初中蘇科版磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 電動(dòng)機(jī)精品教學(xué)ppt課件

這是一份初中蘇科版磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 電動(dòng)機(jī)精品教學(xué)ppt課件，共48頁。PPT課件主要包含了直流電動(dòng)機(jī)的原理，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)論，換向器，實(shí)際的電動(dòng)機(jī)，生活?物理?社會(huì)，典型例題，課堂總結(jié)，課堂練習(xí)，所以選B等內(nèi)容，歡迎下載使用。
三、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 電動(dòng)機(jī)
①把一個(gè)磁鐵靠近正在發(fā)光的燈泡的燈絲，看看會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？
想一想，這是為什么呢？
生活、生產(chǎn)中、科學(xué)技術(shù)中都離不開電動(dòng)機(jī)，為什么電動(dòng)機(jī)通電后，它就能夠轉(zhuǎn)動(dòng)呢？
今天我們一起學(xué)習(xí)電動(dòng)機(jī)的知識(shí)。
電動(dòng)玩具通常是由小電動(dòng)機(jī)（mtr）驅(qū)動(dòng)的.
試一試，怎樣使小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來?看一看，小電動(dòng)機(jī)是由哪些部件組成的? 想一想，小電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)?
一、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用
小電動(dòng)機(jī)的一些部件：外殼、磁體、線圈、軸等。
說明通電的導(dǎo)線在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用。
下面先研究一根通電直導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中，觀察它的運(yùn)動(dòng)。
1. 按照?qǐng)D組裝實(shí)驗(yàn)器材。2. 給直導(dǎo)線（鋁棒）通電，觀察它的運(yùn)動(dòng)情況。
3. 改變直導(dǎo)線中的電流方向，觀察直導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況。4. 將磁極對(duì)調(diào)，改變磁場(chǎng)的方向，再次觀察運(yùn)動(dòng)情況。
1. 給直導(dǎo)線（鋁棒）通電，觀察它的運(yùn)動(dòng)情況。
現(xiàn)象：閉合開關(guān)，直導(dǎo)線由靜止開始向左運(yùn)動(dòng)。
為什么通電直導(dǎo)線會(huì)由靜止變成運(yùn)動(dòng)？因?yàn)橥娭睂?dǎo)線受到了蹄形磁體的磁場(chǎng)對(duì)它的作用。
結(jié)論①：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線有力的作用。
力是有方向的，通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的方向可能與哪些因素有關(guān)？
可能與磁場(chǎng)方向和電流方向有關(guān)。
控制變量法：①磁場(chǎng)方向不變，改變電流方向；②電流方向不變，改變磁場(chǎng)方向.
2. 改變直導(dǎo)線中的電流方向，觀察直導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況。
把電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)后接入電路，并觀察導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向.
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：改變導(dǎo)線中的電流方向，通電導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向也隨之改變。
結(jié)論②：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的方向與電流方向有關(guān)。
3. 將磁極對(duì)調(diào)，改變磁場(chǎng)的方向，再次觀察運(yùn)動(dòng)情況。
保持導(dǎo)線中的電流方向不變，把蹄形磁體上、下磁極對(duì)調(diào)一下，使磁場(chǎng)方向和原來相反。觀察直導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：改變磁場(chǎng)方向，通電導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向也隨之改變。
結(jié)論③：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的方向與磁場(chǎng)方向有關(guān)。
磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用，力的方向與電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)。
用漆包線繞成線圈，將線圈兩端的漆全部刮去后放入磁場(chǎng)，如圖所示。閉合開關(guān)，線圈將怎樣運(yùn)動(dòng)？你觀察到什么現(xiàn)象？
通電線圈在磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，但是當(dāng)線圈的平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)，就會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng).
線圈平面與磁感線垂直時(shí)，這個(gè)位置叫平衡位置.
想一想：磁場(chǎng)中的通電線圈為什么會(huì)這樣運(yùn)動(dòng)？
①在圖所示位置時(shí)，通電線圈ab邊受力方向豎直向上，cd邊受力方向豎直向下， 方向相反，發(fā)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
②當(dāng)通電線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)，ab邊與cd邊受到的磁場(chǎng)力相互平衡。這時(shí)由于慣性，線圈還會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
③線圈靠慣性越過平衡位置后， ab邊受力方向向上，cd邊受力方向向下，磁場(chǎng)力會(huì)使線圈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
④ 通電線圈最后靜止在平衡位置。
通電線圈在磁場(chǎng)中可以轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，但不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。怎樣才能使通電線圈持續(xù)地轉(zhuǎn)動(dòng)下去？
由上述分析可知，當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，如果立即改變其中的電流方向，那么通電線圈就能在磁場(chǎng)力的作用下繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
實(shí)際的電動(dòng)機(jī)是通過換向器來實(shí)現(xiàn)這一目的的。
在通電線圈的兩端各連有一個(gè)半圓銅環(huán)E、F，稱為換向器，它們隨線圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)。A、B是電刷，分別與一個(gè)半圓銅環(huán)接觸，使電源和線圈組成閉合回路。當(dāng)線圈每轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)，自動(dòng)改變線圈中電流方向。
2. 換向器的工作過程
當(dāng)線圈每轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)，自動(dòng)改變線圈中電流方向。
換向器使靠近磁體S極一邊線圈中的電流方向永遠(yuǎn)向里，從而使該邊線圈的受力方向始終向上，而另一邊的受力方向始終向下，從而使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
通電線圈ab、cd邊電流方向相反，受力方向相反，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
線圈轉(zhuǎn)到平衡位置，無電流通過，依靠慣性轉(zhuǎn)過平衡位置。
3. 直流電動(dòng)機(jī)（玩具中的電動(dòng)機(jī)）的工作過程
視頻欣賞——《換向器與電動(dòng)機(jī)的工作過程》
①換向器的作用：當(dāng)線圈每轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)，自動(dòng)改變線圈中電流方向（每半周改變一次），從而實(shí)現(xiàn)了線圈的持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
②利用了通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)的原理來工作的。
③電動(dòng)機(jī)工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
4. 總結(jié)——直流電動(dòng)機(jī)
電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、控制方便、體積小、效率高，而且對(duì)環(huán)境污染很小。
實(shí)際的電動(dòng)機(jī)有多個(gè)線圈，每個(gè)線圈都接在一對(duì)換向片上，以保證每個(gè)線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中受力的方向都能使它朝同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
6. 家用電器中的電動(dòng)機(jī)
有一部分家用電器都要用到電動(dòng)機(jī)。
2002年12月31日，我國(guó)第一條高速磁懸浮鐵路商業(yè)運(yùn)行線在上海試運(yùn)行成功。磁懸浮列車是一種快速、舒適、經(jīng)濟(jì)、無污染、低能耗的現(xiàn)代化交通工具。磁懸浮列車就是利用磁極間相互作用的原理設(shè)計(jì)的。通過以強(qiáng)大電流的電磁鐵產(chǎn)生巨大的磁場(chǎng)力使列車浮起，由于列車和軌道之間沒有直接接觸，大大減小了運(yùn)行阻力，速度可達(dá)500Km/h。
【例題1】用如圖所示的裝置“探究通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力情況”。接通電源，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體ab向左運(yùn)動(dòng)；把電源正、負(fù)極對(duì)調(diào)后接入電路，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體ab向右運(yùn)動(dòng)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)事實(shí)說明通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力 ( ) A．方向與電流方向有關(guān) B．方向與磁感線方向有關(guān) C．大小與電流大小有關(guān) D．大小與磁場(chǎng)強(qiáng)弱有關(guān)
通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的方向與磁場(chǎng)方向和電流方向兩個(gè)因素有關(guān)。如果只改變一個(gè)因素，則導(dǎo)體受力方向改變，如果同時(shí)改變兩個(gè)因素，則導(dǎo)體受力方向不變。改變電流大小，只能改變受力大小，不能改變受力方向。
【例題2】研究磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用。
①利用如圖甲所示的裝置研究“磁場(chǎng)對(duì)電流的作用”時(shí)，應(yīng)在“a”、“b”之間接入______，根據(jù)該原理可制成______；
①因?yàn)橥妼?dǎo)體在磁場(chǎng)中受力會(huì)運(yùn)動(dòng)，觀察圖可知缺少一個(gè)電源，因此利用如圖甲所示的裝置研究“磁場(chǎng)對(duì)電流的作用”時(shí)，應(yīng)在“a”、“b”之間接入電源，根據(jù)此原理制成了電動(dòng)機(jī)。
②乙、丙兩個(gè)圖中，______圖的線圈恰好處于平衡位置；
②當(dāng)通電線圈所在平面與磁感線垂直時(shí)，線圈處于平衡狀態(tài)，此時(shí)線圈受力平衡，所以圖丙的線圈恰好處于平衡位置，另一個(gè)圖中線圈左右兩邊所受力不滿足二力平衡條件中的不在同一直線上。
③丁圖中的線圈可以持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，是因?yàn)樗友b了______，該裝置能在線圈______ （選填“剛轉(zhuǎn)到”“即將轉(zhuǎn)到”或“剛轉(zhuǎn)過”）平衡位置時(shí)，自動(dòng)改變線圈中的電流方向。
③丁圖中加裝了換向器，所以線圈可以持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，它能在線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，自動(dòng)改變線圈中的電流方向。
①通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用
④能量轉(zhuǎn)化：把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
②基本組成：換向器、轉(zhuǎn)子、電子
①原理：通電線圈在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)
③換向器作用：線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)， 自動(dòng)改變線圈中電流方向
WHAT?WHY?WOW
1. 列出你家中帶有電動(dòng)機(jī)的家用電器和電動(dòng)工具的清單，并從銘牌上了解它們的技術(shù)參數(shù).
四、課外實(shí)踐與練習(xí)——WWW
可以將列出的家用電器按所用的是直流電動(dòng)機(jī)還是交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行分類，也可以按用途不同進(jìn)行分類。技術(shù)參數(shù)主要了解額定電壓、額定功率、轉(zhuǎn)速等.
(b)中通電導(dǎo)線的受力方向向左，因?yàn)榇艌?chǎng)方向不變，只是改變了電流方向。。
2. 通電導(dǎo)線中電流的方向向右時(shí)，它在磁場(chǎng)中的受力情況如圖（a）所示。若導(dǎo)線中電流的方向變成向左，請(qǐng)?jiān)趫D（b）中畫出通電導(dǎo)線的受力方向。
3. 如圖所示，一個(gè)不能打開的盒子外面露出一段細(xì)長(zhǎng)的導(dǎo)線。試設(shè)計(jì)兩種不同的實(shí)驗(yàn)方法，在不損壞導(dǎo)線的情況下，判斷導(dǎo)線中是否有電流，并完成下表。
①把細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)線緊密排繞在大鐵釘上制成一個(gè)電磁鐵；②把電磁鐵一端靠近大頭針，如果吸引大頭針，導(dǎo)線中有電流，如果不吸引大頭針，導(dǎo)線中沒電流。
①把小磁針支起來，使小磁針能夠在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。②小磁針靜止時(shí)，將細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)線拉直并且平行小磁針使之處在小磁針的上方。若小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)線中有電流；如果小磁針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)線中沒有電流。
4. 如圖所示是最簡(jiǎn)單的直流電動(dòng)機(jī)模型，怎樣才能使它連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)?試一試，按圖示的方法把線圈兩端導(dǎo)線上的漆刮去，通電后線圈將怎樣運(yùn)動(dòng)?
選取直為0.25~0.35mm的漆包線，在橫截面為長(zhǎng)方形的物體上密繞10~40匝，制成面積為20mmx30mm的線圈，然后按照教材圖16-33對(duì)線圈的兩根引線分別進(jìn)行刮漆處理，并將線圈架在支架上。注意:當(dāng)線圈靜止時(shí)，被刮掉半周漆的那部分導(dǎo)線應(yīng)與支架接觸，這樣當(dāng)給線圈通電時(shí)，線圈就可以轉(zhuǎn)動(dòng)起來了。通電后，如果線圈不轉(zhuǎn)動(dòng)，可以用手輕輕推一下。對(duì)自己制作的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行評(píng)價(jià)。其實(shí)，按以上方法制作的電動(dòng)機(jī)只利用了一半的電力（想一想，為什么?）：當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到?jīng)]有被刮掉漆的那半周時(shí)，線圈中沒有電流，線圈是在慣性的作用下繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到被刮掉漆的那半周時(shí)，線圈又通上電。這樣周而復(fù)始，電動(dòng)機(jī)就連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)起來了。
1. 下列哪種設(shè)備是根據(jù)如圖所示的實(shí)驗(yàn)原理制成的（ ）A. 電熨斗 B. 電動(dòng)機(jī)C. 電磁鐵 D. 發(fā)電機(jī)
如圖所示的實(shí)驗(yàn)是研究通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力運(yùn)動(dòng)的情景，是電動(dòng)機(jī)原理。根據(jù)該原理制成的設(shè)備有電動(dòng)機(jī)；電熨斗是電流的熱效應(yīng)；電磁鐵是電流的磁效應(yīng)；發(fā)電機(jī)是電磁感應(yīng)原理。
2. 如圖是探究“通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力”的實(shí)驗(yàn)裝置。瞬間接通電路，原來靜止的導(dǎo)線ab向右運(yùn)動(dòng)。要使導(dǎo)線ab向左運(yùn)動(dòng)，可行的措施是（　?。〢．將磁體的N、S極對(duì)調(diào) B．增大電源電壓 C．換用磁性更強(qiáng)的磁體 D．將磁體的N、S極對(duì)調(diào)，同時(shí)改變電流的方向
3. 如圖為直流電動(dòng)機(jī)的工作原理圖，分析正確的是（ ）
電動(dòng)機(jī)通電不轉(zhuǎn)，除了斷路故障外，還可能是磁體磁性較弱或者摩擦太大等，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，電流通過線圈（有電阻）時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，消耗一部分電能，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)是靠換向器及時(shí)改變電流方向來實(shí)現(xiàn)的，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。改變磁場(chǎng)方向可以改變線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。
A. 改變磁場(chǎng)方向可以改變線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的方向B. 電動(dòng)機(jī)通電后不轉(zhuǎn)，一定是電路斷路C. 電動(dòng)機(jī)工作過程中，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D. 線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)是靠電磁繼電器來實(shí)現(xiàn)的
4. 如圖所示是某靈敏電流計(jì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，線圈在磁場(chǎng)中，指針與線圈相連。當(dāng)線圈中有電流通過時(shí)，線圈會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，原因是________________________；若改變線圈中的電流方向，指針的偏轉(zhuǎn)方向?qū)________。
通過電流表的內(nèi)部構(gòu)造顯示電流表的制成原理：通電線圈在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)，并且電流越大，線圈受到的力越大，其轉(zhuǎn)動(dòng)的幅度越大。因此可以利用電流表指針的轉(zhuǎn)動(dòng)幅度來體現(xiàn)電路中電流的大小。
5. 如圖甲中的線圈abcd位于磁場(chǎng)中：①通電后，cd段導(dǎo)線的電流方向_________(填“由c到d”或“由d到c”)。②cd段導(dǎo)線受磁場(chǎng)力的方向如圖甲所示，在圖甲中畫出ab段導(dǎo)線受磁場(chǎng)力的方向。③當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，如圖乙所示，ab段和cd段導(dǎo)線受到的力是平衡力。在物理學(xué)中把這一位置叫做__________，線圈最終將在這一位置靜止。④為了使線圈能夠持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以在電路中接入___________。
②把電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)后接入電路，使通過導(dǎo)線的電流方向與原來相反，這時(shí)導(dǎo)線ab______________。
①把導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中，接通電源，讓電流通過導(dǎo)線ab，會(huì)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線ab______(填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”)。
6．如圖所示是探究通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：
通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用，其方向與磁場(chǎng)方向和電流方向有關(guān)。把電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)后接入電路，改變了電流方向，通電導(dǎo)體受力的方向也會(huì)改變，導(dǎo)線ab將反向運(yùn)動(dòng)。
④若增加電源電壓或增強(qiáng)磁體的磁性，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)速度會(huì)______(填“加快”或“減慢”)，這說明導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用，力的大小跟____________的大小和____________的強(qiáng)弱有關(guān)。
③保持電源的正負(fù)極不變，對(duì)調(diào)磁體的磁極，使磁場(chǎng)的方向與原來相反，這時(shí)導(dǎo)線ab_______________。由此可以得出通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中要受到力的作用，而且受力的方向跟________的方向和_______的方向都有關(guān)系。