20.4 电动机 课件 2025-2026学年人教版物理九年级全一册

20.4电动机第二十章电与磁授课教师：

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.物理观念了解通电导线在磁场中会受到力的作用，并知道力的方向与哪些因素有关。了解直流电动机的基本构造、工作原理和涉及的能量转化。科学思维经历研究通电导线在磁场中受力方向的分析过程，培养归纳推理能力。科学探究经历便通电线圈在磁场中连续转动的探究过程，培养解决问题的能力。科学态度与责任通过对电动机的学习，体会物理知识在生产实践中的重要作用，激发学习物理的兴趣。

学习目标

重点难点教学重点磁场对通电导线的作用。教学难点直流电动机的构造和工作原理。电力机车、电梯、电风扇、冰箱、洗衣机、机器人，以及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产生活的各个方面。给电动机通电，它就能够转动。这是为什么？工业机器人

导入新课一、磁场对通电导线的作用条形磁体对小磁针有力的作用通电导线周围有磁场我们知道，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？磁场通电导线一、磁场对通电导线的作用【提出问题】通电导线在磁场中是否受到力的作用？如果受到力的作用，力的方向与什么因素有关？【猜想与假设】通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向可能与磁场的方向、导体中电流的方向有关。1.探究磁场对通电导线的作用一、磁场对通电导线的作用实验过程实验现象实验分析直导线ab向左运动.直导线ab运动，说明直导线ab通电后在磁场中受到力的作用.【设计并进行实验】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.1一、磁场对通电导线的作用实验过程实验现象实验分析直导线ab不运动.与实验①的现象对比，说明磁场对通电导线有力的作用.直导线ab向右运动.改变电流方向，直导线ab运动方向改变，说明直导线ab受力方向与电流方向有关.

在实验①中，去掉蹄形磁体，接通电源，观察现象.2

保持N、S极位置不变，把电源的正、负极对调后接入电路，使通过直导线ab的电流方向与原来相反，接通电源，观察现象.3一、磁场对通电导线的作用实验过程实验现象实验分析

保持直导线ab中的电流方向与实验①中相同，把磁体的两个磁极对调，让磁感线方向与原来方向相反，接通电源，观察现象.直导线ab向右运动.改变磁感线方向，直导线ab的运动方向改变，说明直导线ab受力方向与磁感线方向有关.直导线ab向左运动.同时改变电流方向和磁感线方向，直导线运动方向不变，说明当电流方向与磁感线方向同时改变时，直导线ab受力方向不变.4

在实验①中，同时改变直导线ab中的电流方向和磁感线方向，接通电源，观察现象.5一、磁场对通电导线的作用【分析论证】在实验①中，闭合开关，导线ab向左运动。在实验③中：只改变导线中的电流方向时，导线ab向右运动，与①运动方向相反。在实验④中：只改变磁感线方向，导线ab向右运动，与①运动方向相反。IISNI实验①实验③实验④一、磁场对通电导线的作用【实验结论】当电流的方向或者磁感线（磁场）的方向有一个变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反；当电流的方向和磁感线（磁场）的方向同时变得相反时，通电导线受力的方向不变。通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线（磁场）的方向都有关系。

视频演示——《磁场对通电导体的作用》一、磁场对通电导线的作用2.磁场对通电线圈的作用想一想：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？下面我们探究磁场对通电线圈的作用。一、磁场对通电导线的作用（1）使线圈静止在图乙所示位置上，闭合开关，观察线圈的转动情况。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。【设计并进行实验】（2）使线圈静止在图甲所示位置上，闭合开关，观察线圈的转动情况。发现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。一、磁场对通电导线的作用（3）使线圈静止在图丙所示位置上，这是线圈冲过平衡位置以后所到达的地方。闭合开关，观察线圈的转动情况。发现线圈逆时针转动，说明线圈在这个位置所受的力阻碍它沿顺时针方向转动。一、磁场对通电导线的作用【实验分析】线圈不能连续转动，是因为线圈越过了平衡位置以后，受到的力阻碍它的转动。【实验结论】通电线圈在磁场中会受力而转动，但不能持续转动。

视频观看——《通电线圈在磁场中的扭转》一、磁场对通电导线的作用想一想：线圈不能连续转动，是因为线圈越过了平衡位置以后，受到的力阻碍它的转动。如果在线圈越过了平衡位置后，设法改变线圈中电流的方向，线圈将会继续转动下去。如何改变线圈中电流的方向呢？3.换向器一、磁场对通电导线的作用实际的电动机是通过换向器来实现这一目的的。（1）换向器的构造两个铜半环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。一、磁场对通电导线的作用（2）换向器的作用当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。如图所示，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（向上），线圈就可以不停地转动下去了。一、磁场对通电导线的作用↻↻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。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。↻线圈越过平衡位置后，利用换向器改变了电流方向，受力方向改变，仍然顺时针转动。线圈利用惯性转过平衡位置后，又改变了电流的方向和受力方向，继续转动。4.直流电动机的工作原理1234一、磁场对通电导线的作用【解析】（1）电动机的工作原理是磁场对电流（或通电线圈）有力的作用。线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关；甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，是因为两侧的电流方向不同。当线圈从图示位置再转动90度后，线圈将恰好达到平衡位置，此时受力平衡，最终会停在该位置。（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。二、电动机的基本构造1.电动机的组成直流电动机的组成电动机主要由线圈和磁体两部分组成，能够转动的部分叫作转子，固定不动的部分叫作定子。定子（磁铁）转子（线圈）换向器电刷二、电动机的基本构造实际的电动机有多个线圈，每个线圈都接在一对换向片上，以保证每个线圈在转动过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。换向器转子直流电动机的结构2.电动机工作时，把电能转化为机械能二、电动机的基本构造3.家用电器用到的电动机例如，电吹风、电风扇、洗衣机、剃须刀、空调等都用到了电动机。三、扬声器学校的操场上挂着扬声器（喇叭），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？三、扬声器1.扬声器的作用它是把电信号转变为声音信号的装置。2.扬声器的结构线圈、永久磁体、锥形纸盆。3.扬声器的原理当线圈中通有电流时，线圈受到永磁体的作用而运动；当线圈中的电流反向时，线圈向相反方向运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。四、课堂总结①通电导体在磁场中受到力的作用.②力的方向与电流方向和磁场方向有关.磁场对通电导体的作用电动机电动机①原理：通电线圈在磁场中受力而转动.②基本组成：换向器、转子、定子.③换向器作用：线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中电流的方向.④能量转化：把电能转化为机械能.五、练习与应用1.用图所示的装置研究磁场对通电导体棒的作用时，如果闭合开关后导体棒向左运动，怎样操作可以使导体棒向右运动？【解析】把电源的正负极对调，或把蹄形磁体N、S极对调。2.电动机主要由哪两部分构成？电动机换向器的构造大体是怎样的？它有什么作用？【解析】电动机由定子和转子组成；换向器的构造：两个铜半环跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘，两个电刷分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路；换向器的作用是每转过平衡位置时都能自动改变线圈中电流方向，使直流电动机向一个方向持续转动下去。教材课后习题五、练习与应用3.电路中常用到单刀双掷开关，这是一种可以分别跟两个接线柱连接的开关。图甲是它的外形图，图乙中的S1和S2是它的符号。图乙用两个单刀双掷开关来控制电动机M，使电动机既能正转，也能反转。如果开关S1与触点a接触、S2与c接触时，电动机是正转的，怎样操作开关才能使电动机反转？【解析】开关S1与触点b接触、S2与d接触，电动机反转。提示：通过改变电动机中电流的方向使电动机反转。五、练习与应用4.一台电动机的额定电压是220V，额定功率是5.5kW，它正常工作时的电流有多大