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2022華師大版九上科學(xué)6.1電能的轉(zhuǎn)化（2）學(xué)案
姓名
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]：
1、了解直流電動機(jī)的工作原理；
2、了解知道矩形通電線圈在磁場中的轉(zhuǎn)動情況；
3、知道換向器的作用及工作原理。
一、知識點(diǎn)梳理：
知識點(diǎn)1、矩形通電線圈在磁場中的轉(zhuǎn)動情況：
1、通電導(dǎo)體在磁場中會受到 的作用，其受力方向與 、導(dǎo)體中的 有關(guān)。當(dāng)兩者中任意一個的方向 ，導(dǎo)體的受力方向就會 。
2、按教材內(nèi)容填空：當(dāng)通電線圈所在平面與磁場平行時，由于通電線圈的兩條對邊中電流方向相反，它們在磁場中受到磁力的方向 且不在一條直線上，在這兩個力的作用下，線圈會發(fā)生 (如圖甲所示)。當(dāng)線圈從其所在平面與磁場平行的位置轉(zhuǎn)過90°時，這兩個力恰好在同一直線上，而且 相等、方向 ，是一對平衡力(如圖乙所示)。靜止的線圈在這對平衡力的作用下可以在該位置保持靜止。這一位置叫做 ，此時線圈所在平面恰好與磁感線 。
3、通電線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時，不會立即停下來，而是在此位置附近擺動幾下才停下來。這是因?yàn)橥娋€圈轉(zhuǎn)到 時具有一定的速度，由于 它會繼續(xù)運(yùn)動，但線圈這時受到 的作用，它又會返回平衡位置，所以它會擺動幾下后再停下來。
知識點(diǎn)2、換向器的作用
1、換向器是由是由固定在電樞線圈轉(zhuǎn)軸上的兩個彼此 的半圓金屬環(huán)所組成，這兩個半圓金屬環(huán)分別與電樞線圈的兩端相連接，電流通過與換向器接觸的兩個 流入電樞線圈。
2、換向器的作用：當(dāng)矩形線圈恰好轉(zhuǎn)過 位置時，及時改變中 的 ；
3、換向器的優(yōu)點(diǎn)：利用 換向器與電刷的接觸方式，既解決了線圈的連續(xù)轉(zhuǎn)動問題，同時也解決了輸電 導(dǎo)線纏繞的問題。
知識點(diǎn)3、電動機(jī)的工作原理
1、電動機(jī)通電后即產(chǎn)生機(jī)械轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)從電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，所以從能的轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)來看，電動機(jī)是把 轉(zhuǎn)化為 的裝置。
2、直流電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：直流電動機(jī)具有結(jié)構(gòu) ， 啟動 ，倒轉(zhuǎn)、變速 的特點(diǎn)，與內(nèi)燃機(jī)比較，還具有 效率、 噪聲、 尾氣排放等明顯優(yōu)點(diǎn)。因此廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸工具等。
二、例題講解：
例題1、如圖所示是直流電動機(jī)的模型，閉合開關(guān)后線圈順時針轉(zhuǎn)動。現(xiàn)要線圈逆時針轉(zhuǎn)動，下列方法中可行的是(　　)
A．只改變電流大小 B．只改變電流方向
C．對換磁極同時改變電流方向 D．換用磁性更強(qiáng)的磁鐵
（例題1圖） （例題2圖） （例題3圖）
例題2、在安裝直流電動機(jī)模型的實(shí)驗(yàn)中，小杰同學(xué)按照教材的要求安裝了一臺如圖所示的直流電動機(jī)模型，安裝完畢，閉合開關(guān)后，線圈順時針方向轉(zhuǎn)動，則能使線圈逆時針方向轉(zhuǎn)動的做法是( )
A. 減少一節(jié)電池 B. 把電源和磁體的兩極同時對調(diào)
C. 增加一節(jié)電池 D. 把電源兩極對調(diào)
例題3、小明用漆包線繞成線圈，將線圈兩端的漆全部刮去后放入磁場，如圖所示，閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)線圈只能偏轉(zhuǎn)至水平位置、不能持續(xù)轉(zhuǎn)動.為使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動，下列措施中可行的是( )
A. 換用電壓更大的電源
B. 換用磁性更強(qiáng)的磁體
C. 在線圈的一端重抹油漆，干后在適當(dāng)位置刮去半圈
D. 重新制作匝數(shù)更多的線圈，將線圈兩端的漆全部刮去
例題4、如圖為實(shí)驗(yàn)室常用電流表內(nèi)部構(gòu)造圖．多匝金屬線圈懸置在磁體的兩極間，線圈與一根指針相連。當(dāng)線圈中有電流通過時，它受力轉(zhuǎn)動帶動指針偏轉(zhuǎn)，便可顯出電流的大小．圖中與這一過程工作原理相同的是（　　）
例題5、小明用漆包線繞成線圈，將線圈兩端的漆全部刮去后放入磁場，如圖所示，閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)線圈只能偏轉(zhuǎn)至水平位置、不能持續(xù)轉(zhuǎn)動。為使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動，下列措施中可行的是(　　)
A．換用電壓更大的電源
B．換用磁性更強(qiáng)的磁體
C．重新制作匝數(shù)更多的線圈，將線圈兩端的漆全部刮去
D．在線圈的一端重抹油漆，干后在適當(dāng)位置刮去半圈
例題6、如圖所示是“線圈不能持續(xù)轉(zhuǎn)動”的三幅實(shí)驗(yàn)圖，下列說法中不正確的是(　 　)
A．三幅圖中，導(dǎo)線ab、cd所受的磁力方向始終沒有發(fā)生改變
B．乙圖中，線圈能夠持續(xù)往下轉(zhuǎn)動變成丙圖所示，是由于慣性
C．通電一段時間后，線圈abcd最終會停止在乙圖所示的位置
D．只要開關(guān)始終閉合，線圈abcd一定會在乙圖的平衡位置左右擺動，永不停止
三、隨堂練習(xí)：
1、關(guān)于安培力方向與電流方向和磁場方向之間的關(guān)系，下列說法不正確的是(　 　)
A．電流方向改變時，導(dǎo)體受力方向改變
B．磁場方向改變時，導(dǎo)體受力方向改變
C．電流方向和磁場方向同時改變時，導(dǎo)體受力方向不改變
D．電流方向和磁場方向同時改變時，導(dǎo)體受力方向改變
2、下列說法中正確的是(　 )
A．發(fā)電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
B．電動機(jī)工作時線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流
C．發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)
D．導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時一定產(chǎn)生感應(yīng)電流
3、如圖為直流電動機(jī)的工作原理圖，分析正確的是(　　)
A．改變磁場方向可以改變線圈轉(zhuǎn)動的方向
B．電動機(jī)通電后不轉(zhuǎn)，一定是電路斷路
C．電動機(jī)工作過程中，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
D．線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動是靠電磁繼電器來實(shí)現(xiàn)的
（第3題圖） （第4題圖）
4、把通電線圈放在磁場里，發(fā)現(xiàn)線圈發(fā)生扭轉(zhuǎn)。則下列說法不正確的是(　　)
A. 通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用
B. 通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向與電流方向無關(guān)
C. 電能能夠轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
D. 磁場與通電導(dǎo)體中電流產(chǎn)生的磁場發(fā)生相互作用
5、直流電動機(jī)的線圈轉(zhuǎn)到下列位置時，換向器改變線圈中的電流方向(　　)
A. 線圈轉(zhuǎn)到任意位置 B. 線圈平面與磁感線垂直
C. 線圈平面與磁感線平行 D. 線圈平面與磁感線成45°角
6、小明將直流電動機(jī)模型接人電路，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電動機(jī)不工作。他用手輕輕地碰了一下線圈后，直流電動機(jī)模型開始正常轉(zhuǎn)動，其原因可能是(　　)
A. 直流電動機(jī)的銅半環(huán)與電刷接觸不良 B. 電源電壓太低
C. 線圈剛好處于平衡位置 D. 線圈中的電流太小
7、電磁炮是利用電磁技術(shù)制成的一種新型武器，具有速度快、命中率高等特點(diǎn)。其原理是利用磁場對通電導(dǎo)體的作用，下列敘述中與此原理相同的是(　 )
A．水輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)工作為我們提供源源不斷的電能
B．奧斯特發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)體能使小磁針偏轉(zhuǎn)方向
C．電動機(jī)接通電源正常工作
D．工廠使用大型電磁鐵完成物品運(yùn)輸任務(wù)
8、小歡把一個正在發(fā)光的燈泡放到U形磁體中間，發(fā)現(xiàn)燈絲在晃動。下列對該現(xiàn)象的分析中，正確的是(　 　)
A．燈絲晃動是磁場對電流的作用
B．燈絲晃動的原理與奧斯特實(shí)驗(yàn)的原理相似
C．電源換成直流 220V，燈絲晃動會更明顯
D．燈絲晃動是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象
四、課后鞏固：
1、如圖所示的家用電器中，利用電動機(jī)原理工作的是（　　）
A．電飯鍋 B．電風(fēng)扇 C．筆記本電腦 D．動圈式話筒
2、 關(guān)于電動機(jī)的說法中不正確的是( )
A. 電動機(jī)分直流電動機(jī)和交流電動機(jī)兩種 B. 電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、控制方便
C. 電動機(jī)對環(huán)境的污染很大 D. 電動機(jī)的效率高、功率可大可小
3、根據(jù)圖示裝置探究的原理，可以制成下列用電器中的（　 　）
A．電水壺 B．電風(fēng)扇 C．麥克風(fēng) D．電磁起重機(jī)
（第3題圖） （第4題圖）
4、如圖為直流電動機(jī)的基本構(gòu)造示意圖．以下相關(guān)的分析中正確的是（　　）
A．電動機(jī)是利用電磁感應(yīng)的原理工作的
B．電動機(jī)工作過程中，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
C．使線圈連續(xù)不停地轉(zhuǎn)動下去是靠電磁繼電器來實(shí)現(xiàn)的
D．僅改變磁感線的方向可以改變線圈轉(zhuǎn)動的方向
5、如圖所示各種電磁設(shè)備中，與電動機(jī)工作原理相同的是（　 　）
A．動圈式話筒 B．揚(yáng)聲器 C．電磁起重機(jī) D．在POS機(jī)上刷卡
6、如圖所示，能說明發(fā)電機(jī)工作原理的是（　　）
A． B． C．D．
7、如圖的實(shí)驗(yàn)裝置中,當(dāng)開關(guān)閉合時，能觀察到導(dǎo)體棒ab沿金屬導(dǎo)軌運(yùn)動。利用這一現(xiàn)象所揭示的原理，可制成的設(shè)備是(　　)
A. 電熱器 B. 發(fā)電機(jī) C. 電動機(jī) D. 電磁繼電器
（第7題圖） （第8題圖）
8、如圖所示是直流電動機(jī)示意圖,下列說法正確的是(　　)
A. 只改變電流方向，不能改變其轉(zhuǎn)動方向
B. 只改變磁場方向，不能改變其轉(zhuǎn)動方向
C. 同時改變磁場和電流方向，不能改變其轉(zhuǎn)動方向
D. 同時改變磁場和電流方向，可以改變其轉(zhuǎn)動方向
9、當(dāng)圖中的線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時，如果不改變電流方向，那么線圈將 (　 　)
A．轉(zhuǎn)過一個角度后再反轉(zhuǎn)，回到平衡位置
B．立即停止轉(zhuǎn)動
C．按原方向一直轉(zhuǎn)下去
D．立即反轉(zhuǎn)
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\clear0.010\\1\\ac17.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\下載的教案與學(xué)案\\ZJ\\八下（完成）\\ZJ八下課件、教案、練習(xí)（完成）\\第1章\\1.4\\1.4 電動機(jī) 學(xué)案（2課時，含答案）\\ac17.tif" \* MERGEFORMATINET
（第9題圖） （第10題圖）
10、常用的磁電式電流表的結(jié)構(gòu)如圖所示，線圈與接線柱相連。當(dāng)通以圖示方向的電流時，線圈帶動指針向右偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)說法正確的是(　 　)　
A．當(dāng)通以相反方向電流時，電流表指針仍向右偏轉(zhuǎn)
B．此電流表工作時機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
C．此電流表是利用通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動的原理制成的
D．此電流表是利用電磁感應(yīng)原理制成的
11、如圖所示為小玲和小輝同學(xué)制作的一種直流電動機(jī)模型，他們用回形針做成兩個支架，通過開關(guān)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，另一端只刮去上半周漆皮，將線圈放在支架上， 蹄形磁體放在線圈周圍。
(1)直流電動機(jī)的工作原理是利用________________有力的作用。
(2)按他們這種方法刮漆，線圈在剛轉(zhuǎn)過平衡位置時________________________(填“自動改變線圈中的電流方向”或“切斷線圈中的電流”)，目的是使線圈能夠________________。
(3)可以通過改變_____________方向，改變線圈的轉(zhuǎn)動方向(填一種方法)。
(4)如果電池、開關(guān)、導(dǎo)線的連接和性能良好，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)線圈只抖動了一下，并不轉(zhuǎn)動，原因可能是________________，這時可進(jìn)行的有效嘗試是____________________。
（第11題圖） （第12題圖）
12、小明同學(xué)做了一個如圖所示的裝置，閉合開關(guān)，用外力使導(dǎo)體棒ab水平向右移動，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒cd也隨之運(yùn)動起來，在此實(shí)驗(yàn)中。
(1)實(shí)驗(yàn)裝置中的甲部分，應(yīng)用的物理原理是_______________。
(2)實(shí)驗(yàn)裝置中的乙部分，在cd棒運(yùn)動過程中，主要是將電能轉(zhuǎn)化成________能。
(3)此裝置中________(填“甲”或“乙”)部分產(chǎn)生的現(xiàn)象，與生活中電動機(jī)的工作原理是相似的。
參考答案：
一、知識點(diǎn)梳理：
知識點(diǎn)1、
1、力 磁場方向 電流方向 改變 改變
2、相反 轉(zhuǎn)動 大小 相反 平衡位置 垂直
3、 平衡位置 慣性 磁力
知識點(diǎn)2、
1、絕緣 電刷 2、平衡 線圈 電流方向
知識點(diǎn)3、
1、電能 機(jī)械能 2、簡單 快 方便 高 低 無
二、例題講解：
例題1、B
解析：直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向與線圈中的電流方向和磁場方向有關(guān)，若使通入直流電動機(jī)的電流方向改變或磁場的方向改變，它的轉(zhuǎn)動方向?qū)⒏淖儯侨绻瑫r改變電流的方向和磁場的方向，線圈的轉(zhuǎn)動方向?qū)⒉蛔儭?br/>例題2、D
解析：通電線圈在磁場中受 ( http: / / www.21cnjy.com )力轉(zhuǎn)動的方向與磁場方向和電流的方向有關(guān)，要改變線圈的轉(zhuǎn)動方向，應(yīng)改變電流的方向或磁場的方向，若兩者同時改變，轉(zhuǎn)動方向不改變。
例題3、C
解析：通電線圈在磁場中 ( http: / / www.21cnjy.com )轉(zhuǎn)動時，每當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到平衡位置(線圈平面與磁感線垂直)時，必須改變線圈中電流的方向，才能實(shí)現(xiàn)線圈的連續(xù)轉(zhuǎn)動.A、B兩項(xiàng)中的措施只能增大線圈的轉(zhuǎn)速，不能實(shí)現(xiàn)線圈的持續(xù)轉(zhuǎn)動； C中方法使線圈轉(zhuǎn)動的前半圈受力，后半圈不受力，而靠線圈的慣性滑過后半圈，也能維持線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動;D中措施不能改變線圈中電流方向。
例題4、C
解析：通過電流表的內(nèi)部構(gòu)造顯示電流表的制成原理：通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動，并且電流越大，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。A、圖中為奧斯特實(shí)驗(yàn)裝置，是利用電流的磁效應(yīng)制成的，與電流表的制成原理無關(guān)，故A錯誤；B、圖中為發(fā)電機(jī)的原理圖，是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，與電流表的制成原理無關(guān)，故B錯誤；C、圖中為電動機(jī)的原理圖，是利用通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動的理論制成的，故C正確；D、圖中電磁鐵是利用電流的磁效應(yīng)制成的，與電流表的制成原理無關(guān)，故D錯誤。
例題5、D
解析：部分同學(xué)認(rèn)為不能持續(xù)轉(zhuǎn)動的原因是受力太小，所以會從使力增大的方向考慮，從而會誤選A、B、C中的一個。如果將線圈兩端的漆全部刮去后放入磁場，閉合開關(guān)后，線圈中就只有一個電流方向，故線圈在每轉(zhuǎn)過平衡位置(線圈平面與磁場方向垂直的位置)時，受到的磁場力又會使線圈轉(zhuǎn)回平衡位置，故線圈不能繼續(xù)轉(zhuǎn)動。要想讓其能夠繼續(xù)轉(zhuǎn)動，則需要在線圈每轉(zhuǎn)過平衡位置后，其中的電流方向發(fā)生改變，從而使其受到的力的方向也改變，而起這個作用的裝置叫換向器。一個最簡單的換向器就是不把線圈兩端的漆全部刮去，而是在一端適當(dāng)?shù)奈恢弥还我话耄蔇是正確的。換用電壓更大的電源、換用磁性更強(qiáng)的磁體、重新制作匝數(shù)更多的線圈不能改變線圈的受力方向，仍然不能持續(xù)轉(zhuǎn)動，故A、B、C不符合要求。
例題6、D
解析：A、導(dǎo)體受力的方向與電流的方向、磁場的方向有關(guān)，三圖中，線圈在轉(zhuǎn)動，但電流方向、磁場方向均未改變，所以導(dǎo)線受力方向沒有發(fā)生改變，故A正確；B、乙圖中，線圈中的ab與cd所受磁力在一條直線上，且方向相反，無法使線圈再轉(zhuǎn)動，因此線圈能夠連續(xù)往下轉(zhuǎn)動變成丙圖所示，是由于慣性，故B正確；C、通電一段時間后，線圈abcd由于在豎直方向受力平衡，所以最終會停止在乙圖所示的位置，故C正確；D、閉合開關(guān)，線圈abcd會在乙圖的平衡位置左右擺動，但最終會因?yàn)槭芰ζ胶舛Ｖ梗蔇錯誤。
三、隨堂練習(xí)：
1、D 2、C 3、A 4、B 5、B 6、C 7、C 8、A
四、課后鞏固
1、B 2、C 3、B 4、D 5、B 6、C 7、C 8、C 9、A 10、C
11、（1）磁場對通電導(dǎo)體 （2）切割線圈中電流 持續(xù)轉(zhuǎn)動
（3）電流或磁場 （4）磁場太弱 換用磁性較強(qiáng)的磁體
12、（1）電磁感應(yīng)現(xiàn)象 （2）機(jī)械 （3）乙
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