人教版（2024）九年级全册第4节 电动机教案配套课件ppt

这是一份人教版（2024）九年级全册第4节 电动机教案配套课件ppt，共33页。PPT课件主要包含了复习引入，电动机，磁场对通电导线的作用，想想做做，电动机的基本构造，知识点二电动机，课堂练习，实战演练，实验探究，知识要点等内容，欢迎下载使用。

电磁铁电磁铁的磁性电磁继电器
机床、水泵，需要电动机带动；电力机车、电梯，需要电动机牵引。家庭生活中的电扇、冰箱、洗衣机，甚至各种电动玩具都离不开电动机。电动机已经应用在现代社会生活的各个方面。给电动机通电，它就能够转动，这是为什么？
我们知道，磁体在磁场中会受到力的作用。磁体间通过磁场相互作用，通电导线周围有磁场。那么通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？
如图所示，把导线ab放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，观察它的运动。把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线ab的电流方向与原来相反，观察导线ab的运动方向。保持导线ab中的电流方向不变，但把蹄形磁体上下磁极调换一下，使磁场方向与原来相反，观察导线ab的运动方向。
实验表明，通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系，当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。如果把一个通电的线框放到磁场中，它会怎样运动？
如图所示，把线框放在磁场里，接通电源，让电流通过，观察它的运动，并分析线框的受力情况。
可以看到，通电线框在磁场中可以转过一个角度，但不能持续转动。不过利用上面的现象，我们可以想办法让线圈在磁场中转起来，试试看！
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让线圈转起来：把一段粗漆包线绕成约3 cm×2 cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3 cm。然后，用小刀刮两端引线的漆皮，左端全部刮掉，右端只刮上半周或下半周（见右上图）。用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁（见右下图）。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。这就是一台小小电动机！
电动机由两部分组成：能够转动的线圈和固定不动的磁体。在电动机里，能够转动的部分叫作转子，固定不动的部分叫作定子。电动机工作时，转子在定子中飞快地转动。在上面的“想想做做”中，我们使线圈转起来了。那么，线圈为什么能不停地转动呢？
如图所示，使线圈位于磁体两磁极间的磁场中。一、使线圈静止在图乙位置上，闭合开关，发现线圈并没有运动。这是由于线圈上下两个边受力大小一样、方向却相反。这个位置是线圈的平衡位置。
二、使线圈静止在图甲位置上，闭合开关，线圈受力沿顺时针方向转动，并由于惯性而越过平衡位置，但不能继续转下去，最后要返回平衡位置。想一想为什么会返回呢？
三、使线圈静止在图丙位置上，这是刚才线圈冲过平衡位置以后所到达的地方。闭合开关，线圈逆时针转动，说明线圈在这个位置所受的力阻碍它沿顺时针方向转动。
线圈不能连续转动，是因为线圈越过了平衡位置以后，受到的力要阻碍它的转动。如果在越过了平衡位置后停止对线圈供电，由于惯性，线圈不是就能连续转下去了吗？那么用什么方法停止对线圈供电呢？前面我们采用刮去引线漆皮的办法来控制电路的通断，即一端的漆皮全部刮掉，另一端的漆皮只刮上半周或下半周，从而保证给线圈适时供电或停电。这种设计，线圈每转一周，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，线圈又受到向同方向转动的力，以保证线圈继续转动下去。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电流的方向，使线圈在后半周也获得动力，线圈将会更平稳、更有力地转动下去。那么，如何使线圈在后半周也能获得向同方向转动的力呢？
实际的电动机是通过换向器来实现这一目的的。换向器的构造如图所示。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。
这样，无论线圈的哪个边，只要它处于靠近磁体S极的一侧，其中的电流都是从读者这边朝纸内的方向流去，这时它的受力方向总是相同的，线圈就可以不停地转动下去了，实际的电动机都有多个线圈，每个线圈都接在一对换向片上，以保证每个线圈在转动的过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动（见右图）。
磁场对通电导线的作用：通电导线在磁场中受到力的作用，受力的方向和导线中的电流方向以及磁场方向有关。当电流方向或者磁场方向改变时，则通电导线在磁场中受到的力的方向也将随之改变，但若是电流方向和磁场方向同时改变则通电导线在磁场中受到的力的方向不变。通电导线在磁场中受力的条件：只有当通电导线与磁场方向成一定倾斜角度或垂直时，通电导线才会受到磁场的力的作用；当通电导线与磁场方向平行时，通电导线将不受磁场力的作用。
知识点一：磁场对通电导线的作用
磁场对通电线框的作用：如图所示，磁场不仅对通电导线有力的作用，对通电线框也有力的作用，图（a）中ab边和cd边所受力的方向相反且不在同一直线上，于是通电线框便能在该磁场中转动。当其转动到图（b）位置时，ab边和cd边所受磁场力的大小相等、方向相反且在同一直线上，这时磁场对通电线框没有转动作用，线框这时处于一个平衡位置。
通电线框在磁场中转动的方向和线框中电流的方向以及磁场方向有关，其转动速度与线框中电流的大小以及磁场强度有关。电动机构成：如图所示，直流电动机由能够转动的线圈、固定不动的磁体组成。电动机中，能够转动的部分叫作转子，固定不支的部分叫作定子。原理：通电线圈在磁场中受到力的作用会转动。
换向器：俗称整流子，是直流永磁串激电动机上为了能够让电动机持续转动下去的一个部件。当线圈通过电流后，会在永磁铁的作用下，通过吸引和排斥力转动，当它转到和磁铁平衡时，原来通着电的线圈对应换向器上的触片就与电刷分离开，而电刷连接到符合产生推动力的那组线圈对应的触片上，这样不停地重复下去，直流电动机就转起来了。
例题1：如图所示为研究磁场对通电导线作用的实验装置。当接通电源，有电流由a至b通过导线ab时，它将受到磁场力作用而向左运动，则（ ）。
A. 当磁场方向改变时，导线ab将向右运动，机械能将转为电能B. 当电流方向改变时，导线ab将向左运动，电能转化为机械能C. 当电流方向和磁场方向同时改变时，导线ab将向左运动D. 当电流方向和磁场方向同时改变时，导线ab将向右运动
【解析】只改变一个影响因素，受力运动方向改变，但能量的转化是电能转化为机械能，故前半句对，后半句错，故选项A错误；只改变一个影响因素，受力运动方向改变，故前半句错，后半句对，故选项B错误；两个影响因素同时改变时，受力运动方向不变，故选项C正确，选项D错误。
例题2：（多选）电动机正常工作时，（ ）。
A. 电能全部转化为内能B. 电能全部转化为机械能C. 电能主要转化为机械能，只有一小部分转化为内能D. 电功率等于机械功率和热功率之和
【解析】电动机正常工作时，消耗的电能主要转化为机械能和小部分内能，故选项A、B错误，选项C正确；根据能量转化和守恒定律得知电功率等于机械功率和热功率之和。
例题1：下列用电器中，属于利用“通电导线在磁场中受磁场力的作用”原理工作的是（ ）。
A. 电炉B. 白炽灯C. 电热毯D. 电风扇
例题2：如图所示，用来探究通电导线在磁场中受到力的作用的实验装置是（ ）。
【解析】导线中没有电流时，小磁针指向南北方向，当导线中有电流通过时，小磁针的指向发生偏转，由此体现了电流的周围存在磁场，故选项A错误；开关断开，导体中没有电流时，导体在磁场中静止，当开关闭合，导体中有电流通过时，导体运动起来，说明通电导体在磁场中受到力的作用，故选项B正确；导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针偏转，说明电路中产生了电流，这是电磁感应现象，故选项C错误；图示的装置是发电机，应用的理论是电磁感应，故选项D错误。
例题3：电动机的工作原理是（ ），
A. 磁化现象B. 电流周围存在着磁场C. 电磁感应现象D. 磁场对通电导体的作用
例题4：电动机的作用是（ ）。
A. 把电能变为化学能B. 把电能变为内能C. 把电能变为原子能D. 把电能变为机械能
【解析】电动机的原理是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，所以消耗了电能得到了机械能，即把电能变为机械能，故选项A、B、C错误，选项D正确。
1. 通电导线在磁场中受到力的作用、受力的方向与电流方向以及磁场方向有关。2. 电动机的基本构造：定子和转子。定子：电动机内固定的部分。转子：电动机内可以转动的部分。原理：利用通电线圈在磁场中受力转动制成。换向器作用：当线圈转到平衡位置后，自动改变电流方向。