初中第十六章 电和磁三、磁场对电流的作用 电动机精品教学ppt课件

这是一份初中第十六章 电和磁三、磁场对电流的作用 电动机精品教学ppt课件，共24页。PPT课件主要包含了磁场对电流的作用，直流电动机的原理，安装直流电动机模型等内容，欢迎下载使用。
1. 了解磁场对通电导体有力的作用；2. 知道通电导体在磁场中受力方向的影响因素；3. 观察磁场对通电线圈的作用；4. 分析线圈为什么不能持续转动；5. 学习换向器及其作用；6. 知道直流电动机的工作原理；7. 安装直流电动机模型。
1.磁场对通电导体有力的作用及其方向的影响因素； 2.直流电动机的工作原理； 3.安装直流电动机模型。
1.实验探究磁场对通电导体有力的作用及其方向的影响因素；2.直流电动机的工作原理的综合应用。
上节课我们学习了“电生磁”，这个节课我们继续学习磁场对电流的作用。
我们常见的电动玩具汽车的结构组成是什么?其工作原理又是什么?
通过前面的学习，我们知道磁体周围存在磁场，电流周围也存在磁场；磁体在磁场中会受到力的作用。通电导线相当于磁体，在磁场中也应该受到力的作用，其运动状态可能会发生改变。
1.按照图16-29组装实验器材。2. 给直导线(铝棒)通电，观察它的运动情况。
通电后直导线由静止变为运动,且运动方向为水平向左。
注：紫色箭头所指方向为直导线的运动方向，下同。
活动16.6 观察磁场对通电直导线的作用
3. 改变直导线中的电流方向，观察直导线的运动情况。4. 将磁极对调，改变磁场的方向，观察直导线的运动情况。
通过实验，你看到了什么现象?说明了什么问题?
早在19世纪初，法国物理学家安培就已经观察到上述现象，并在大量实验的基础上发现：磁场对通电导体有力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关。
因此，前面我们实验描述的直导线的运动方向（紫色箭头）也是直导线所受力的方向。
电动玩具车能跑，是因为有电动机。电动机为什么会转动呢?
找一个旧的电动玩具车，拆开来看看!
电动玩具通常是由电动机驱动的， 如图16-28所示。试一试，怎样使电动机转动起来?看一看，电动机是由哪些部件组成的? 想一想，电动机为什么会转动?
电动机主要由两部分组成：能够转动的线圈和固定不动的磁体。
活动16.5 观察电动玩具中的电动机
电动机中有磁体和线圈，线圈只在通电时才会转动，这说明线圈通电时受到了力的作用。
用漆包线绕成线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，如图16-30所示。闭合开关，线圈将会怎样运动?
通电线圈开始转动，随后静止。
活动16.7 观察磁场对通电线圈的作用
磁场中的通电线圈为什么会这样运动?
信息快递通电线圈的平面与磁感线垂直时，线圈受到的磁场的作用力相互平衡，我们把这个位置称为平衡位置。
图乙即为信息快递中所称的平衡位置。
因为受到力的作用，详情下页ppt分析。
观察图16-31所示的过程，分析线圈为什么不能持续转动。
怎样才能使通电线圈在磁场中持续转动?
由上述分析可知，当线圈刚转过平衡位置时，如果立即改变其中的电流方向，那么通电线圈就能在磁场力的作用下继续转动。
那么下面我们将要学习一个重要的桥梁作用的部件——换向器。
怎样使通电线圈在磁场中持续转动
如图16-32所示，在通电线圈的两端各连有一个半圆铜环C 、D, 称为换向器，它们随线圈一起转动。A 、B是电刷，分别与一个半圆铜环接触， 使电源和线圈组成闭合电路。每当线圈刚转过平衡位置时，换向器就能自动改变线圈中电流的方向，从而使线圈能持续转动。玩具中的直流电动机就是按图16-32所示的原理工作的。
换向器，看起来只是一个简单部件，但正是这一创新，促使了直流电动机的诞生。随着技术的发展，新型无刷直流电动机采用电子换向装置， 克服了有刷电机噪声大、寿命短、可靠性差，换向时产生电火花易损坏电机等缺陷 。
不论哪种电动机 ， 都是将电能主要转化为机械能的装置 。
1.对照图16-33,了解直流电动机模型 的主要部件。按照从下到上、从内向外的顺序安装电动机模型。
2. 将电动机、滑动变阻器、电源、 开关串联起来。检查无误后闭合开关， 观察电动机的转动情况。
活动16.8 安装直流电动机模型
3.改变通过线圈的电流方向，线圈的转动方向是否改变?4.将蹄形磁体的两个磁极对调，改变线圈所在处的磁场方向，线圈的转动方向是否改变?
如果同时改变电流方向和磁场方向，则受到力的方向_______
只改变电流方向或磁场方向，通电导线受到力的方向_______
5.移动滑动变阻器的滑片，改变通过线圈的电流大小，线圈转动的速度是否改变?怎样改变?
移动滑动变阻器的滑片，改变通过线圈的电流大小，线圈转动的速度会改变。‌具体来说，线圈转动的速度（即转速）与电流大小直接相关：电流增大时，转速变快；电流减小时，转速变慢。
如图16-34所示，电动自行车、电动汽车和高速列车等，都是利用电力驱动的交通工具，即它们都是由电动机提供动力的。
与传统的依靠燃烧煤、汽油等化石燃料提供动力的交通工具相 比，用电力驱动的交通工具，无有害气体排放、散热少、噪声小、 能源利用效率高。它们的普及有力推动了现代化绿色交通的变革性 发展。此外，用电力驱动的交通工具还有启动快、制动灵敏等特点。
生活•物理•社会 用电力驱动的交通工具
电动汽车电源的容量是决定汽车续航能力的关键因素之一。目前，我国电动汽车的蓄电池性能和产能水平均居世界前列，有力地支持了我国乃至世界电动汽车业的发展。 高速列车在轨道上运行，可以通过固定电网供电。高速列车几乎每节车厢都装有电动机，既能提高运行速度，又能解决因某一电动机发生故障而影响整体运行的问题。
近年来，磁悬浮列车的研制异军突起。它是利用磁极间相互作用的原理设计的。强大的电流通过电磁铁产生强大磁场，使列车悬浮在轨道上，从而减小阻力，让列车在电磁力作用下高速运行。据报道，2023年3月，我国自主研制的首套高温超导电动悬浮全要素试验系统(图16-35)在长春完成首次悬浮运行，标志着我国在高温超导电动悬浮领域实现重要技术突破。
1 ．小明连接了如图所示的电路．闭合开关，静止的金属杆向右运动，说明通电导体在磁场中 ，这一过程中 能转化为 能．
2. 如图为直流电动机的基本构造示意图，闭合开关，线圈沿顺时针转动，现要使线圈沿逆时针转动，下列方法中可行的是（ ）A.对调电源正负极B.增加电源电压C.换用磁性更强的磁铁D.对换磁极同时改变电流方向
3．如图甲、乙所示，在线圈转动过程中，经过图甲位置时，线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力 ；经过图乙位置的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于_______不会静止。
4．为了探究磁场对通电导线的作用，在如图所示的实验装置中，还需在导线夹 a、b 间接入的电路元件是 ；探究中发现，磁场对通电导体作用力的方向与 和 有关。
5．用如图的装置探究磁场对通电直导线的作用，给铝棒 AB 通电，观察到 AB 向右运动，要使 AB 通电后向左运动，下列做法中可行的是 ( )
A ．仅换用磁性更强的磁体 B ．仅增加 AB 中的电流强度C ．仅将磁体的 N 、S 极对调 D ．仅将铝棒 AB 换成铜棒
6．利用图甲装置“观察磁场对通电直导线的作用” ，在 M、N 之间接入电源，通电后轻质铝棒 AB 向左运动，若只调换磁体的 N 、S 极，通电后铝棒 AB 将向 运动；图乙中，不改变线圈中的电流方向，线圈 （能/不能）持续转下去。
A ．电动机的工作原理是电流的磁效应B ．只对调磁体的 N 、S 极能改变转子转动方向C ．只对调电源的正、负极能改变转子转动方向D ．滑片 P 向 A 移动，电动机的转子转动加速
7．小文把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关， 电动机的转子正常转动，下列说法错误的是 ( )
1 ．如图所示装置，闭合开关的瞬间，静止的导体棒 ab向右运动，这表明 对电流有力的作用；若要使导体棒 ab向左运动，可以 ，根据这个原理可以制成 。
改变流过导体棒的电流方向或改变磁场的方向
2 ．利用图甲装置“观察磁场对通电直导线的作用” ，在 M、N 之间接入电源，通电后轻质铝棒 AB 向左运动，若只调换磁体的 N 、S 极，通电后铝棒 AB 将向 运动；图乙中，不改变线圈中的电流方向，线圈 （能/不能）持续转下去。
3 ．小文把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关， 电动机的转子正常转动，下列说法错误的是 ( )
4．如图，开关闭合后线圈abcd 顺时针转动，导线 cd 受到向上的力Fcd 。则选项中导线ab的受到的力Fab 分析正确的是 ( )