2025秋《名师课堂 同步精练 物理 九年级下册 配粤教沪科版》课件 第十七章　电动机与发电机

第十七章

电动机与发电机17.1关于电动机转动的猜想学习目标1.了解电动机的基本构造。2.知道通电线圈在磁场中受力转动的现象。3.能结合力与运动的关系，猜想通电线圈在磁场中受力转动的原因。目录02素养达标01课堂导学课堂导学01任务一让电动机转起来参照图(a)所示的电路，用导线把图(b)中的电源、开关和电动机模型连接起来。闭合开关，看看电动机是否转动。问题1：若电动机不转，请结合下面提示完成原因分析。(1)可能是电路电流太小引起的，为此我们可以通过________________来进行验证。(2)可能是电路开路引起的，造成电路开路的原因有哪些？(至少写出两条)答：导线接头处生锈；接线柱的螺母没有拧紧；电刷与金属半环没有接触。(3)可能是线圈处于平衡位置引起的，为此可以__________________进行验证。问题2：闭合开关，电动机________，说明问题得到解决。增加电池节数用手拨动下线圈转动电动机不转的原因(1)电路电流太小。(2)电路开路。(3)线圈在平衡位置。【应用1】在装配直流电动机模型时，通电后直流电动机模型不转。下列关于电动机不转的原因分析错误的是(

)A.转轴与支架之间摩擦太大

B.磁体磁性太强C.电刷与换向器接触不良

D.电源电压太低解析：转轴与支架之间的摩擦太大、电刷与换向器接触不良都会导致电动机模型通电后不能转动，故A、C不符合题意；磁体磁性太强，线圈在磁场受力更大，直流电动机更易转动，故B符合题意；电源电压太低时，线圈受力太小，直流电动机无法转动，故D不符合题意。√任务二观察电动机的结构如图所示是电动机模型的结构，据此回答下列问题。问题1：电动机主要由定子和转子组成；在电动机模型中，________相当于定子，________相当于转子。问题2：线圈通电后，周围存在________，相当于磁体。磁体线圈磁场电动机的主要部件：磁体组成的定子和线圈组成的转子。【应用2】拆开如图甲所示的实际电动机后发现，它的内部主要由装有__________的定子和嵌有________的转子组成。拆开如图乙所示的电动机模型后发现，它的内部主要由________和________组成。可见电动机最主要的两个部件是________和________。电磁铁线圈磁体线圈定子转子任务三电动机转动原因的猜想把电动机接在电路中，闭合开关，线圈中有电流通过，线圈在磁体中转动起来。请结合下面提示，完成电动机转动原因的猜想。问题1：电动机工作时，通电线圈在磁体中转动起来，通电线圈的运动状态________(选填“不变”或“改变”)。问题2：根据运动与力的关系，可以推测通电线圈在磁体产生的磁场中受到______的作用。问题3：通过磁体周围的磁场，一个磁体对另一个磁体______(选填“有”或“没有”)力的作用；通电线圈周围存在________，因此在磁场中受到______的作用。改变力有磁场力问题4：为了探究通电线圈在磁场中是否受到力的作用，我们进行了下面的设计。(1)为了便于探究，首先我们把线圈和磁体进行简化。①线圈可以简化为上图中的______(选填“甲”或“丙”)。

②磁体可以简化为上图中的______(选填“A”或“B”)。丙B(2)如图所示，把导线ab放置在磁场中，接通电源后，让电流通过ab，看导线ab是否运动。若导线ab运动，说明猜想是________(选填“正确”或“错误”)的。正确1.猜想电动机转动的原因：通电导线在磁场中受到力的作用。2.电动机模型简化：线圈简化为一根导线，磁体简化为蹄形磁体。【应用3】如图所示，闭合开关后，线圈逆时针旋转，推测导线ab受到向______的力、导线cd受到向______的力。(均选填“上”或“下”)解析：线圈逆时针旋转，推测导线ab受到向下的力、导线cd受到向上的力。下上素养达标02谢谢观看!第十七章

电动机与发电机17.2电动机转动的原理学习目标1.利用转换法探究磁场对通电导体有力的作用。2.经历探究电动机的工作原理和制作电动机模型的过程，培养初步分析问题的能力。3.初步了解物理知识如何转化成实际应用技术，提高学习科学知识和应用物理知识的兴趣。目录02素养达标01课堂导学课堂导学01任务一探究磁场中的通电导体受到的作用力小明利用如图所示装置探究通电导体在磁场中受到力的作用。问题1：闭合开关，蹄形磁体内的导线ab向右运动，说明了什么？答：说明通电导线在磁场中受到力的作用。问题2：为了探究通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向的关系，我们进行下面的操作。(1)探究通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向的关系时，应该控制导线ab内的电流方向________，通过__________________________改变磁场方向，结果发现导线ab向______运动。相同对调蹄形磁体的N、S极左(2)探究通电导体在磁场中的受力方向与电流方向的关系时，应该如何操作？答：保持蹄形磁体磁极位置不变，改变流过导线ab的电流方向，发现导线ab向左运动。(3)若同时改变流过导线ab的电流方向和磁场方向，导线ab将向______运动。右问题3：通过通电导体的运动说明通电导体在磁场中受到力的作用，用到的物理方法是__________。问题4：探究通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向的关系时，用到的物理方法主要是______________。转换法控制变量法1.通电导体在磁场中会受到磁场对它的作用力，力的方向跟磁场的方向和导体中电流的方向都有关系，当电流的方向或者磁场的方向变得相反时，通电导体受力的方向也变得相反。2.通电导体在磁场中受力的大小，与磁场强弱、电流大小等因素有关。【应用1】如图所示，闭合开关后，导线ab向左运动，为了使导线ab向右运动，下列方法不可行的是(

)A.对调电源正、负极B.对调蹄形磁体的N、S极C.更换磁性更强的蹄形磁体D.以上方法均不可行√任务二分析通电线圈在磁场中的运动状态问题1：分析通电线圈在磁场中的运动状态。如上图所示，通电后，ab段导线受力方向向上。cd段导线内电流方向与ab段导线________(选填“相同”或“相反”)，受力方向向______。通电线圈在ab、cd受到力的作用，其运动状态是沿______时针方向转动。相反下顺问题2：分析线圈不能持续转动的原因。(1)甲图：线圈在此位置时，通电后，ab段导线受力方向向上；由于cd段导线内电流方向与ab段导线________，所以受力方向________。两个力大小相等、方向相反、在一条直线上，所以线圈abcd处于________状态。这个位置叫平衡位置。线圈如果开始位于这个位置，电动机不转动。(2)乙图：线圈转到该位置，通电后，ab段导线受力方向向上、cd段导线受力方向向______。两个力不共线，通电线圈abcd受力而______时针转动起来。相反相反平衡下顺(3)丙图：线圈转到该位置，虽然受力平衡，但由于具有________而越过平衡位置。(4)丁图：

线圈转到该位置，ab段导线受力方向向______，cd段导线受力方向向______，这会导致线圈______时针转动。问题3：这种装置________(选填“能”或“不能”)使线圈持续转动。惯性上下逆不能通电线圈在磁场中受力转动，转动方向与通电线圈内的电流方向有关。【应用2】如图所示是小明为弟弟自制的玩具，将一块圆形磁体吸在干电池底部，把一段裸露的铜线折成矩形线框，上边与电池正极接触，下边搭接在磁体上，观察到线框顺时针转动。该玩具的工作原理是____________________________；为了让通电线框逆时针转动，我们可采取的措施是________________________________(写出一条即可)。通电线圈在磁场中受力转动调换电池两极(或调换磁体两极)任务三换向器的作用如图所示是换向器的结构。两个铜半环C和D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，它们的外部与来自电源的导线固定，内部分别跟两个半环接触但不固定，从而使电源和线圈组成闭合电路。问题1：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______的方向流去；只要它处于靠近磁体N极的一侧，其中的电流都是从读者这边朝纸______的方向流去。(均选填“内”或“外”)问题2：两侧导线电流方向________，所以两侧导线受力方向总是________的，线圈就可以不停地转动下去了。(均选填“变化”或“不变”)内外不变不变电动机中的换向器，改变了线圈中的电流方向，使线圈继续不停地转动下去。【应用3】关于换向器的作用，下列说法正确的是(

)A.换向器可以改变线圈中的电流方向B.换向器可以改变线圈外部电流方向C.换向器可以改变通电线圈的转动速度D.电动机的线圈刚转过平衡位置时，换向器不能立即改变线圈中的电流方向√任务四电动机的工作原理结合上面所学知识，分析电动机的工作原理。问题1：如图甲所示，当线圈处于此位置时，电流从电刷4→半环2→线圈→半环1→电刷3。线圈的c边受到一个向上的力，a边受到一个向下的力，线圈沿______时针方向转动。问题2：如图乙所示，线圈转至平衡位置时，两电刷跟两个半环间的绝缘部分接触，线圈中______(选填“有”或“无”)电流，__________(选填“受力”或“不受力”)的作用。由于________，线圈会越过平衡位置转动。问题3：如图丙所示，线圈越过平衡位置后，电流从电刷4→半环1→线圈→半环2→电刷3。线圈的c边受到一个向______的力，a边受到一个向______的力，线圈绕轴沿______时针方向转动。逆无不受力惯性下上逆通电导体在磁场中受到力的作用使线圈转动，同时通过换向器及时改变线圈中的电流方向，以保持线圈的持续转动。【应用4】小华在综合实践中自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁体置于线圈正下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，小华应(

)A.不进行其他操作，只要是闭合回路，线圈就会连续转动B.将电池的正、负极对调一下C.将左侧转轴绝缘漆全部刮掉，右侧转轴绝缘漆只刮去上半部分D.将左、右转轴绝缘漆全部刮掉√解析：若只是闭合回路，当线圈转过平衡位置后，受到磁场的作用力会阻碍线圈继续转动，导致线圈不能持续转动，故A错误；电池的正、负极对调一下，只能改变线圈的转动方向，不能解决线圈在平衡位置后因受力阻碍而无法连续转动的问题，故B错误；左侧转轴绝缘漆全部刮掉，右侧转轴绝缘漆只刮去上半部分，这样在一个半周内线圈中有电流，受到磁场力作用而转动，另一个半周没有电流(此时靠惯性转动)，避免了因电流方向不变导致的受力阻碍，能使线圈连续转动，故C正确；左、右转轴绝缘漆全部刮掉，当线圈转过平衡位置时，电流方向不能改变，受到磁场的作用力会阻碍线圈继续转动，无法持续转动，故D错误。素养达标02谢谢观看!第十七章

电动机与发电机17.3发电机发电的原理学习目标1.了解交流发电机的简单构造和工作原理。2.用模型法理解发电机发电的过程。3.通过实验探究产生感应电流的条件及感应电流的方向与哪些因素有关。4.通过实验探究，培养交流与合作意识，提高动手能力。目录02素养达标01课堂导学课堂导学01任务一认识发电机如图所示是一个手摇发电机模型。图中，我们把两个发光二极管极性相反地并联起来，并与发电机串联。转动摇把，观察二极管的发光情况。问题1：转动摇把，发光二极管发光，说明了什么？答：电路中产生了电流。问题2：在转动摇把的过程中，二极管交替发光，说明了什么？答：电流方向是不断变化的。问题3：仔细观察发现，手摇发电机模型与电动机模型结构相似，都由转动的________和固定的________组成。问题4：发电机模型中发生的能量转化是________能转化为______能；二极管发光时把______能转化为光能。线圈磁体机械电电1.发电机的主要部件：线圈、磁体。2.发电机的能量转化：把机械能转化为电能。【应用1】如图所示是银行卡信息读卡器，将银行卡的磁条在读卡器的刷卡槽内快速刷过时，相当于磁体穿过闭合金属线圈，产生了电流，经读卡器处理，就能识别卡片信息。能量转化过程与下列图______(选填“甲”或“乙”)相似。乙任务二电磁感应现象把线圈简化为导线，把磁体简化为蹄形磁体，利用如图甲实验装置探究导体在磁场中产生感应电流的条件。问题1：设计实验(1)感应电流产生的现象：实验中，观察__________________________判断电路中是否产生感应电流；观察____________________________判断感应电流的方向。(2)改变磁场方向的方法：________________。灵敏电流计指针是否偏转灵敏电流计指针的偏转方向对调磁体的两极问题2：实验探究(1)断开开关后，无论导体怎样运动，灵敏电流计指针都不偏转，说明________(选填“有”或“没有”)产生感应电流。(2)闭合开关后，进行多次实验，将现象记录在下面表格中。序号磁极导体运动灵敏电流计1上N下S上、下运动不偏转2上N下S水平向右运动向左偏转3上N下S水平向左运动向右偏转4上S下N水平向左运动向左偏转没有①产生感应电流的是实验______________；没有产生感应电流的是实验______。(均填序号)②对比产生感应电流和没有产生感应电流时导体的运动方向，我们发现，只有当闭合电路的导体在做__________________(选填“切割磁感线运动”或“平行磁感线运动”)时，才会产生感应电流。(3)灵敏电流计指针左右摆动，这说明感应电流的方向是________(选填“变化”或“不变”)的。①分析实验2、3，可以得出感应电流方向与________________有关。②分析实验3、4可以得出感应电流方向与____________有关。2、3、41切割磁感线运动变化导体运动方向磁场方向问题3：归纳总结(1)________电路的一部分导体在磁场中做______________运动时，导体中就会产生感应电流。(2)感应电流方向与________方向和____________方向有关。问题4：拓展实验利用图乙所示的实验装置，闭合开关后，拿一根条形磁体向右插入线圈中时，观察到灵敏电流计指针________(选填“偏转”或“不偏转”)。理由：_______________________________________________________________________________。闭合切割磁感线磁场导体运动偏转条形磁体与线圈发生相对运动时，线圈也会切割条形磁体周围的磁感线，产生感应电流1.物理方法(1)转换法：通过灵敏电流计的偏转情况检验感应电流的产生与方向。①感应电流产生的检验：灵敏电流计指针偏转，说明产生感应电流；②感应电流方向的判断：灵敏电流计指针左偏和右偏，说明感应电流方向变化。③感应电流大小的判断：灵敏电流计指针偏转幅度大，说明感应电流大。(2)通过控制变量法设计实验感应电流的产生必须具备三个条件：①闭合电路；②一部分导体；③做切割磁感线运动。在实验中，我们在探究每个条件时，都让其他两个条件满足，而让探究的条件不满足。2.感应电流产生的条件：闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流。电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关。这就是电磁感应现象。3.感应电流：电磁感应现象中所产生的电流，叫做感应电流。【应用2】

在图中，a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。当导线a在磁场中按箭头方向运动时，不能产生感应电流的是

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