資源簡介

(共36張PPT)
2024年秋季
北師大版物理
九年級全冊
第十四章 磁現象
第五節 磁場對通電導線的作用力
第六節 直流電動機
1
學習目標
2
課時導入
3
感悟新知
4
隨堂檢測
5
課堂小結
磁場對通電導線的作用
左手定則
直流電動機 動圈式揚聲器
奧斯特實驗中，通過小磁針的偏轉，知道通電導線對它周圍的磁體有力的作用，反過來，磁體對通電導線有沒有力的作用？
實驗探究—— 磁場對通電導線的作用力。
1. 實驗裝置
知識點
磁場對通電導線的作用
1
2. 實驗過程 按圖示裝置連接電路。
①閉合開關，觀察到通電導體棒在磁場中受力而運動。
②改變磁場方向或電流方向，或同時改變磁場方向和電流方向，觀察通電導體的運動方向是否改變。
③改變電流的大小和磁場的強弱，觀察導體棒運動速度是否改變(受力的大小是否改變)。
3. 實驗結論 通電導體在磁場中受到力的作用，受力方向與磁場方向和電流方向有關，受力大小與電流大小和磁場強弱有關。
4. 能量轉化 將電能轉化為機械能。
易錯提醒
1. 并非所有通電導體在磁場中都會受到力的作用，只有當電流方向和磁場方向斜交或垂直(不平行) 時才會受到力的作用
2. 要改變通電導體在磁場中的受力方向，只需改變電流方向和磁場方向中的一個，若同時改變電流方向和磁場方向，則受力方向不變。
[中考·無錫] 用圖2 中裝置探究磁場對通電直導線的作用，給鋁棒AB 通電，觀察到AB 向右運動，要使AB 通電后向左運動，下列做法中可行的是( )
A. 僅換用磁性更強的磁體
B. 僅增加AB 中的電流強度
C. 僅將磁體的N、S 極對調
D. 僅將鋁棒AB 換成銅棒
例1
解析：給鋁棒AB 通電，觀察到AB 向右運動，要使AB 通電后向左運動，即改變鋁棒AB 的受力方向，則只需改變磁場方向和電流方向中的一個即可。
答案：C
技法提示
本實驗裝置是課本裝置的變形，將導體棒懸掛在磁場中并給導體棒通電。要與研究電磁感應現象的實驗(下節課所學)相區分。另外該實驗所選導體棒不能用鐵棒，因為磁體會對鐵棒有吸引力，會影響實驗效果。
1. 左手定則 伸開左手，使大拇指與四指在同一平面內并跟四指垂直，讓磁感線垂直穿入手心，使四指指向電流方向。這時，大拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受磁場力的方向。
知識點
左手定則
2
2. 正確區分右手螺旋定則和左手定則
右手螺旋定則：根據螺線管中的電流方向，可判斷螺線管的N、S 極；知道螺線管的N、S 極，可以判斷出螺線管中的電流方向。
左手定則：利用左手定則可以判斷磁感線方向、電流方向、通電導線受磁場力的方向，三個方向中知道其中兩個，可判斷出另外一個的方向。
知識鏈接
電磁學中，右手螺旋定則判斷的主要是與力無關的方向，如果是和力有關的則用左手定則，即關于力用左手，無關力用右手，記憶口訣：左手力，右手電，手心迎著磁感線。
在物理學中，用 表示電流的方向垂直于紙面向里，⊙表示電流的方向垂直于紙面向外。如圖3 所示，表示直導體在磁場中受到一個既跟電流
方向垂直，又跟磁感線方向垂直的水
平向左的磁場力F。
例2
下列四種情況中，通電導體b 受到的磁場力方向水平向左的是( )
解析：由圖3 可看出，在用左手定則判定時，可以讓磁感線垂直穿入掌心，四指指向電流方向，大拇指指向即為力的方向。由此可以判斷出：A 中力向下，B 中力向右，C 中力向左，D 中力向右。
答案：C
規律點撥
通電導體在磁場中的受力方向、電流方向、磁感線方向三者兩兩相互垂直，知道其中任意兩個量的方向，就可以用左手定則判斷出另外一個量的方向。
1. 磁場中的通電線圈
如圖4 甲所示，把一個線圈放入磁場中，接通電源后，發現該通電線圈轉動起來，
知識點
直流電動機 動圈式揚聲器
3
但轉到圖乙所示的位置時，線圈轉動幾下后保持靜止。要使線圈能持續轉動，需要解決的問題是如何讓線圈中電流變為跟原來反向。
2. 電動機
(1)原理：通電導體在磁場中受力而運動。
(2)結構：轉子、定子、換向器。
(3)換向器的作用：當線圈轉過平衡位置時，自動改變線圈中的電流方向，從而改變線圈的受力方向，使線圈連續轉動。
(4)能量轉化：電能轉化為機械能。
(5)改變線圈轉動方向的方法：改變線圈中的電流方向或改變磁場方向，使之與原方向相反。
(6)改變線圈轉速的方法：改變電流的大小或改變磁場的強弱。
3. 揚聲器的工作原理：通電線圈在磁場中受力而振動。
如圖5，揚聲器的音圈中通入的是攜帶聲音信息的大小和方向都變化的交變電流 ，
因而音圈便會在磁場中受到大小
和方向隨電流變化的力而振動，
音圈的振動會帶動紙盆振動，產
生聲音，將電流信號變成聲音信號。
深度理解:
1. 線圈在圖4 甲所示位置時轉動的原因：導線ab 受力方向豎直向上，導線cd 受力方向豎直向下，這兩個力大小相等，且作用在同一物體上，但力的作用線不在同一直線上，不屬于一對平衡力，因此線圈發生轉動。
2. 線圈在圖4 乙所示位置靜止的原因：當線圈轉動到圖乙所示位置時，線圈的ab 邊和cd 邊受到的力屬于一對平衡力，因此線圈保持靜止。
[中考·安徽] 如圖6 為直流電動機的工作原理圖。線圈
abcd 處于向右的磁場中，兩個銅半環E 和F 跟線圈兩端相連，可隨線圈一起轉動，兩半環中間斷開，彼此絕緣；A 和B 是電刷，它們分別
跟兩個半環接觸，使電源和線圈
組成閉合電路。
例3
在圖示位置，電流沿dcba 流過線圈，dc 邊
受到磁場的作用力向下，則( )
A. 線圈在圖示位置時，ab 邊受到磁場的作用力向下
B. 線圈由圖示位置轉過180°時，電流沿dcba 流過線圈
C. 線圈由圖示位置轉過180°時，dc 邊受到磁場的作用力向下
D. 線圈由圖示位置轉過180°時，ab 邊受到磁場的作用力向下
解析：明確換向器的作用，知道通電導體在磁場中的
受力方向與磁場方向和電流方向有關是解題的關鍵。
解題秘方：dc 和ab 邊中電流方向相反，dc 邊受到磁場的作用力向下，所以ab 邊受到磁場的作用力向上，A 錯誤。線圈由圖示位置轉過180°時，換向器F 和與電源負極相連的電刷B 相連，故電流沿abcd 流過線圈，B 錯誤
線圈由圖示位置轉過180°時，dc 邊中電流的方向反向，則受力方向改變，故dc 邊受到磁場的作用力向上，C 錯誤。線圈由圖示位置轉過180°時，ab 邊中電流的方向反向，則受力方向改變，即ab 邊受到磁場的作用力向下，D 正確。
答案：D
方法點撥
本題考查電動機工作原理，關鍵是要知道換向器的作用，看懂電路中的電流方向，同時明確通電導體在磁場中的受力方向與磁場方向和導體中電流方向兩個因素有關，其中一個因素改變，則其受力方向改變。
1．在物理學中，用表示電流的方向垂直于紙面向里，用表示電流的方向垂直于紙面向外。下列四幅用箭頭標明通電導體在磁場中受力方向的圖中，有一幅是錯誤的，則錯誤的是(　　)
C
2．通電直導線在磁場中受到磁場力的方向可以用左手定則來判斷：伸開左手，使大拇指與四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內，讓磁
感線垂直穿入掌心，并使四指指向
電流的方向，這時大拇指所指的方
向就是通電直導線所受磁場力的方
向，如圖甲所示。
由此可以判斷，圖乙中的線圈是________(選填“順時針”或“逆時針”)轉動的。
順時針
3．[2023·廣西]如圖，某興趣小組利用干電池、銅線框和磁體制作了一個“愛心”電動機，“愛心”能繞電池轉動。下列家用電器與“愛心”電動機工作原理相同的是(　　)
A．電飯鍋 B．電風扇
C．手電筒 D．電視機
B
4．在裝配直流電動機模型時，通電后直流電動機模型不轉。電動機不轉的原因不可能是(　　)
A．轉軸與支架之間摩擦力太大
B．磁體磁性太強
C．電刷與換向器接觸不良
D．電源電壓太低了
B
結構
應用
磁場對通電導線的作用
電動機
能量轉化
換向器
其他應用

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