初中物理三、磁场对电流的作用 电动机示范课ppt课件

这是一份初中物理三、磁场对电流的作用 电动机示范课ppt课件，共55页。PPT课件主要包含了预习清单，运动方向，换向器，电动机，课程导入，认识换向器，核心总结，课堂评价等内容，欢迎下载使用。
1.电动玩具中的电动机主要由______和______组成,线圈只有在______时才会转动,这说明线圈通电时受到了______的作用。 2.给磁场中的直导线通电,直导线可能会______;仅改变直导线中的电流方向,直导线的_________可能会改变;仅对调磁极(改变磁场方向),直导线的_________也可能会改变。
3.法国物理学家______发现：磁场对通电导体有力的作用,力的方向与______方向和______方向有关。 4.通电线圈在磁场中会______,当通电线圈的平面与磁感线______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______位置。为了让线圈持续转动,需要在线圈两端连接_______,它能在线圈刚转过平衡位置时自动改变线圈中的______方向。
5.电动机是将______能主要转化为______能的装置。电动自行车、电动汽车的动力来自______;高速列车几乎每节车厢都装有______,以提高运行速度和可靠性。
生活中哪些地方应用了电动机?
电动机通电后就能够使洗衣机滚筒飞速旋转清洗衣物、电扇的扇叶转动送来凉爽的风、电动自行车的车轮转动快速前行。
任务一：了解磁场对电流的作用
【活动1】观察电动玩具中的电动机
环节1：通电试转——感受电动机转动的特点 电动机：通电转动、断电停止。 环节2：拆解观察——识别“电动机部件” 1.拆解电动玩具：用螺丝刀小心拆开电动玩具的外壳(注意保存螺丝,避免丢失),找到并取出电动机。 2.拆解电动机：用工具小心拆开电动机,观察其内部结构。
3.电动机的主要结构：包括线圈、磁体、换向器、电刷、轴、外壳等。 4.细节观察：重点观察电动机中“哪些部件是固定的,哪些部件是可以转动的”。
环节3：问题讨论——聚焦“转动原因” (1)电动机转动的前提条件是什么? (2)电动机中的各个部件分别起什么作用? (3)尝试猜想一下,电动机为什么会转动? 猜想：通电的线圈在磁体的磁场中受到了力的作用,所以才会转动。
【活动2】观察磁场对通电直导线的作用 1.通电直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? 2.猜想与假设：通电直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。
3.设计实验：组装实验器材。
4.进行实验与收集证据： (1)闭合电路,观察蹄形磁体中的直导线是否运动,如果运动,记录直导线的运动方向。 (2)断开开关,移开蹄形磁体,再次闭合开关,观察通电直导线是否运动,如果运动,记录直导线的运动方向。
(3)保持蹄形磁体的位置不变,改变电流方向,观察并记录直导线的运动方向。 (4)保持电流方向不变,改变蹄形磁体的磁场方向,观察并记录直导线的运动方向。 (5)同时改变蹄形磁体的磁场方向和电流方向,观察并记录直导线的运动方向。
5.分析推理： (1)对比实验1和2：闭合开关,直导线向右运动,移开蹄形磁体,闭合开关后,直导线不运动,说明通电导体在磁场中才能受到力的作用。
(2)对比实验1和3：保持磁场方向不变,改变导体中的电流方向,发现直导线的运动方向与原来相反,说明通电导体在磁场中受到的力的方向与电流方向有关。
(3)对比实验1和4：保持导体中的电流方向不变,改变磁场方向,发现直导线的运动方向与原来相反,说明通电导体在磁场中受到的力的方向与磁场方向有关。
(4)对比实验1和5：同时改变磁场方向和导体中的电流方向,发现直导线的运动方向与原来相同,说明同时改变磁场方向和导体中的电流方向,通电导体在磁场中的受力方向不变。
6.实验结论：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的电流方向都有关系。 7.交流与反思： (1)实验过程中直导线运动不明显的原因。 (2)实验装置怎样优化能使实验现象更明显。
归纳： (1)直导线运动不明显的原因可能是电流过小、磁场强度不够等。 (2)可以通过更换电源、更换磁性更强的蹄形磁体等方式优化实验装置,使实验现象更明显。
8.知识拓展： 19世纪初,奥斯特发现“电流的磁效应”后,科学界掀起了研究电与磁关系的热潮。法国物理学家安培敏锐地捕捉到这一研究方向,他没有停留在对现象的表面观察,而是设计了一系列严谨的实验———他用不同材料的导线、不同形状的磁体(条形磁体、蹄形磁体)、不同方向的电流进行对比实验,甚至自制了可自由转动的通电线圈装置。在实验中,他多次观察到“通电导线在磁场中偏转”的现象,通过反复记录偏转方向与电流方向、磁场方向的对应关系,最终归纳出“磁场对通电导体的作用力方向与电流方向、磁场方向相关”的规律,这一规律也被后人称为“安培定则”的重要组成部分。
安培的实验探索精神对我们学习物理有什么启示?在学习物理时要善于观察、勇于猜想、勤于实验验证等。
任务二：了解直流电动机的原理
【活动3】观察磁场对通电线圈的作用 用漆包线绕成线圈,将线圈两端的漆全部刮去后放入蹄形磁体的磁场中,并连接成如图所示的实验装置。
实验现象：线圈沿顺时针方向转过一定角度后,摆动几次后停了下来,并不能持续转动。 磁场中的通电线圈为什么会这样运动呢?
通电线圈在磁场中的转动情况： (1)如图所示,通电线圈的ab边和cd边中的电流方向相反,在磁场中受力方向相反,使通电线圈在磁场中顺时针转动。
(2)如图所示,当线圈的平面与磁场垂直时,通电线圈受平衡力作用,达到平衡位置。这时由于惯性,线圈还会继续转动。
(3)如图所示,线圈靠惯性越过平衡位置后,磁场力作用的结果使线圈逆时针旋转。
(4)线圈靠惯性越过平衡位置后,磁场力作用的结果使线圈再次顺时针旋转。最终,通电线圈静止在平衡位置。
【活动4】观察并了解换向器 怎样才能使通电线圈在磁场中持续转动呢? 思路引领：如果线圈在越过平衡位置时,能改变受力方向,就能使它连续转动。而通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关,只要及时改变电流方向和磁场方向中的一个,就能达到以上目的。从方便性考虑,生活中常采用改变线圈中电流方向的方法使线圈在磁场中连续转动。
(1)换向器的构造：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,它们分别跟两个半环接触,使电源和线圈组成闭合电路。 (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。
(3)换向器的工作原理：①如图所示,通电线圈在磁场力的作用下,开始顺时针旋转。
②如图所示,线圈转到平衡位置时,无电流流过,不受磁场力的作用,靠惯性继续转动。
③如图所示,线圈越过平衡位置后,电流方向发生改变,线圈在磁场力的作用下,继续顺时针转动。
电动机转动过程中的能量转化是怎样的? 电能转化为机械能。 总结： (1)直流电动机的工作原理：通电线圈在磁场中受力转动。 (2)直流电动机工作时的能量转化：电能主要转化为机械能(少部分转化为内能)。
【活动5】安装直流电动机 环节1：安装直流电动机模型 1.分工明确：小组内确定“安装员”(2人,负责部件组装)、“观察员”[1人,对照结构图核对部件位置]、“记录员”(1人)。
2.安装顺序：严格按照“从下到上、从内向外”的原则安装直流电动机模型。 3.安装检查：观察员对照结构图逐一核对部件位置,确认线圈转动无卡顿、磁体放置稳固后,完成安装。
环节2：连接电路,观察线圈转动 1.连接电路：安装员按照“电源正极→开关→滑动变阻器→电动机模型→电源负极”的顺序串联电路,闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至最大阻值处。 2.检查电路：记录员检查接线是否正确,重点确认滑动变阻器接线柱“一上一下”接入、电动机电刷与换向器接触良好。
3.试通电：闭合开关,观察线圈是否转动;若不转动,断开开关后排查原因(如电刷接触不良、线圈位置偏移等),调整后再次试通,直至线圈正常转动,记录员记下初始转动情况(如转动方向、快慢等)。
环节3：实验探究 各小组围绕以下3个问题展开实验,每完成一个实验后断开开关调整,再进行下一个实验,记录员及时填写实验记录表。 (1)探究电流方向对转动方向的影响：保持蹄形磁体的磁场不变,断开开关后调换电源正、负极接线,闭合开关,观察线圈转动方向与环节2中是否相同,记录实验结果。
(2)探究磁场方向对转动方向的影响：恢复电源正、负极接线(即电流方向与环节2中一致),断开开关后将蹄形磁体的N极与S极对调,闭合开关,观察线圈转动方向变化,记录实验结果。
(3)探究电流大小对转动速度的影响：保持磁场方向、电流方向不变,闭合开关后缓慢移动滑动变阻器的滑片,观察线圈转动速度的变化,记录“滑片移动方向—电流变化—转速变化”的对应关系。
环节4：小组交流,总结实验结论 结合实验记录表,讨论并归纳结论： (1)只改变电流方向,线圈转动方向改变。 (2)只改变磁场方向,线圈转动方向改变。 (3)电流变大时,线圈转动速度变快;电流变小时,线圈转动速度变慢。
【拓展应用】动圈式扬声器
(1)结构：线圈、铁芯、永磁体、锥形纸盆等。 (2)作用：它是把电信号转变为声音信号的装置。 (3)原理：扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流,由于线圈中的电流方向是不断变化的,线圈就不断地来回振动,带动纸盆也不断地来回振动,于是扬声器就发出了声音。 (4)能量转化：电能转化为机械能。
任务三：了解用电力驱动的交通工具
1.磁场对通电导体的作用(1)通电导体在磁场中受到力的作用。(2)影响力的方向的因素：电流的方向和磁场的方向。
2.电动机 (1)原理：通电线圈在磁场中受力转动。 (2)换向器的作用：线圈转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向。 (3)能量转化：电能主要转化为机械能(少部分转化为内能)。
1.如图所示,闭合开关,铜棒向右运动,为使开关闭合后铜棒向左运动,下列操作可行的是 ( ) A.换用更细的铜棒 B.将磁体的N、S极对调 C.移动滑动变阻器的滑片 D.将电源正、负极和磁体的N、S极同时对调
2.如图所示,用两根绝缘细线悬挂导体ab,并将其放在蹄形磁体中央,导体ab两端连接着导线。若要探究电动机的工作原理,虚线方框中接入的实验器材是 ( ) A.电源 B.电压表 C.灵敏电流计 D.滑动变阻器
3.如图所示,在“探究磁场对通电直导线的作用”的实验中,小明把一根轻质的铝棒EF 置于蹄形磁体的磁场中。