九年級物理下冊 第十七章 電動機與發(fā)電機課件 粵教滬版.ppt

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第十七章電動機與發(fā)電機 17 1關于電動機轉動的猜想17 2探究電動機轉動的原理 學習目標 1 認識電動機結構中的主要部件有定子 磁鐵或通電產生磁場的線圈 轉子 通電線圈 2 會參照電路圖連接電路 并使電動機轉起來 3 了解通電導體在磁場中受到力的作用 知道力的方向與電流方向及磁場的方向有關 知道通電導體在磁場中所受力的大小跟電流強弱和磁場強弱有關 4 能應用所學的知識來分析電動機的工作原理 會用磁場對電流的作用來分析解決實際問題 5 知道換向器在結構上的巧妙設計及所起的作用 領悟技術在原理和應用之間的橋梁作用 核心考點 磁場對通電導線的作用和電動機的工作原理 課前預習 1 通過觀察電動 可以看到它由兩部分構成 能夠的線圈和的磁體 在電動機里 的部分叫轉子 的部分叫定子 電動機工作時 在中飛快地轉動 2 通電導體在磁場中受到 力的方向跟 都有關系3 要使直流電動機線圈持續(xù)轉動 必須設法使線圈在轉到平衡位置時 即線圈平面與磁感線相互的位置時 自動改變通過線圈的方向 實現這個作用的裝置叫 4 電動機的工作原理 應用的原理使線圈轉動 同時用換向器及時改變 以保持線圈的持續(xù)轉動 5 直流電動機的主要組成部分有 和 的作用是在線圈轉到平衡位置時使電流的方向發(fā)生改變 轉動 固定不動 能夠轉動 固定不動 轉子 定子 力的作用 電流方向 磁場方向 垂直 電流 換向器 通電導線在磁場中受力 電流方向 線圈 磁體 換向器 電刷 換向器 6 在制作簡易電動機的過程中 若要改變電動機的轉動方向 可以 A 改變通電電流的大小B 將電源的正負極對調C 換用磁性更強的磁鐵D 增加電動機的線圈匝數7 2014 揭陽 在如圖所示的實驗裝置中 當開關閉合時 能觀察到導體棒ab沿金屬導軌運動 利用這一現象所揭示的原理 可制成的設備是 A 電熱器B 發(fā)電機C 電動機D 電磁繼電器 B C 課堂精講 知識點1 了解電動機的結構 1 電動機的結構 電動機主要由兩部分組成 一是線圈 二是磁體 在實際使用的電動機中 磁體往往那個固定不動 我們稱為定子 而線圈可以轉動 我們稱為轉子 2 電動機的類型 按照用電類型 電動機分為直流電動和交流電動機兩種 電動玩具中用的大部分是直流電動機 生活中常見的電風扇 洗衣機 電冰箱等用的是交流電動機 3 電動機的能量轉化 電動機工作時消耗電能 電動機工作時會使轉子轉動 轉子轉動具有動能 即機械能 因此電動機工作時主要將電能轉化為機械能 例1 如圖 是實際電動機的兩個主要的組成部分 甲的名稱是 作用是 乙的名稱是 作用是 練習1 下列家用電器中 應用了電動機的是 A 日光燈B 電風扇C 電飯鍋D 電熱水壺 B 知識點2 關于電動機轉動的猜想電動機轉動的外界條件是給電動機通電 即電動機線圈中必須有電流 線圈在通電后轉動 說明線圈在通電后受到力的作用 這個作用力是怎樣產生的呢 電動機磁鐵和線圈之間并無接觸 但線圈通電就會轉動 這說明磁鐵的磁場對通電線圈一定有力的作用 關于電動機轉動的原因我們可以有以下猜想 猜想1 電流 通電線圈 在磁場中受到力的作用猜想2 磁場對電流 通電線圈 產生力的作用猜想3 電動機中磁鐵的磁場與線圈中電流的磁場存在相互作用猜想4 電流 通電線圈 在磁場中受到的力的方向跟電流的方向和磁場的方向有關 例2 電動機是通電后能夠轉動的機器 其主要構造不見時裝有磁體的定子和嵌有線圈的轉子 假如沒有磁體 你猜想電動機還能轉動嗎 試設計一個實驗來檢驗你的猜想 練習2 要改變直流電動機的轉速 下列措施可行的是 A 把電源兩極對調B 把磁鐵的磁極對調C 改變線圈中電流的大小D 同時對調電源兩極和磁鐵兩極 C 知識點3 探究磁場對電流的作用 1 實驗電路如圖所示 2 實驗過程 3 實驗結論 a 磁場對電流有力的作用 也就是說通電導體在磁場力受到力的作用 受力方向與電流和磁感線方向有關 b 通電導體中的電流方向與磁感線的方向相同或相反時 導體不受磁場的作用力 c 通電導體在磁場中年受到力的作用而發(fā)生運動時 主要將電能轉化成機械能 例3 在觀察 磁場對通電直導線的作用 活動中 小明按照如圖組裝實驗器材 1 小明把一根輕質的鋁棒作為直導線放在蹄形磁體的磁場里 接通電源 看到直導線向右運動 若只將磁體的兩極對調 接通電源 觀察到直導線向 選填 左 或 右 運動 2 觀察 磁場對通電直導線的作用 活動后 小明提出 磁場對通電導線作用力的大小與什么因素有關 猜想如下 猜想1 磁場對電流作用力的大小與直導線的長度有關 猜想2 磁場對電流作用力的大小與磁場的強弱有關 猜想3 磁場對電流作用力的大小與導線的電流大小有關 小明決定對猜想3進行探究 他在圖中器材的基礎上 應增加一個 改變 觀察 3 本實驗運用的研究方法主要是 填一種即可 練習3 在探究磁場對通電導線的作用的實驗中 所用器材及電路連接如圖所示 閉合開關后導體棒ab在磁場力作用下向右運動 這說明對通電導體有力的作用 若閉在合開關后使得導體棒ab在磁場力作用下向左運動 你采取的方法是 磁場 改變磁場方向或改變電流方向 知識點4 換向器的作用 1 磁場對通電線圈的作用把線圈放在磁場里 接通電源 會發(fā)現線圈在磁場里發(fā)生轉動 但不被曝光持續(xù)轉動下去 擺動幾下便停在圖乙所示的位置上 通電線圈的ab和cd邊在磁場里受到力的作用 ab和cd邊中的電流方向相反 所以受到力的方向相反且不在同一直線上 在這兩個力的作用下線圈轉動起來 當轉到圖乙所示的位置時 這兩個力的恰好在同一直線上 而且大小相等 方向相反 相互平衡 這個位置稱為平衡位置 但由于慣性線圈會越過平衡位置 線圈ab邊又受到向上的磁力作用 線圈cd邊受到向下的磁力作用 線圈沿逆時針方向轉動又回到圖乙位置 如此反復 線圈在平衡位置左右擺動 無法實現連續(xù)轉動 2 換向器的結構和作用1 結構 由兩個彼此絕緣的銅質半圓環(huán)構成 如圖中的E F 換向器的兩個半環(huán)分別跟線圈的兩端相連 并通過電刷接到電源的兩極 2 作用 當線圈剛轉過平衡位置時 就立即改變線圈中的電流方向 則線圈兩邊的受力方向就會改變 由于受力方向的改變 線圈就可以按照原來的方向繼續(xù)轉動 例4 直流電動機換向器的作用是 A 改變線圈的轉動方向B 改變線圈中的電流方向C 改變磁感線的方向D 以上作用同時存在 練習4 如圖所示 在直流電動機的工作過程中 換向器 起了關鍵的作用 它能使線圈剛剛轉過平衡位置時就自動改變線圈中的 從而實現通電線圈在磁場中的連續(xù)轉動 電動機工作時是把電能轉化為能 電流方向 機械 知識點5 電動機的工作原理 1 電動機的工作原理電動機是根據通電線圈在磁場中受力轉動的原理制成的 直流電動機的基本工作原理是 通電導體在磁場中受到力的作用使線圈轉動 同時通過換向器及時改變線圈中的電流方向 以保持線圈的持續(xù)轉動 2 理解和記憶電動機轉速的改變 轉動方向的改變時注意把握以下兩點 磁場的方向 電流的方向與電動機轉向的關系 記住 一變就變 全變不變 的口訣 意思是 只要磁場的方向和電流的方向有一個發(fā)生改變 電動機的轉向就發(fā)生改變 磁場的方向和電流的方向都發(fā)生改變 電動機的轉向不發(fā)生改變 電動機的轉速與磁場的強弱和電流的大小有關 記住 一增則增 全增更增 的口訣 意思是 電流增大和磁場增強都會引起電動機的轉速加快 如果磁場增強 電流也增大 電動機轉速就會增加得更多 3 電動機的應用電動機構造簡單 控制方便 體積小 效率高 功率可大可小 污染小等優(yōu)點 在日常生活和生產實踐中廣泛應用 例如洗衣機 電冰箱 各種電動玩具 電力機車 工廠里的電鉆等 例5 電動機是利用通電導體在磁場中的原理制成的 如圖所示 在做 讓線圈轉起來 的實驗中 將線圈兩端引線的漆皮 一端全部刮掉 另一端只刮半周 其作用與直流電動機中的作用相同 閉合開關后 線圈不轉動的原因是 推一下線圈便不停的轉動起來 要使線圈的轉動方向發(fā)生改變 請?zhí)岢鰞蓚€方案 a b 練習5 1 如圖甲所示 把一根直導線ab支起來 放在蹄形磁體的磁場里 閉合開關后 直導線就水平向右運動起來 根據力和運動的關系 導線運動狀態(tài)改變 這說明導線必定受到的作用 且可確定它的方向 選填 水平向左 或 水平向右 力 水平向右 2 假如把蹄形磁體豎起來 在導線ab末端再連上另一條導線cd 這樣就組成了線圈 如圖乙所示 通電后 圖乙中cd段導線的電流方向是 選填 由c到d 或 由d到c 3 圖乙中 閉合開關后 ab段導線受磁場力的方向向上 則此時cd段導線受到磁場力的方向 請你在圖乙中把這個力畫出來 由于這兩個力不在同一直線上 所以線圈不能保持平衡 結果使線圈abcd轉動起來 由c到d 下 隨堂檢測 1 電動機是一種高效率 低污染的設備 廣泛應用于日常生活和生產實踐中 下列家用電器中應用了電動機的是 A 電飯鍋B 電熱水壺C 電吹風D 電烙鐵2 2014 臨沂 江濤用如圖所示的實驗裝置 探究 磁場對通電直導線的作用 閉合開關S 原本靜止的輕質硬直導線AB水平向右運動 要使AB水平向左運動 下列措施中可行的是 A 將A B兩端對調B 將蹄形磁體的N S極對調C 換用磁性更強的蹄形磁體D 將滑動變阻器的滑片P向右移動 C B 3 在如圖所示的實驗裝置中 當直導線通電后 觀察到直導線運動起來 利用這一現象所揭示的原理 可制成的設備是 A 電動機B 發(fā)電機C 電磁鐵D 電磁繼電器4 2014 宜昌 收音機 電視機 音響里都有揚聲器 如圖 揚聲器的工作原理是 A 電磁感應現象B 磁場對通電導線有力的作用C 電流周圍存在磁場D 電流的熱效應 A B 5 如圖為曉彤和小雪所做的 讓線圈動起來 的實驗 關于這個實驗有以下幾種說法 其中正確的是 該實驗的原理是通電導體在磁場中受到力的作用 根據這個實驗 人們制作了發(fā)電機 用刀片將作為轉動軸的漆包線同側的半邊漆皮刮掉 其作用相當于換向器 此實驗過程中 機械能轉化為電能 如果增大電源電壓 線圈的轉速將變快 A B C D D 6 如圖所示 直導線通電時發(fā)生偏轉 說明對電流有力的作用 可以利用這個原理制作 電動機 發(fā)電機 如果只改變電流方向 直導線偏轉方向 6圖7圖7 電動機是根據通電線圈在磁場中受轉動的原理制成的 它的主要構造是定子和轉子 王鵬同學按照物理教材的要求安裝了一臺如圖所示的直流電動機模型 圖中A處的兩個半圓銅環(huán)稱為 若要這臺電動機反向轉動 則可采用的一種方法是 磁場 電動機 改變 力 換向器 改變電流方向 17 3發(fā)電機為什么能發(fā)電 學習目標 1 通過實驗 探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件 2 初步認識機械運動 電與磁的運動和相互作用 以及能量的轉換 3 知道發(fā)電機的構造和工作原理 知道什么是交流電 4 知道發(fā)電機發(fā)明的價值和意義 核心考點 電磁感應 課前預習 1 英國物理學家經過10年的探索 在1831年取得突破 發(fā)現了利用磁場產生的條件和規(guī)律 電路中的導體在磁場中做運動時 導體中就產生電流 這種現象叫 產生的電流叫 2 感應電流的方向跟及有關 感應電流的大小與磁場的及導體運動的有關 3 發(fā)電機是利用現象制成的 我國供生產和生活用的交流電頻率是 4 在電磁感應現象中 產生的感應電流方向與方向和方向都有關 若二者只改變其一 則感應電流方向 若二者同時改變 則感應電流方向 法拉第 電流 閉合 一部分 切割磁感線 電磁感應現象 感應電流 磁場方向 導體運動方向 強弱 快慢 電磁效應 50Hz 磁場 導線切割磁感線 改變 不變 5 下列設備中利用電磁感應原理工作的是 A 電磁鐵B 電動機C 揚聲器D 麥克風6 2014 益陽 圖中的a表示垂直于紙面的一根導線 它是閉合電路的一部分 它在磁場中按箭頭方向運動時 不能產生感應電流的是 A B C D D A 課堂精講 知識點1 認識發(fā)電機發(fā)電機的發(fā)電的過程是機械能轉化為電能的過程 現代社會生產和生活都需要大量的電能 這些電能大都是由發(fā)電廠供給的 實際發(fā)電機比模型發(fā)電機復雜得多 但它的基本部件仍是磁體與線圈 由于大型發(fā)電機發(fā)出很高的電壓和很強的電流 一般采取線圈不動 磁極旋轉的方式發(fā)電 還要用電磁鐵代替永磁鐵 例1 水電站里水輪機轉動 從而帶動發(fā)電機發(fā)電 是轉化為 練習1 英國物理學家法拉弟經過10年的探索 發(fā)現了利用磁場可以產生電流的現象 下列設備中應用了這一現象的是 A 電動機B 電磁起重機C 蒸汽機D 發(fā)電機 D 知識點2 探究電磁感應現象 1 電磁感應現象 閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時 導體中就會產生電流 電流的方向與導體運動方向有關 電磁感應現象中所產生的電流 叫做感應電流 2 用右圖所示裝置來探究電磁感應現象 產生感應電流的條件 a 必須是閉合電路中的一部分導體 b 導體在磁場中做切割磁感線運動 感應電流的方向 在電磁感應現象中 感應電流的方向跟導體做切割磁感線運動的方向和磁場方向有關 當改變導體切做割磁感線運動的方向和磁場方向二者之一時 感應電流方向將與原來方向相反 若導體切割磁感線運動的方向和磁場方向都變?yōu)榕c原來方向相反時 則感應電流的方向不變 例2 2014 樂山 如圖所示是小明探究在 什么情況下磁可以生電 的實驗裝置 其中能夠使電流表指針發(fā)生偏轉的是 A 導線AB不動 換用磁性更強的永磁體B 磁體與導線AB一起向右移動C 磁體不動 導線AB上下移動D 導線AB不動 磁體左右移動 練習2 探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件如圖所示 實驗時 控制磁場方向相同 改變導體ab的運動方向 步驟一 導體水平左右運動 如圖甲所示 電流計指針 這是因為 步驟二 導體豎直上下運動 如圖乙所示 電流計指針 這是因為 步驟三 導體水平左右運動 如圖丙所示 電流計指針偏轉 電路中有電流產生 不偏轉 開關沒有閉合 不偏轉 導體沒有做切割磁感線運動 知識點3 發(fā)電機的工作原理 1 原理 發(fā)電機是利用電磁感應現象制成的 2 能的轉化 發(fā)電機是把機械能轉化為電能的設備 3 發(fā)電機的工作過程 例3 2014 聊城 如圖所示 L為帶動線圈轉動的搖把 圖中表示指針可來回擺動的電流表 關于此工作原理圖 下列說法正確的是 A 這是電動機的工作原理圖B 用該原理可制作手搖發(fā)電機 轉動搖把L讓線圈轉起來 電流表的指針來回擺動C 用該原理可制作手搖發(fā)電機 如果只拿掉電流表 其他電路連接不變 轉搖把L讓線圈轉動 線圈中會產生電流D 用該原理制成的機器正常工作時 電能轉化為機械能 練習3 如圖是某中學生發(fā)明的一款便攜風力發(fā)電機 以保護套的形式套在手機外面 利用風為手機充電 它主要由風力機和發(fā)電機兩部分組成 其中風力機實現把風能轉化成葉片的 發(fā)電機利用的工作原理再把它轉化為電能 機械能 電磁感應現象 隨堂檢測 1 2014 大連 下列設備中 其原理是電磁感應現象的是 A 發(fā)電機B 電動機C 電磁繼電器D 電磁起重機2 2014 海南 如圖 在探究磁生電的實驗中 能產生感應電流的操作是 A 讓導體AB沿水平方向左右運動B 讓導體AB沿豎直方向上下運動C 讓導體AB靜止在蹄形磁鐵內D 讓蹄形磁鐵沿豎直方向上下運動 A A 3 2014 百色 如圖所示的四個實驗中 能說明發(fā)電機工作原理的是 A B C D 4 2014 昆明 如圖是昆明環(huán)湖路兩側安裝的 風光互補 新能源景觀節(jié)能燈 它 頭頂 小風扇 肩扛 太陽能電池板 其中小風扇是一個小型風力發(fā)電機 它們都是將其他形式的能轉化成能的裝置 風力發(fā)電機的發(fā)電原理是 B 電 電磁感應 5 某物理興趣小組利用如圖所示的裝置做探究電磁感應實驗 得到如下記錄 綜合分析上列實驗記錄 解答下列問題 1 感應電流產生的條件是 2 影響感應電流方向的因素是 該結論是分析比較實驗序號得出的 該結論是分析比較實驗序號得出的 閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動 導體切割磁感線運動方向 c d 磁場方向 d f 十七章復習課考點1磁場對通電導體的作用 電動機 高頻考點 考點分析 本考點是廣東中考的高頻考點 考查的重點是磁場對通電導線的作用和電動機的工作原理 1 考查通電導體在磁場中的運動 要注意區(qū)分電磁感應及通電導體在磁場中的運動 前者為因動而電 后者為因電則動 比較磁場對電流的作用和電磁感應現象可幫助同學們理解 記憶 1 2010廣東 5 3分 如圖所示的實驗裝置 可以用來 A 研究感應電流的方向與磁場方向的關系B 研究發(fā)電機的工作原理C 研究通電導體在磁場中所受的力與什么因素有關D 研究電磁鐵的磁性與什么因素有關 C 2 2009廣東 22 7分 為了探究電動機為什么會轉動 小明根據電動機主要構造制作了一臺簡易電動機 如圖 他用回形針做成兩個支架 分別與電池的兩極相連用漆包線繞一個矩形線圈 以線圈引線為軸 并用小刀刮去軸的一端全部漆皮 另一端只刮去半周漆皮將線圈放在支架上 磁體放在線圈下方閉合開關 用于輕推一下線圈 線圈就會不停地轉動起來 1 要想改變線圈的轉動方向 小明可采用的措施是 寫出兩點 2 開關閉合后 如果電動機不轉 可能的原因是 寫出兩點 3 小明還想設計一個能調節(jié)電動機轉速的實驗裝置 他還需要的主要器材是 并在虛線框內畫出實驗電路圖 電動機用符號M表示 改變電流方向 改變磁場方向 接線柱接觸不良 磁場不夠強 滑動變阻器 考點2電磁感應 發(fā)電機 高頻考點 考點分析 本考點是廣東中考的高頻考點 考查的重點是電磁感應 對產生感應電流的條件的理解 應注意以下幾個關鍵詞 閉合 一部分導體 和 切割 感應電流的方向與磁感線方向和導體切割磁感線的運動方向有關 電磁感應現象中 機械能轉化為電能 1 2013廣東 3 3分 下列電器中 利用電磁感應原理工作的是 A 電動機B 發(fā)電機C 電烙鐵D 電燈 B 2 2012廣東 10 3分 如圖是探究電磁感應現象的實驗裝置 保持U形磁鐵不動 閉合開關 若金屬棒ab豎直向上運動 此時靈敏電流表的指針 若金屬棒ab水平向左運動 此時靈敏電流表的指針 如果保持金屬棒ab不動 閉合開關 當U形磁鐵水平向右運動時 靈敏電流表的指針 均選填 偏轉 或 不偏轉 不偏轉 偏轉 偏轉 3 2014廣東 12 3分 如圖所示 閉合開關 當導體ab向右運動時 電流表指針向左偏轉 那么當ab向左運動時 電流表指針向偏轉 如果將磁體兩極的位置對調 ab向右運動時 電流表指針向偏轉 此過程轉換為電能 右 右 機械能 4 2011廣東 18 7分 在 探究感應電流的產生 的實驗中 小穎同學的四次實驗情況分別如圖所示 1 有同學說 只要閉合電路中的一部分導體在磁場中運動 就會產生感應電流 你認為他的說法對嗎 圖可支持你的結論 不對 丙 2 為了探究感應電流的方向跟磁場方向和導體運動方向之間的關系 A 根據圖甲和圖乙的實驗現象可以得出的結論 B 根據圖乙和圖丁的實驗現象可以得出的結論 3 從能量的角度來分析 感應電流的產生過程是能轉化為電能 感應電流的方向與導體的運動方向有關 感應電流的方向與磁感線的方向有關 機械