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第十七章 從指南針到磁浮列車
課時17.3 科學探究：電動機為什么會轉動
素養目標
1.知道磁場對通電導體有作用力。知道通電導體在磁場中受力的方向與電流方向和磁場方向有關。
2.知道通電線圈在磁場中轉動的道理。知道通電導體和通電線圈在磁場中受力而運動，是消耗了電能，得到了機械能。
3.學會安裝和制作簡單的電動機。
4.培養學生觀察能力和推理、歸納、概括物理知識的能力。
題型匯總：通電導體、通電線圈在磁場中受力運動的過程，電動機的工作原理。
知識梳理
電動機的結構
直流電動機主要由磁鐵、線圈、換向器和電刷等構成。
轉動的原理。
1.當保持磁場方向不變時，改變電流方向時，金屬桿會向相反的方向運動。
2.當保持電流方向不變時，改變磁場方向時，金屬桿會向相反的方向運動。
3.當將磁場方向、電流方向都改變時，金屬桿會不向相反的方向運動。
電動機怎樣轉動。
1.電動機持續轉動的原理：不斷改變電流的方向或不斷改變磁場的方向
2.換向器的作用：換向器的作用就是能不斷改變電流。
考點突破
考點一 電動機的工作原理
1.電風扇的核心裝置是電動機，下列哪個實驗揭示了電動機的工作原理( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】解：電動機的工作原理是：通電導體在磁場中受到力的作用；
A、圖中研究的是電磁鐵磁性的強弱與電流大小的關系，是電流的磁效應，故A不符合題意。
B、圖中有電源，閉合開關后，通電導體在磁場中受力運動，揭示了電動機工作原理，故B符合題意；
C、圖中沒有電源，導體ab在磁場中做切割磁感線運動時，檢流計指針發生偏轉，說明產生了感應電流，這是電磁感應現象，是發電機的工作原理，故C不符合題意。
D、圖中是奧斯特實驗，說明了通電導線周圍存在磁場，是電流的磁效應，故D不符合題意。
故選：B。
2.關于電和磁，下列說法正確的是( )
A. 電動機的工作原理是磁場對通電導體有力的作用
B. 奧斯特發現了電磁感應現象
C. 指南針指南北是因為地球周圍存在磁場，地磁場的南極在地理的南極附近
D. 導體在磁場中運動就一定會產生感應電流
【答案】A
【解析】A、電動機是利用了通電導體在磁場中會受到磁場對它的力的作用，故A正確；
B、奧斯特發現了電流磁效應，說明通電導線周圍存在磁場，故B錯誤；
C、指南針能指南北就是因為受到地磁場的作用，地磁場的南極在地理的北極附近，故C錯誤；
D、閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動，才會產生感應電流，故D錯誤。
故選：A。
(
分層提分
)
題組A 基礎過關練
1.關于直流電動機，下列敘述正確的是( )
A. 直流電動機的原理是電流的磁效應
B. 直流電動機正常工作時，是將電能轉化為內能
C. 直流電動機的換向器是由兩個彼此絕緣的銅制半環組成的
D. 電源的正、負極和磁場的方向同時改變，直流電動機的轉動方向也改變
【答案】C
【解析】解：A、直流電動機的原理是通電線圈在磁場中受力轉動，故A錯誤；
B、直流電動機正常工作時，是將電能轉化為機械能，故B錯誤；
C、直流電動機的換向器是由兩個彼此絕緣的銅制半環組成的，故C正確；
D、電源的正負極和磁場的方向同時改變，直流電動機的轉動方向不變，故D錯誤。
故選：。
2.如圖是電流表的內部結構示意圖，當電流通過線圈時，線圈在磁場中轉動從而帶動指針偏轉。下列四幅圖中與其工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】通過電流表的內部構造顯示電流表的制成原理：通電線圈在磁場中受力而轉動，并且電流越大，線圈受到的力越大，其轉動的幅度越大。因此可以利用電流表指針的轉動幅度來體現電路中電流的大小。
A、該圖是電動機的原理圖，電動機是利用通電線圈在磁場中受力而轉動的理論制成的，故A正確；
B、該圖是發電機的原理圖，發電機是利用電磁感應現象制成的，與電流表的制成原理無關，故B錯誤；
C、該圖是探究影響電磁鐵磁性強弱的實驗，與電流表的制成原理無關，故C錯誤；
D、該圖是奧斯特實驗，說明通電導體的周圍存在磁場，與電流表的制成原理無關，故D錯誤。
故選：A。
題組B 能力提升練
3.以下有關“電動機”的說法，你認為其中正確的是( )
A. 電動機在工作的時候是機械能轉化為電能
B. 電動機的線圈被卡住的時候，線圈明顯發熱，是電能在轉化為內能
C. 電動機的工作原理是利用了“電磁感應”
D. 電動機的效率要比普通的熱機效率低一些
【答案】B
【解析】解：A、電動機在工作的時候是電能轉轉化為機械能，故A錯誤；
B、電動機的線圈被卡住的時候，線圈明顯發熱，是電能在轉化為內能，故B正確；
C、電動機的工作原理是通電線圈在磁場中受到力的作用，發電機的工作原理是利用了“電磁感應”，故C錯誤；
D、電動機的效率要比普通的熱機效率高一些，故D錯誤。
故選：。
4.直流電動機的工作原理：利用______使線圈轉動，同時利用______及時改變線圈中的電流方向，從而保持線圈持續轉動。
【答案】磁場對電流的作用 換向器
【解析】解：直流電動機是根據磁場對電流的作用使線圈轉動原理制成的，為了使線圈能持續的轉動下去，在輸入電流時利用換向器來改變線圈中的電流方向，從而改變它兩邊的受力方向，即促使線圈連續轉動。
故答案為：磁場對電流的作用；換向器。
5.電風扇、洗衣機的核心設備是電動機，它是利用通電線圈在________里受力而轉動的原理工作的，工作時把________能轉化為機械能。
【答案】磁場；電
【解析】本題主要考查對電動機原理的了解情況。
要解答本題需知道電動機的原理以及電動機是將電能轉化為機械能的機械，它在工作時要消耗電能。電動機是利用通電線圈在磁場中受力轉動的原理制成的，它工作時是將電能轉化為機械能。
故答案為：磁場，電。
題組C 培優拔尖練
6.一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方向如圖甲所示。現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。某同學進行了如下四次操作：
接正極b接負極，線圈中通與圖甲電流方向相同的電流
接正極a接負極，線圈中通與圖甲電流方向相同的電流
接正極b接負極，線圈中通與圖甲電流方向相反的電流
接正極a接負極，線圈中通與圖甲電流方向相反的電流
線圈剛通電時扭轉方向與圖甲所示的扭轉方向相同的是( )
A. 和 B. 和 C. 和 D. 和
【答案】D
【解析】解：若乙圖中接正極接負極，根據安培定則知蹄形螺線管左端為極，與甲圖的磁場方向相反，線圈中通與圖甲電流方向相同的電流，故線圈剛通電時扭轉方向與圖甲所示的扭轉方向相反；
若乙接正極接負極，根據安培定則知蹄形螺線管左端為極，與甲圖的磁場方向相同，線圈中通與圖甲電流方向相同的電流，故線圈剛通電時扭轉方向與圖甲所示的扭轉方向相同；
若乙接正極接負極，根據安培定則知蹄形螺線管左端為極，與甲圖的磁場方向相反，線圈中通與圖甲電流方向相反的電流，故線圈剛通電時扭轉方向與圖甲所示的扭轉方向相同；
若乙接正極接負極，根據安培定則知蹄形螺線管左端為極，與甲圖的磁場方向相同，線圈中通與圖甲電流方向相反的電流，故線圈剛通電時扭轉方向與圖甲所示的扭轉方向相反；
綜合分析，故D正確。
故選：D。第十七章 從指南針到磁浮列車
課時17.3 科學探究：電動機為什么會轉動
素養目標
1.知道磁場對通電導體有作用力。知道通電導體在磁場中受力的方向與電流方向和磁場方向有關。
2.知道通電線圈在磁場中轉動的道理。知道通電導體和通電線圈在磁場中受力而運動，是消耗了電能，得到了機械能。
3.學會安裝和制作簡單的電動機。
4.培養學生觀察能力和推理、歸納、概括物理知識的能力。
題型匯總：通電導體、通電線圈在磁場中受力運動的過程，電動機的工作原理。
知識梳理
電動機的結構
直流電動機主要由磁鐵、線圈、換向器和電刷等構成。
轉動的原理。
1.當保持磁場方向不變時，改變電流方向時，金屬桿會向相反的方向運動。
2.當保持電流方向不變時，改變磁場方向時，金屬桿會向相反的方向運動。
3.當將磁場方向、電流方向都改變時，金屬桿會不向相反的方向運動。
電動機怎樣轉動。
1.電動機持續轉動的原理：不斷改變電流的方向或不斷改變磁場的方向
2.換向器的作用：換向器的作用就是能不斷改變電流。
考點突破
考點一 電動機的工作原理
1.電風扇的核心裝置是電動機，下列哪個實驗揭示了電動機的工作原理( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】解：電動機的工作原理是：通電導體在磁場中受到力的作用；
A、圖中研究的是電磁鐵磁性的強弱與電流大小的關系，是電流的磁效應，故A不符合題意。
B、圖中有電源，閉合開關后，通電導體在磁場中受力運動，揭示了電動機工作原理，故B符合題意；
C、圖中沒有電源，導體ab在磁場中做切割磁感線運動時，檢流計指針發生偏轉，說明產生了感應電流，這是電磁感應現象，是發電機的工作原理，故C不符合題意。
D、圖中是奧斯特實驗，說明了通電導線周圍存在磁場，是電流的磁效應，故D不符合題意。
故選：B。
2.關于電和磁，下列說法正確的是( )
A. 電動機的工作原理是磁場對通電導體有力的作用
B. 奧斯特發現了電磁感應現象
C. 指南針指南北是因為地球周圍存在磁場，地磁場的南極在地理的南極附近
D. 導體在磁場中運動就一定會產生感應電流
【答案】A
【解析】A、電動機是利用了通電導體在磁場中會受到磁場對它的力的作用，故A正確；
B、奧斯特發現了電流磁效應，說明通電導線周圍存在磁場，故B錯誤；
C、指南針能指南北就是因為受到地磁場的作用，地磁場的南極在地理的北極附近，故C錯誤；
D、閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動，才會產生感應電流，故D錯誤。
故選：A。
(
分層提分
)
題組A 基礎過關練
1.關于直流電動機，下列敘述正確的是( )
A. 直流電動機的原理是電流的磁效應
B. 直流電動機正常工作時，是將電能轉化為內能
C. 直流電動機的換向器是由兩個彼此絕緣的銅制半環組成的
D. 電源的正、負極和磁場的方向同時改變，直流電動機的轉動方向也改變
2.如圖是電流表的內部結構示意圖，當電流通過線圈時，線圈在磁場中轉動從而帶動指針偏轉。下列四幅圖中與其工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
題組B 能力提升練
3.以下有關“電動機”的說法，你認為其中正確的是( )
A. 電動機在工作的時候是機械能轉化為電能
B. 電動機的線圈被卡住的時候，線圈明顯發熱，是電能在轉化為內能
C. 電動機的工作原理是利用了“電磁感應”
D. 電動機的效率要比普通的熱機效率低一些
4.直流電動機的工作原理：利用______使線圈轉動，同時利用______及時改變線圈中的電流方向，從而保持線圈持續轉動。
5.電風扇、洗衣機的核心設備是電動機，它是利用通電線圈在________里受力而轉動的原理工作的，工作時把________能轉化為機械能。
題組C 培優拔尖練
6.一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方向如圖甲所示。現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。某同學進行了如下四次操作：
接正極b接負極，線圈中通與圖甲電流方向相同的電流
接正極a接負極，線圈中通與圖甲電流方向相同的電流
接正極b接負極，線圈中通與圖甲電流方向相反的電流
接正極a接負極，線圈中通與圖甲電流方向相反的電流
線圈剛通電時扭轉方向與圖甲所示的扭轉方向相同的是( )
A. 和 B. 和 C. 和 D. 和
【答案】D
【解析】解：若乙圖中接正極接負極，根據安培定則知蹄形螺線管左端為極，與甲圖的磁場方向相反，線圈中通與圖甲電流方向相同的電流，故線圈剛通電時扭轉方向與圖甲所示的扭轉方向相反；
若乙接正極接負極，根據安培定則知蹄形螺線管左端為極，與甲圖的磁場方向相同，線圈中通與圖甲電流方向相同的電流，故線圈剛通電時扭轉方向與圖甲所示的扭轉方向相同；
若乙接正極接負極，根據安培定則知蹄形螺線管左端為極，與甲圖的磁場方向相反，線圈中通與圖甲電流方向相反的電流，故線圈剛通電時扭轉方向與圖甲所示的扭轉方向相同；
若乙接正極接負極，根據安培定則知蹄形螺線管左端為極，與甲圖的磁場方向相同，線圈中通與圖甲電流方向相反的電流，故線圈剛通電時扭轉方向與圖甲所示的扭轉方向相反；
綜合分析，故D正確。
故選：D。

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