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人教版物理九年級第二十章 第四節(jié) 電動機
1．通電導(dǎo)線在磁場中要受到的 作用,力的方向與 的方向、 的方向有關(guān)。
2．電動機的原理是通電線圈在磁場中 。
3．電動機主要由兩部分組成： 、 。
4．電動機線圈的平衡位置指的是線圈所在平面跟磁感線的位置,要使線圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動下去,需要安裝 ,其作用是 。
一、單選題
1.（2021·荊門）下列有關(guān)電與磁的說法正確的是（　　）
A. 磁感線是用來形象描述磁場的，是真實存在的
B. 電流的周圍存在著磁場
C. 同種電荷一定相互排斥，同名磁極可以相互吸引
D. 電風(fēng)扇的工作原理是電磁感應(yīng)
2.（2021·賀州）如圖所示，下列實驗原理與電動機原理相同的是（ ）
A. B.
C. D.
3.（2021·濰坊）如圖所示是某同學(xué)自制的玩具電動機，一塊釹鐵橢圓形磁鐵吸在干電池底部，將一段裸露的銅線折成矩形線框，上邊與電池正極接觸，下邊搭接在磁鐵上，觀察到線框順時針轉(zhuǎn)動，則（　　）
A. 該過程中機械能轉(zhuǎn)化為電能
B. 線框左右兩邊所受磁場力方向相同
C. 若僅調(diào)換電池兩極，線框?qū)⒛鏁r針轉(zhuǎn)動
D. 若僅調(diào)換磁鐵兩極，線框仍順時針轉(zhuǎn)動
4.（2021·煙臺）選項圖中所示的裝置中與甲圖工作原理相同的是（ ）
A. 自發(fā)電手電筒
B. 話筒
C. 手搖式發(fā)電機
D. 揚聲器
5.（2021·無錫）用如圖的裝置探究磁場對通電直導(dǎo)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(diào)
D. 僅將鋁棒AB換成銅棒
6.（2021·錦江模擬）下面是電與磁的幾幅圖，其說法正確的是（　　）
A. 圖甲，當(dāng)電流一定時，線圈匝數(shù)少的電磁鐵，磁性弱
B. 圖乙說明通電導(dǎo)體周圍存在著磁場，將小磁針移走，該磁場消失
C. 圖丙裝置研究的是導(dǎo)體在磁場中能產(chǎn)生感應(yīng)電流
D. 圖丁，當(dāng)開關(guān)S閉合時，燈亮，電動機轉(zhuǎn)起來，電鈴不響
7.（2021·福田模擬）如圖是深圳中學(xué)生間流行的迷你手持小風(fēng)扇，右圖中能說明其工作原理的實驗裝置是( )
A. B.
C. D.
8.（2021·河西模擬）物理學(xué)原理在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用，很多機器、設(shè)備都是根據(jù)物理學(xué)原理制成的。利用圖所示的實驗原理可以制成（ ）
A. 電動機 B. 發(fā)電機 C. 電磁鐵 D. 內(nèi)燃機
9.（2021·渭濱模擬）電風(fēng)扇是我們生活中常見的電器，下列說法正確的是（　　）
A. 人們吹風(fēng)扇時感覺到?jīng)隹欤且驗殡婏L(fēng)扇工作降低了周圍空氣的溫度
B. 風(fēng)扇底盤做得又大又重可以提高風(fēng)扇的穩(wěn)度，保證風(fēng)扇不易傾倒
C. 電風(fēng)扇的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象
D. 小明將一個紙條放在工作的風(fēng)扇下方，發(fā)現(xiàn)紙條向上飄起，這是因為流體流速越快壓強越大
二、填空題
10.（2021·道里模擬）小明同學(xué)自制的“小小電動機”，接通電路后，線圈開始轉(zhuǎn)動，小明發(fā)現(xiàn)當(dāng) 和 時，線圈轉(zhuǎn)動的方向就會與原來相反。
11.（2021·新?lián)崮M）將磁鐵靠近正發(fā)光的燈泡時，燈絲發(fā)生了抖動。小明分析這是因為通電導(dǎo)體在磁場中會受到力的作用，受力的方向跟 方向、 方向都有關(guān)， （填“電動機”或“發(fā)電機”）是利用這個原理制成的。
12.（2021·尋烏模擬）1820年，丹麥物理學(xué)家 發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線周圍存在磁場，隨后法國物理學(xué)家安培進一步研究發(fā)現(xiàn)磁場對電流有力的作用。如圖所示，閉合開關(guān)，靜止的導(dǎo)體棒ab在軌道上向右運動，若只將電源的正、負(fù)極對調(diào)，則導(dǎo)體棒ab將向 運動。（選填“左”或“右”）
13.（2021·石家莊模擬）如圖所示是揚聲器的構(gòu)造示意圖，當(dāng)線圈中有電流通過時線圈受到磁場力的作用而運動，這與 （選填“電動機”或“發(fā)電機”）的工作原理相同，由于通過線圈的電流是 （選填“直流”或“交流”）電，線圈就不斷的來回振動，帶動紙盆也來回振動，于是揚聲器就發(fā)出了聲音。
14.（2020九上·九龍坡期末）重慶作為西部地區(qū)創(chuàng)新高地，無人機產(chǎn)業(yè)也正迎來高速發(fā)展期。預(yù)計到2020年，全市年產(chǎn)無人機將達到120萬臺。如圖，是重慶市某航空工業(yè)公司近日最新研發(fā)出一款消防無人機，它一次能負(fù)載30公斤的重物從基地升高并自主飛行到指定位置，它有四個軸，每個軸上都有一個電機和螺旋槳，使無人機能夠穩(wěn)定地懸停在空中進行作業(yè)，無人機靠鋰電池維持飛行，充滿一組鋰電池可供飛機工作半小時左右，不過，它能不停地更換電池繼續(xù)工作，請找出一個與以上情景有關(guān)的物理信息，并指出對應(yīng)的物理知識不得與示例重復(fù)。
示例：物理信息：無人機靠鋰電池維持飛行；
物理知識：電能轉(zhuǎn)化為機械能。
作答：物理信息：________。
物理知識：________。
三、實驗探究題
15.（2020九上·鄭州月考）在研究“磁場對通電導(dǎo)體的作用”的實驗中：
（1）如圖甲所示，把金屬桿ab放在磁場里，閉合開關(guān)，觀察到金屬桿ab向右運動，利用此現(xiàn)象原理人們制成了 （選填“電動機”或“發(fā)電機”）；
（2）改變磁場方向或電流方向，觀察到的實驗現(xiàn)象記錄在表格中。分析第 （填實驗序號）次數(shù)據(jù)可知，通電金屬桿在磁場中受力方向與磁場方向有關(guān)。
實驗序號 1 2 3 4
磁場方向 向下 向上 向下 向上
電流方向
ab運動方向 右 左 左 右
（3）如圖乙所示，閉合開關(guān)，讓金屬桿cd做切割磁感線運動，此時金屬桿ab （選填“會”或“不會”）受到力的作用。
16.（2020·珠海模擬）冰冰同學(xué)用圖示裝置進行了磁現(xiàn)象知識研究：如圖所示，在鐵架臺上面虛線框中是由可調(diào)電壓的學(xué)生電源、導(dǎo)體ab（在下虛線框內(nèi)）、保護電阻、開關(guān)組成一回路。下面虛線框中由蹄型電磁鐵、滑動變阻器和開關(guān)、電源（在上虛線框內(nèi)）構(gòu)成回路。
（1）冰冰連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器的滑片P，導(dǎo)體ab仍靜止不動，檢查發(fā)現(xiàn)電路連接正確、各實驗器材都完好，請你幫忙分析出現(xiàn)上述情況的原因是________ （寫出一點即可）。
（2）找出問題并正確處理后，將變阻器的滑片P移到圖示位置，閉合開關(guān)S，導(dǎo)體ab向右擺動。此實驗現(xiàn)象可以說明________ （填“電熱器”“發(fā)電機”或“電動機”）的工作原理，也說明通電電磁鐵周圍存在________ 。
（3）要使通電導(dǎo)體ab向右側(cè)擺動的幅度增大，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向________ （填“左”或“右”）端移動；若僅將電源正負(fù)極對調(diào)接入電路，閉合開關(guān)S，導(dǎo)體ab向________ （填“左”或“右”）側(cè)擺動。
（4）利用本實驗裝置及實驗現(xiàn)象可以探究或說明的磁現(xiàn)象有關(guān)知識的有_________
A.電流的磁效應(yīng)
B.感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件
C.磁場對電流的作用
D.電磁鐵的磁場強弱與電流大小的關(guān)系
17.（2020·南昌模擬）研究電動機的工作過程。
（1）電動機的工作原理是磁場對________有力的作用。（甲）圖中，線圈左右兩邊框ab，cd的受力方向相反，其原因是________。線圈從圖示位置再轉(zhuǎn)動________度后線圈將恰好達到平衡位置，并最終停在該位置。
（2）（乙）圖中的線圈可以持續(xù)轉(zhuǎn)動，是因為它加裝了________，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，自動改變線圈中的________方向。
答案解析部分
1．力 電流 磁感線
2．受力轉(zhuǎn)動
3．轉(zhuǎn)子 定子
4．垂直換向器 每當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)到平衡位置時，能自動改變線圈中的電流方向
一、單選題
1.【答案】 B
【考點】磁感線及其特點，通電直導(dǎo)線周圍的磁場，磁場對通電導(dǎo)線的作用
【解析】【解答】A．磁場是真實存在的，為了描述磁場人為引入了磁感線，磁感線是一種模型，實際并不存在，A不符合題意；
B．奧斯特實驗證明了通電導(dǎo)線周圍存在磁場，B符合題意；
C．電荷間的作用規(guī)律是：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。磁極間的作用規(guī)律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，C不符合題意；
D．電風(fēng)扇使用的是電動機，電動機的工作原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力運動，D不符合題意。
故答案為：B。
【分析】奧斯特實驗證明電流周圍存在這磁場，該磁場即為電荷定向移動造成的。
2.【答案】 B
【考點】磁場對通電導(dǎo)線的作用
【解析】【解答】A．如圖，是奧斯特實驗，能證明通電導(dǎo)線周圍存在磁場，A不符合題意；
B．如圖，閉合開關(guān)，通電帶線在磁場中受力而產(chǎn)生運動，與電動機原理相同，B符合題意；
C．如圖，導(dǎo)線在磁場中切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，與發(fā)電機原理相同，C不符合題意；
D．如圖，通電螺線管相當(dāng)于條形磁鐵，能吸引鐵釘，D不符合題意。
故答案為：B。
【分析】處在磁場中的通電導(dǎo)體棒，電流對導(dǎo)體棒有力的作用，導(dǎo)體棒就會運動起來，這就是電動機的原理，導(dǎo)體棒運動的方向與電流和磁場方向有關(guān)。
3.【答案】 C
【考點】磁場對通電導(dǎo)線的作用
【解析】【解答】A．該過程中電能轉(zhuǎn)化為機械能，A不符合題意；
B．左右兩段導(dǎo)線周圍的磁場方向不同，電流方向相同，所受磁場力方向不同，B不符合題意；
CD．若僅調(diào)換電池兩極，電流方向改變，線框?qū)⒛鏁r針轉(zhuǎn)動，若僅調(diào)換磁鐵兩極，磁場方向改變，線框?qū)⒛鏁r針轉(zhuǎn)動，C符合題意，D不符合題意。
故答案為：C。
【分析】處在磁場中的通電導(dǎo)體棒，電流對導(dǎo)體棒有力的作用，導(dǎo)體棒就會運動起來，這就是電動機的原理，導(dǎo)體棒運動的方向與電流和磁場方向有關(guān)。
4.【答案】 D
【考點】磁場對通電導(dǎo)線的作用
【解析】【解答】圖甲中，線圈通電后，會發(fā)生轉(zhuǎn)動，它的原理是磁場對通電線圈有力的作用。
A．自發(fā)電手電筒利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，A不符合題意；
B．話筒利用的是電磁感應(yīng)原理，B不符合題意；
C．手搖式發(fā)電機利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，C不符合題意；
D．揚聲器的原理是磁場對通電線圈有力的作用，D符合題意。
故答案為：D。
【分析】處在磁場中的通電導(dǎo)體棒，電流對導(dǎo)體棒有力的作用，導(dǎo)體棒就會運動起來，這就是電動機的原理，導(dǎo)體棒運動的方向與電流和磁場方向有關(guān)。
5.【答案】 C
【考點】磁場對通電導(dǎo)線的作用
【解析】【解答】通電導(dǎo)體在磁場中受力的方向與磁場方向和電流方向有關(guān)；
A．換用磁性更強的磁體，不會改變運動方向，A不符合題意；
B．增加AB中的電流強度，不會改變運動方向，B不符合題意；
C．磁體的N、S極對調(diào)，只改變一個影響因素（磁場方向），受力運動方向改變，運動方向改變，C符合題意；
D．將鋁棒AB換成銅棒，不會改變運動方向，D不符合題意。
故答案為：C。
【分析】處在磁場中的通電導(dǎo)體棒，電流對導(dǎo)體棒有力的作用，導(dǎo)體棒就會運動起來，這就是電動機的原理，導(dǎo)體棒運動的方向與電流和磁場方向有關(guān)。
6.【答案】 A
【考點】通電直導(dǎo)線周圍的磁場，電磁鐵的構(gòu)造和原理，磁場對通電導(dǎo)線的作用
【解析】【解答】A．由甲圖可知，線圈匝數(shù)越多，吸引大頭針數(shù)目越多，說明電磁鐵磁性越強，即在電流一定時，匝數(shù)越少磁性越弱，A符合題意；
B．奧斯特實驗說明通電導(dǎo)線周圍存在磁場，該磁場是通電導(dǎo)線產(chǎn)生的，與有無小磁針無關(guān)，B不符合題意；
C．圖丙裝置研究的是通電導(dǎo)線在磁場中受力運動，C不符合題意；
D．圖丁中，當(dāng)開關(guān)S閉合時，電磁鐵獲得磁性吸引銜鐵向下運動，此時電鈴響，燈和電動機不工作，D不符合題意。
故答案為：A。
【分析】電流可以產(chǎn)生磁場，即電流有磁效應(yīng)，可以用來制作電磁鐵，電流越大，產(chǎn)生的磁場強度越大，匝數(shù)越多，產(chǎn)生的磁場越強；同時物質(zhì)的磁場強度與溫度有關(guān)系，溫度越高，物質(zhì)的磁性就越小，結(jié)合具體的實驗探究即可。
7.【答案】 C
【考點】直流電動機的構(gòu)造原理與工作過程
【解析】【解答】A.閉合開關(guān)后，纏繞有線圈的鐵釘能吸引大頭針，這說明電流能夠產(chǎn)生磁場，故A不合題意；
B.導(dǎo)體ab在磁場中做切割磁感線運動時，電流表的指針擺動，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故B不合題意；
C.閉合開關(guān)，通過電流的導(dǎo)體ab在磁場中受力運動，故C符合題意；
D.當(dāng)導(dǎo)線中有電流經(jīng)過時，小磁針的指向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明通電導(dǎo)線周圍存在磁場，故D不合題意。
故選C。
【分析】 手持電風(fēng)扇的主要結(jié)構(gòu)為電動機，工作原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力運動，據(jù)此分析判斷。
8.【答案】 A
【考點】直流電動機的構(gòu)造原理與工作過程
【解析】【解答】該實驗裝置是研究通電導(dǎo)體在磁場中受力而運動，利用此原理制造了電動機，BCD不符合題意，A符合題意。
故答案為：A。
【分析】通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用而運動，可以制作電動機。
9.【答案】 B
【考點】重心，流體壓強與流速的關(guān)系，磁場對通電導(dǎo)線的作用
【解析】【解答】A．吹風(fēng)扇感覺涼快是吹風(fēng)加快人體表面空氣流速，讓人體表面的水分蒸發(fā)加快，而蒸發(fā)過程吸熱，所以感覺涼快，A不符合題意；
B．風(fēng)扇底盤做得又大又重，可以降低風(fēng)扇的重心，提高穩(wěn)度，讓風(fēng)扇不易傾倒。B符合題意；
C．電風(fēng)扇是靠電動機工作帶電扇葉轉(zhuǎn)動的，而電動機的工作原理是通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用，而不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，C不符合題意；
D．將紙條放在工作的風(fēng)扇的下方，紙條向上飄起，是因為紙條上方空氣流速大，壓強小，而下方空氣流速小，壓強大，于是產(chǎn)生一個向上的壓力，將紙條托起，D不符合題意。
故答案為：B。
【分析】物體的重心越低，底面積越大，物體越穩(wěn)定，相反，物體的重心越高，底面積越小，物體越不穩(wěn)定。
二、填空題
10.【答案】 電流方向改變；磁場方向改變
【考點】磁場對通電導(dǎo)線的作用
【解析】【解答】電動機的原理是通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動，電動機線圈受力方向決定轉(zhuǎn)動方向，而受力方向與磁場方向和電流方向有關(guān)，因此要改變電動機的轉(zhuǎn)動方向有兩種方法：①可保持磁場方向不變，改變電流方向；②可保持電流方向不變，改變磁場方向。
【分析】通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用，受力方向跟兩方面因素有關(guān)，即磁場方向和電流方向，只要任意一個方向發(fā)生改變，力的方向就發(fā)生改變.
11.【答案】 電流；磁感線；電動機
【考點】磁場對通電導(dǎo)線的作用
【解析】【解答】通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用，受力的方向與電流方向和磁感線(磁場)方向有關(guān)，當(dāng)只改變電流方向時，通電導(dǎo)線會向相反的方向移動；當(dāng)只改變磁場方向時，通電導(dǎo)線也會向相反的方向移動。電動機即通電就能動的機器，即消耗電能產(chǎn)生機械能的裝置。
【分析】處在磁場中的通電導(dǎo)體棒，電流對導(dǎo)體棒有力的作用，導(dǎo)體棒就會運動起來，這就是電動機的原理，導(dǎo)體棒運動的方向與電流和磁場方向有關(guān)。
12.【答案】 奧斯特；左
【考點】通電直導(dǎo)線周圍的磁場，磁場對通電導(dǎo)線的作用
【解析】【解答】丹麥的物理學(xué)家奧斯特做的著名的奧斯特實驗通過當(dāng)導(dǎo)線中通過電流時，它旁邊的磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，證實了電流周圍存在磁場。磁場對電流有力的作用，此力的方向與電流方向和磁場方向有關(guān)，這兩個因素只要有一個因素發(fā)生改變，力的方向就會改變，閉合開關(guān)，靜止的導(dǎo)體棒ab在軌道上向右運動，若只將電源的正、負(fù)極對調(diào)，改變了電流方向，則導(dǎo)體棒ab的運動方向改變，所以導(dǎo)體棒ab將向左運動。
【分析】奧斯特實驗證實了電流周圍存在磁場；通電導(dǎo)體在磁場中受力方向和電流方向有關(guān)，和磁場方向有關(guān)。
13.【答案】 電動機；交流
【考點】磁場對通電導(dǎo)線的作用，直流電動機的構(gòu)造原理與工作過程
【解析】【解答】電動機是利用通電導(dǎo)線在磁場中受力的作用的原理制成的，當(dāng)揚聲器線圈中有電流通過時，線圈受到磁鐵力的作用而運動，這與電動機的工作原理相同。揚聲器主要由線圈、永磁體、錐形紙盆組成，由于通過線圈的電流是“交流”電，線圈受到大小、方向都變化的磁場力，而不斷來回運動；帶動紙盆也來回振動，使揚聲器發(fā)聲。
【分析】（1）電動機是利用通電導(dǎo)線在磁場中受力的作用的原理制成的；
（2）揚聲器主要由線圈、永磁體、錐形紙盆組成；
（3）揚聲器工作原理：由于通過線圈的電流是“交流”電，線圈受到大小、方向都變化的磁場力，而不斷來回運動；帶動紙盆也來回振動，使揚聲器發(fā)聲。
14.【答案】 負(fù)載30公斤的重物從基地升高；每個軸上都有一個電機和螺旋槳；無人機能夠穩(wěn)定地懸停在空中進行作業(yè)；克服重物重力做功；電機原理為通電導(dǎo)體在磁場中受力或電機將電能轉(zhuǎn)化為機械能；懸停時無人機受平衡力
【考點】二力平衡的條件及其應(yīng)用，直流電動機的構(gòu)造原理與工作過程，是否做功的判斷
【解析】【解答】作答一：物理信息： 負(fù)載30公斤的重物從基地升高；
物理知識： 克服重物重力做功。
作答二：物理信息：每個軸上都有一個電機和螺旋槳；
物理知識： 電機原理為通電導(dǎo)體在磁場中受力或電機將電能轉(zhuǎn)化為機械能。
作答三：物理信息： 無人機能夠穩(wěn)定地懸停在空中進行作業(yè)；
物理知識： 懸停時無人機受平衡力 。
【分析】可從做功、電動機工作原理和平衡力的角度思考解答。
三、實驗探究題
15.【答案】 （1）電動機
（2）1、2或3、4
（3）會
【考點】磁場對通電導(dǎo)線的作用
【解析】【解答】(1)把金屬桿ab放在磁場里，閉合開關(guān)，觀察到金屬桿ab向右運動，說明磁場對通電導(dǎo)線有力的作用，這就是電動機工作的原理。(2)研究通電金屬桿在磁場中受力方向與磁場方向的關(guān)系，必須控制通電導(dǎo)體電流的方向相同，改變磁場的方向。從表格中可以看出，序號1、2與3、4兩組實驗的電流方向相同，磁場方向不同。(3)閉合開關(guān)，讓金屬桿cd做切割磁感線運動，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，金屬桿ab有電流通過，金屬桿ab周圍存在磁場。磁場對通電導(dǎo)體有力的作用，所以金屬桿ab會運動。
【分析】（1）根據(jù)磁場對電流的作用，產(chǎn)生機械能，制作了電動機；（2）探究導(dǎo)體的受力方向和磁場方向關(guān)系時，保持電流方向相同；（3）閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線，導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流。
16.【答案】 （1）電源電壓太低
（2）電動機；磁場
（3）右；右
（4）A,C,D
【考點】磁場對通電導(dǎo)線的作用
【解析】【解答】(1)根據(jù)題意知道，電路連接正確、各實驗器材都完好，但是無論怎樣移動滑動變阻器的滑片P，導(dǎo)體ab仍靜止不動，所以上述情況的原因，可能是電源電壓低，造成電路中的電流過小，導(dǎo)體周圍產(chǎn)生的磁場弱。(2)閉合開關(guān)S，導(dǎo)體ab向右擺動，說明導(dǎo)體通電后周圍產(chǎn)生磁場，與電磁鐵周圍的磁場相互作用產(chǎn)生力磁力，此過程中消耗了電能，獲得了機械能，故是電動機的工作原理。(3)若要使通電導(dǎo)體ab向右側(cè)擺動的幅度增大，則需要使導(dǎo)體受力變大，故應(yīng)增大電路中的電流，使電磁鐵和導(dǎo)體ab周圍的磁場增強，所以應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向右移動。若僅將電源正負(fù)極對調(diào)接入電路，則閉合開關(guān)S后，電磁鐵和導(dǎo)體ab中的電流方向都發(fā)生變化，故導(dǎo)體ab受力方向不變，仍會向右擺動。(4)該裝置通電后導(dǎo)體ab受力擺動，說明通電后電磁鐵和導(dǎo)體ab周圍產(chǎn)生了磁場，通電導(dǎo)體在磁場中受到磁力的作用，故可探究A、C；利用滑動變阻器改變電路中電流大小時，導(dǎo)體ab的擺動幅度變化，可反映出電磁鐵磁性的強弱，故可探究D；導(dǎo)體切割磁感線運動時，電路中有無感應(yīng)電流無法判斷，故不能探究B。
故答案為：ACD。
【分析】（1）若電路完好而實驗無現(xiàn)象，可能電壓太小使得電流小；
（2）導(dǎo)體通電后會在磁場中運動，說明磁場對通電導(dǎo)體有力的作用，和電動機的工作原理相同；
（3）減小電阻可以增大電流，從而增大磁場的磁性，導(dǎo)體運動明顯；
（4）導(dǎo)體周圍有磁場是電流的磁效應(yīng)，磁場對電流有力的作用，電流越大，電磁鐵的磁性越強。
17.【答案】 （1）通電線圈；電流方向不同；90
（2）換向器；剛轉(zhuǎn)過；電流
【考點】磁場對通電導(dǎo)線的作用，實用電動機的構(gòu)造、特點和應(yīng)用
【解析】【解答】解：（1）電動機的工作原理是磁場對通電線圈有力的作用。
線圈受力方向與電流方向和磁場方向有關(guān)；甲圖中，線圈左右兩邊框ab、cd的受力方向相反，是因為兩側(cè)的電流方向不同。當(dāng)線圈從圖示位置再轉(zhuǎn)動90度后，線圈將恰好達到平衡位置，此時受力平衡，最終會停在該位置。（2）乙圖中的線圈可以持續(xù)轉(zhuǎn)動，是因為它加裝了換向器，它能在線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時，自動改變線圈中的電流方向。
故答案為：（1）通電線圈； 電流方向不同； 90； （2）換向器； 剛轉(zhuǎn)過；電流。
【分析】（1）電動機的工作原理是磁場對通電線圈有力的作用；線圈受力方向與電流方向和磁場方向有關(guān)；（2）換向器可以改變電流方向，從而改變導(dǎo)體的受力方向，實現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)動。
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第20章 第4節(jié)
電動機
學(xué)習(xí)目標(biāo)-新知導(dǎo)入-新知探究-課堂小結(jié)-課堂達標(biāo)
人教版 · 物理 · 九年級（下）
1.能掌握磁場對通電導(dǎo)線的作用相關(guān)知識點。
2.能知道電動機的基本構(gòu)造。
3.明白揚聲器的發(fā)聲原理。
學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)
磁體在磁場中會受到磁力的作用（磁體發(fā)生運動）
通電的導(dǎo)線能產(chǎn)生磁場，使磁針或磁體偏轉(zhuǎn)（運動）
逆向思維——磁體能否使通電的導(dǎo)線運動呢？
導(dǎo) 入 新 課
磁場的介紹中，磁體對小磁針有力的作用；
奧斯特實驗中，電流對小磁針有力的作用。
磁體的磁場對通電導(dǎo)線是否有力的作用？
磁場
磁場
知識點 磁場對通電導(dǎo)線的作用
1
探 究 新 知
① 閉合開關(guān)，觀察直導(dǎo)體的運動。
②只改變磁場的方向，觀察直導(dǎo)體的運動。
③只改變電流的方向，觀察直導(dǎo)體的運動。
④同時改變磁場和電流的方向，觀察直導(dǎo)體的運動。
金屬導(dǎo)軌
直導(dǎo)體
+
-
實驗探究：通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用
探 究 新 知
探 究 新 知
實驗現(xiàn)象
導(dǎo)線向左運動。
導(dǎo)線向右運動，與原來運動方向相反。
閉合開關(guān)，導(dǎo)線向左運動。
導(dǎo)線向右運動，與最開始運動方向相反。
N
I
F
S
I
F
N
S
I
F
N
S
I
N
S
F
探 究 新 知
1.通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用。
2.通電直導(dǎo)線在磁場中受到的力的方向與電流的方向、磁場的方向有關(guān)。
總結(jié)歸納
當(dāng)電流的方向或磁場的方向與原來相反時，通電直導(dǎo)線受力的方向也相反；
當(dāng)電流的方向和磁場的方向同時改變時，通電直導(dǎo)線受力的方向不變。
探 究 新 知
1.如圖所示,進行通電導(dǎo)體在磁場中受力運動實驗,回答下列問題:

(1)把導(dǎo)體放在磁場里,接通電源,讓電流通過導(dǎo)體ab,會發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體ab　　　(填“運動”或“靜止”);
(2)把電源的正負(fù)極對調(diào)后接入電路,使通過導(dǎo)體的電流方向與原來相反,這時導(dǎo)體ab　　　　　　;
(3)保持電源的正負(fù)極不變,對調(diào)磁體的磁極,使磁場的方向與原來相反,這時導(dǎo)體ab　　　　　　　;
(4)由(2)(3)可以得出通電導(dǎo)體在磁場中要受到力的作用,而且受力的方向跟　　　　的方向和　　　　的方向都有關(guān)系;
(5)若增大電源電壓或增強磁體的磁性,導(dǎo)體的運動速度會　　　　(填“加快”或“減慢”),這說明導(dǎo)體在磁場中受到力的作用,力的大小跟　　　　的大小和　　　　的大小有關(guān);
(6)通電后導(dǎo)體ab運動的過程中,是把　　　　能轉(zhuǎn)化為　　　　能.
典型例題
1.【參考答案】　(1)運動　(2)向相反方向運動　(3)向相反方向運動　(4)電流　磁場　(5)加快　電流　磁場磁性　(6)電　機械
答案
典型例題
實驗中的直導(dǎo)線運動一段距離就會離開磁場，很難持續(xù)地運動。
如果把一個通電線圈放在磁場中，它又會怎樣運動呢？
思考
探 究 新 知
磁場對線圈的作用
將線圈放在蹄形磁體的兩極中間，接通電源，觀察線圈的運動情況。
探 究 新 知
通電線圈可以在磁場里轉(zhuǎn)動過一定角度，但不能持續(xù)轉(zhuǎn)動。
現(xiàn)象 及 解釋
通電線圈在磁場中兩邊受力，但方向相反，發(fā)生順時針轉(zhuǎn)動。
當(dāng)線圈的平面與磁場垂直時，通電線圈受平衡力作用，達到平衡位置。這時由于慣性，線圈還會繼續(xù)轉(zhuǎn)動。
線圈靠慣性越過平衡位置后，磁場力作用的結(jié)果使線圈逆時針旋轉(zhuǎn)。
通電線圈擺動幾次后，最終靜止在平衡位置。
探 究 新 知
想想做做
探 究 新 知
這樣，線圈轉(zhuǎn)動越過平衡位置后，停止對線圈供電，由于慣性，線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動半周后再繼續(xù)供電，線圈就可以持續(xù)轉(zhuǎn)下去了。
一端漆皮全部刮掉，另一端只刮上半周或下半周。
探 究 新 知
在“小小電動機”的實驗中，采用刮去引線漆皮的辦法來控制電路的通斷，只有半周獲得動力。怎樣使線圈后半周也有動力持續(xù)轉(zhuǎn)動呢？
線圈受到的力使它順時針轉(zhuǎn)動。
線圈由于慣性會越過平衡位置。
線圈受到的力阻礙線圈順時針轉(zhuǎn)動。
探 究 新 知
如果在線圈轉(zhuǎn)動的后半周，不是停止給線圈供電，而是設(shè)法改變后半周的電流方向，使線圈在后半周也獲得動力，線圈不就能轉(zhuǎn)得更平穩(wěn)了嗎？
？
換向器
探 究 新 知
知識點 電動機的基本構(gòu)造
2
定子（磁體）
轉(zhuǎn)子（線圈）
換向器（半環(huán)+電刷）
探 究 新 知
兩個銅半環(huán)EF
電刷AB
當(dāng)線圈每轉(zhuǎn)到平衡位置時，自動改變線圈中電流方向，從而實現(xiàn)線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動。
換
向
器
換向器
探 究 新 知
電動機的工作過程
探 究 新 知
直流電動機的工作原理
探 究 新 知
電動機的原理：通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動。
電動機的能量轉(zhuǎn)化：把電能轉(zhuǎn)化為機械能。
電動機的優(yōu)點：構(gòu)造簡單、控制方便、體積小、效率高，對環(huán)境污染小。
探 究 新 知
實際的電動機為了轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，轉(zhuǎn)子由多組線圈組成。
實際的直流電動機的轉(zhuǎn)子
定子
轉(zhuǎn)子
探 究 新 知
揚聲器的發(fā)聲原理：
揚聲器的線圈中通入攜帶聲音信息、時刻變化的電流，使得它在一個瞬間和下一個瞬間受到磁場對它的不同的力，于是帶動紙盆振動起來，發(fā)出了聲音。
探 究 新 知
2.請結(jié)合圖示回答下列有關(guān)電動機工作過程的問題.
　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
(1)電動機的工作原理是磁場對　　　　　 有力的作用.甲圖中,線圈左右兩邊框ab、cd的受力方向相反,其原因是　　　　　　　　.
(2)乙圖中的線圈所在的位置　　　(填“是”或“不是”)平衡位置,圖中C、D組成的裝置叫　　　　,它的作用是在線圈
　　　　(填“剛轉(zhuǎn)到”“即將轉(zhuǎn)到”或“剛轉(zhuǎn)過”)平衡位置時,自動改變線圈中的電流方向,從而使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動.電動機工作時是把電能轉(zhuǎn)化為　　　　　.
2.【參考答案】　(1)通電線圈　電流方向不同　(2)是　換向器　剛轉(zhuǎn)過　機械能　
答案
典型例題
1. 磁場對電流作用力的方向的影響因素：
(1)電流的方向；(2)磁場的方向。
2. 磁場對電流作用力的大小的影響因素：
(1)電流的大小；(2)磁場的強弱。
3. 電動機：
(1)原理：磁場對通電導(dǎo)線的作用。
(2)結(jié)構(gòu)：定子和轉(zhuǎn)子。
(3)能的轉(zhuǎn)化：電能轉(zhuǎn)化為機械能。
課 堂 小 結(jié)
1.關(guān)注科學(xué)思維小倩在實驗室看到這樣一件實驗器材,如圖所示,將有機玻璃做成矩形框架,上面鑲嵌了兩組磁鐵,上邊一組南極向下,下邊一組北極向上.將金屬棒靜止放置在金屬導(dǎo)軌上,金屬導(dǎo)軌一端通過導(dǎo)線分別與電池正負(fù)極連接.閉合開關(guān),電池、金屬導(dǎo)軌和金屬棒形成回路有電流流過,則下列說法正確的是 (　　)
A.金屬棒仍然靜止在金屬導(dǎo)軌上
B.如果改變電流方向,金屬棒仍向原來方向運動
C.如果將漆皮完好的漆包線繞成矩形線圈,漆包線在線圈的兩端各伸出一小段距離作為轉(zhuǎn)軸放到金屬導(dǎo)軌上,閉合開關(guān)后線圈一定會連續(xù)轉(zhuǎn)動起來
D.這個實驗說明磁場對電流有力的作用
課 堂 練 習(xí)
1.D　【解題思路】　閉合開關(guān),金屬棒中有電流通過,通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用,所以金屬棒不能靜止在金屬導(dǎo)軌上,故A錯誤,D正確;因為通電導(dǎo)體受力方向與磁場方向和電流方向有關(guān),所以如果改變電流方向,金屬棒的運動方向與原來運動方向相反,故B錯誤;將線圈兩端引線的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,才能保證線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動下去,故C錯誤.
課 堂 練 習(xí)
2.[2020河北唐山豐南區(qū)期末]如圖所示是實驗室中電流表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖,處在磁場中的線圈有電流通過時,線圈會帶動指針一起偏轉(zhuǎn).線圈中的電流越大,指針偏轉(zhuǎn)角度越大.則下列說法正確的是(　　)
A.該裝置利用了電流的熱效應(yīng)原理
B.線圈中有電流通過時,把電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
C.改變線圈中的電流方向,其轉(zhuǎn)動方向不會改變
D.線圈中的電流越大,其所受的磁場力越大
2.D　【解題思路】　電流表的內(nèi)部構(gòu)造顯示電流表的制作原理——通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動,故A錯誤;線圈中有電流通過時,電能轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能,故B錯誤;改變線圈中的電流方向,其轉(zhuǎn)動方向會發(fā)生改變,故C錯誤;電流越大,線圈受到的力越大,其轉(zhuǎn)動的幅度越大,因此可以利用電流表指針的轉(zhuǎn)動幅度來體現(xiàn)電路中電流的大小,故D正確.
答案
課 堂 練 習(xí)
3.一矩形線圈放在蹄形磁鐵的兩極之間,剛通電時在磁場作用下扭轉(zhuǎn)方向如圖甲所示.現(xiàn)將該線圈放在圖乙所示的蹄形螺線管間,a、b為螺線管與電源的接口.
某同學(xué)進行了如下四次操作:
① a接正極,b接負(fù)極,線圈中通與圖甲電流方向相同的電流;② b接正極,a接負(fù)極,線圈中通與圖甲電流方向相同的電流;③ a接正極,b接負(fù)極,線圈中通與圖甲電流方向相反的電流;④ b接正極,a接負(fù)極,線圈中通與圖甲電流方向相反的電流.
線圈剛通電時扭轉(zhuǎn)方向與圖甲所示的扭轉(zhuǎn)方向相同的是 (　　)
A.①和③ B.②和④ C.①和④ D.②和③
3.D　【解題思路】　只改變線圈中的電流方向或磁場方向,則線圈的扭轉(zhuǎn)方向改變,如果兩個方向都不變或都反向,線圈的扭轉(zhuǎn)方向不變.題圖乙中的b接正極,a接負(fù)極時,其左端是N極,與題圖甲的磁場情況相同.①是只改變磁場方向,線圈剛通電時扭轉(zhuǎn)方向與圖甲所示的扭轉(zhuǎn)方向相反;②是電流方向和磁場方向都不改變,所以線圈剛通電時扭轉(zhuǎn)方向與圖甲所示的扭轉(zhuǎn)方向相同;③是同時改變了電流方向和磁場方向,線圈剛通電時扭轉(zhuǎn)方向與圖甲所示的扭轉(zhuǎn)方向相同;④是只改變電流方向,線圈剛通電時扭轉(zhuǎn)方向與圖甲所示的扭轉(zhuǎn)方向相反.選D.
答案
課 堂 練 習(xí)
4.[2019湖南株洲中考]圖甲為一臺簡易電動機,由一節(jié)舊電池、小塊銣磁鐵和線框組成,銣磁鐵吸在電池下端,線框由裸銅導(dǎo)線繞制;圖乙為原理圖,箭頭表示磁感線方向.根據(jù)圖乙可知,磁鐵上端為　　　　(填“N”或“S”)極;已知磁場對線框左邊的作用力垂直于紙面向里,則線框右邊受到的磁場力垂直于紙面　　　　(填“向外”或“向里”).線框在轉(zhuǎn)動過程中將　　　　能轉(zhuǎn)化為　　　　能.
4.【參考答案】　N　向外　電　機械
【解題思路】　磁感線總是從磁體的N極出發(fā)再回到S極,根據(jù)題圖乙中的箭頭指向可知銣磁鐵的上端為N極;磁場對通電導(dǎo)體有力的作用,力的方向跟電流的方向和磁場的方向有關(guān),右邊線框與左邊線框中的電流方向相同但磁場方向相反,因此受力方向相反.線框在轉(zhuǎn)動時消耗電能,將電能轉(zhuǎn)化為機械能.
答案
課 堂 練 習(xí)
5.如圖所示,用兩橡皮筋豎直懸掛重2 N的金屬棒AB于磁場中,金屬棒兩端連接著導(dǎo)線(導(dǎo)線對金屬棒的作用力忽略不計),當(dāng)棒中通以由A流向B的電流時,金屬棒靜止,橡皮筋剛好處于松弛狀態(tài);現(xiàn)讓電流由B流向A,金屬棒仍靜止,每根橡皮筋受到的力為　　　　N.
5.【參考答案】　2
【解題思路】　通過分析可知,當(dāng)棒中通以由A流向B的電流時,金屬棒AB受到了兩個力的作用:豎直向下的重力和豎直向上的磁場力.由于金屬棒靜止,故金屬棒受到的重力大小等于金屬棒受到豎直向上的磁場力;當(dāng)棒中通以由B流向A的電流時,金屬棒受到豎直向上的拉力等于豎直向下的重力和磁場力之和,故每根橡皮筋受到的力F=×(2 N+2 N)= 2 N.
答案
課 堂 練 習(xí)
6.地磁場被稱為地球生命的“保護傘”,正是因為地磁場的存在,當(dāng)來自宇宙空間的高速帶電粒子流接近地球的時候會受到地球的斥力而離開地球,其原理是高速帶電粒子流的定向運動形成 　　　　 ,再根據(jù)　　 可知,高速帶電粒子流受力的作用而離開地球.
6.【參考答案】　電流　磁場對“通電導(dǎo)體”有力的作用
答案
課 堂 練 習(xí)
7.在復(fù)習(xí)“電流的磁場”和“磁場對電流的作用”時,小剛想:“既然通電導(dǎo)體周圍存在磁場,磁場又會對通電導(dǎo)體產(chǎn)生力的作用,那么互相靠近的兩個通電導(dǎo)體間是否會產(chǎn)生力的作用呢 ”
(1)小剛和小強商議通過實驗來研究這一問題.他們找到了兩根柔軟的導(dǎo)線,相距較近地并排固定在接線板上,實驗電路如圖甲所示,通過實驗觀察到接線板上導(dǎo)線如圖乙所示.該實驗表明:兩個通電導(dǎo)體之間　　　　　　　　　.

(2)小強認(rèn)為,如果改變其中一個通電導(dǎo)體中的電流方向,則它們之間作用力的方向也會發(fā)生改變.小強這樣想的理由是電流產(chǎn)生的磁場方向是由　　　的方向決定的.當(dāng)一個通電導(dǎo)體中電流的方向改變時,它產(chǎn)生的磁場方向也會發(fā)生改變;而磁場對通電導(dǎo)體的作用力的方向與　　　的方向和　　　的方向有關(guān),另一個通電導(dǎo)體中電流的方向不變,但磁場方向變化了,它受到的磁場力的方向就會改變.
課 堂 練 習(xí)
(3)如果開始實驗時,小剛和小強沒有找到柔軟的導(dǎo)線,而是用較硬的普通鋁芯電線進行實驗,你認(rèn)為會出現(xiàn)怎樣的情況 你得到了怎樣的啟示
7.【參考答案】　(1)產(chǎn)生力的作用　(2)電流　電流　磁場　(3)觀察不到(或電流很大才能觀察到)兩通電導(dǎo)體間的相互作用,從中可得到的啟示是合理選用實驗器材非常重要.
【解題思路】　(1)圖乙中兩根導(dǎo)線中的電流方向相同,且兩根導(dǎo)線向中間靠攏,說明兩根導(dǎo)線相互吸引,產(chǎn)生力的作用.
(2)通電導(dǎo)線周圍的磁場方向與導(dǎo)線上電流的方向有關(guān),兩根導(dǎo)線平行時,電流方向有兩種情況:同向和反向;所以小強的判斷依據(jù)是電流產(chǎn)生的磁場方向是由電流的方向決定的,當(dāng)一個通電導(dǎo)體中電流的方向改變時,它產(chǎn)生的磁場方向也會發(fā)生改變;而磁場對通電導(dǎo)體的作用力的方向與電流的方向和磁場的方向有關(guān),另一個通電導(dǎo)體中電流的方向不變,但磁場的方向變化了,它受到的磁場力的方向就會改變.
(3)用較硬的普通鋁芯電線進行實驗,導(dǎo)線在力的作用下,形變太小,可能觀察不到(或電流很大才能觀察到)兩通電導(dǎo)體間的相互作用,所以可以得到的啟示是合理選用實驗器材非常重要.
答案
課 堂 練 習(xí)

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