时改变，则通电导体的受力方向不变，铜棒仍然向右运动，所以D错误，故D不符合题意。故选B。
2.探究磁场对通电导体的作用：（1）连接如图所示电路，闭合开关，发现导体ab在磁场中运动，说明通电导体在磁场中___________，此过程中___________能转化为___________能；（2）断开开关，将磁体N，S极对调，闭合开关，发现导体ab在磁场中运动的方向与上次运动的方向___________。
【解析】（1）[1]力能改变物体的运动状态。依题意得，通电导体ab在磁场中运动，说明电导体在磁场中受力的作用。[2][3]通电导体ab在磁场中运动，消耗的电能转化为通电导体ab的机械能。（2）[4]通电导体运动的方向与磁场方向和电流方向都有关，只改变磁场的方向，通电导体运动的方向会发生改变。所以将磁体N，S极对调，闭合开关，发现导体ab在磁场中运动的方向与上次运动的方向相反。【答案】受力的作用；电；机械；相反。
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？
线圈在（一）位置时，线圈受到的力使其顺时针转动。
线圈在（二）位置时，线圈两边ab、cd受到的平衡力作用，此位置叫平衡位置。
但线圈在由（一）位置转动到平衡位置（二）时，由于惯性，它将越过平衡位置继续转动。
线圈在（三）位置时，线圈两边ab、cd受到的力，使线圈逆时针转动。
通电线圈最后回到平衡位置（四）。
通电线圈可以在磁场里转动过一定角度，但不能持续转动。
通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发生顺时针转动。
当线圈的平面与磁场垂直时，通电线圈受平衡力作用，达到平衡位置。这时由于惯性，线圈还会继续转动。
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。
通电线圈摆动几次后，最终静止在平衡位置。
如何让线圈持续转动下去呢？
1.将线圈一端的漆皮全部刮掉，另一端的漆皮只刮掉半周，从而保证给线圈适时供电或停电。2.这种设计，线圈每转一周，只有半周获得动力，在另半周线圈没有电流通过，线圈不受力，但由于惯性继续转动，当转过这半周后，又回到原来的状态，线圈又受到向同方向转动的力，线圈就可以持续转动下去。
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？这就是直流电动机。
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
直流电动机的优点 转速可以连续调节
电动机由两部分组成：转子和定子。
能够转动的线圈，也叫转子；固定不动的磁体，也叫定子；电动机工作时，转子在定子中飞快地转动。
一、换向器主要构造：两个电刷A、B，两个铜半环E、F。
当线圈每转到平衡位置时，自动改变线圈中电流方向，从而实现了线圈的持续转动。
当线圈每转到平衡位置时，自动改变线圈中电流方向，从而实现线圈持续转动。
一、通电线圈在磁场中，ab、cd两边电流方向相反，受力方向相反，顺时针转动。
二、线圈转到平衡位置，电刷接触到换向器中间绝缘部分，不受力，利用惯性转过平衡位置。
电动机的原理：通电线圈在磁场中受力而转动。
电动机的能量转化：把电能转化为机械能。
电动机的优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高，对环境污染小。
实际的电动机为了转动平稳，转子由多组线圈组成。
1.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，使电源和线圈组成闭合电路。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（ ）。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dcda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
【解析】通电导体在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向有关，其中之一发生改变，则受力方向发生改变。A．根据题意知道，此时dc边受到磁场的作用力向下，由于ab边中电流方向与dc中电流方向相反，而磁场方向相同，所以ab边受到磁场的作用力与dc边受到磁场的作用力相反，即ab边受到磁场的作用力向上，故A错误；B．由图知道，线圈由图示位置转过180时，电流沿abcd流过线圈，故B错误；C．线圈由图示位置转过180°时，dc边中电流的方向反向，则受力方向改变，即dc边受到磁场的作用力向上，故C错误；D．线圈由图示位置转过180°时，ab边中电流的方向反向，则受力方向改变，即ab边受到磁场的作用力向下，故D正确。故选D。
2.关于电动机的说法中不正确的是（ ）。A．电动机是利用磁场对电流的作用的现象制成的；B．电动机工作时，电能转化为机械能；C．直流电动机的换向器的作用就是改变磁场方向；D．直流电动机用一段时间后会发热，说明电能也有一部分转化为内能
【解析】A．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用而转动，所以电动机是利用磁场对电流的作用的现象制成的，A正确，故A不符合题意；B．工作时需要消耗电能，将电能转化为机械能，B正确，故B不符合题意；C．换向器的作用是改变线圈中电流的方向，C不正确，故C符合题意；D．直流电动机主要是将电能转化为机械能，用一段时间后会发热，说明电能也有一部分转化为内能，D正确，故D不符合题意；故选C。
生活中，我们经常使用到扬声器（喇叭），在收音机、电视机、音响中都有扬声器，每天我们都能听到扬声器发出的悠扬声音。
扬声器是怎样发出声音的呢？
一、原理：扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。
二、构造：它主要由固定的永久磁铁、线圈和锥形纸盆构成
三、原理：扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，由于线圈中的电流方向是不断的变化，线圈就不断的来回振动，带动纸盆也不断地来回振动，于是扬声器就发出了声音。
类型1:磁场对通电导线的作用
1.如图所示，磁铁上下摆放形成稳定磁场，取闭合回路的一部分直导体ab沿东西方向放置于两磁铁中间，当闭合开关，该磁场对导体ab产生向北的作用力，则下列哪种方式可以使得该磁场对导体ab的作用力方向向东（ ）。
【解析】A．根据左手定则，电流由南向北，磁感线朝下，受力向西，故A不符合题意；B．根据左手定则，电流由北向南，磁感线朝下，受力向东，故B符合题意；C．根据左手定则，电流由东向西，磁感线朝下，受力向南，故C不符合题意；D．根据左手定则，电流由东向西，磁感线朝上，受力向北，故D不符合题意。故选B。
类型2:直流电动机工作原理
2.矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示，ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力，下列哪两段受到该磁场的作用力方向相同（ ）。A．ab段与bc段B．ab段与ed段C．ab段与fe段D．fe段与ed段
【解析】A．磁场的作用力方向与磁场方向和电流方向有关，由图可知磁场方向不变，由电路分析可知，ab段与bc段的电流方向相反，所以ab段与bc段受到该磁场的作用力方向相反，故A不符合题意；B．由电路分析可知，ab段与ed段的电流方向相同，所以ab段与ed段段受到该磁场的作用力方向相同，故B符合题意；C．由电路分析可知，ab段与fe段的电流方向相反，所以ab段与fe段受到该磁场的作用力方向相反，故C不符合题意；D．由电路分析可知，fe段与ed段的电流方向相反，所以fe段与ed段段受到该磁场的作用力方向相反，故D不符合题意。故选B。
类型3:换向器与电动机转向的调节
3.下图为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析不正确的是（ ）。A．导线ab中的电流在这两个时刻方向不同，受到的磁场力方向也不同；B．甲乙两图中的线圈再转动90度角，都能到达平衡位置；C．由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向；D．如果电动机持续转动，则电动机内外流的都是直流电
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