人教版九年级物理第二十章-第4节-电动机（提升版）辅导教学案

第二十章第4节电动机

辅导科目物理年级九年级教材版本人教版

讲义类型提升版（适用于考试得分率在60%——80%以内的学员）

1.知道磁场对通电导体有力的作用、受力方向与导体中电流方向和磁场方向

有关。

教学目的

2、知道电动机的制造原理，知道直流电动机换向器的作用。

重点:磁场对通电导体有力的作用。

重、难点

难点:通电线圈在磁场中受力而转动、换向器的原理

授课时长建议授课时长2小时

教学内容

【课程导入】

生活中很多地方应用到电流的磁效应。

【新知讲解】

※知识点一：电动机

1、磁场对通电导线的作用

(1)闭合开关，原来静止在磁场中的导体发生运动。

(2)电流方向不变，改变磁场方向，磁场中导体运动方向发生了改变。

(3)磁场方向不变，改变电流方向，磁场中导体运动方向也发生了改变。

【结论】1.通电导线在磁场中要受到力的作用；2.通电直导线在磁场中受到力的方向

与电流的方向、磁场的方向有关。当电流方向与磁场方向平行时，不受力的作用或者说

作用力为零。

【思考】实验中的直导线运动一段距离就会离开场，很难持续地运动。那么线圈可以持

通电线圈可以在磁场里转动过一定角度，但不能持续转动。

2、通电线圈在磁场中的转动情况：甲一乙T丙一丁

当线圈的平面与磁场垂直时，通电线

通电线圈在磁场中两边受力，但圈受平衡力作用，达到平衡位置。

方向相反，发生顺时针转动。这时由于惯性，线圈还会继续转动。

甲乙

线圈靠惯性越过平衡位置后，磁场

力作用的结果使线圈逆时针旋转。通电线圈最后静止在平衡位置。

丙丁

【思考】如果在线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，由于惯性，线圈继续转动。转动

半周后再继续供电，线圈不就可以持续转下去了吗？

3、电动机的结构

(1)电动机由两部分组成：能够转动的线圈，也叫转子。固定不动的磁体，也叫定子。

(2)换向器：通过换向器可以使线圈中电流每半周改变一次。

5、电动机分类：直流电动机和交流电动机。

电动机通电时转子转动，电能转化为机械运动的能。由于电网供给的是交变电流，电

风扇、洗衣机等家用电器中的电动机，多数是交流电动机。交流电动机也是靠着通电导体在

磁场中所受的力来运转的。而电动玩具、录音机等小型电器则多数使用直流电动机。

◎例题

【例1】要改变直流电动机的转向，以下方法不可行的是（）

A.改变线圈中的电流方向

B.改变磁场方向

C.同时对换电源的正负极和两个磁极

D.只对换电源的正负极或只对换两个磁极

【答案】C

【解析】电动机的原理是通电导线在磁场中受到力的作用，这个力的方向与通电的电流方向

和磁感线的方向有关，电动机的转向与线圈的受力有关，因而转向与电流方向和磁感线的方

向有关，改变其中一个方向，则转向变化，如果同时变，则转向不变。

□练习

1、如图所示是小华同学探究“让线圈转起来”的实验装置图。线圈能够转动的原因是,

在实验中为了使线圈能持续转动，采取的办法是;要想使线圈的转动方向与

原来的相反，采用或者的方法。

【答案】磁场对通电导体有力的作用在线圈转到平衡位置时，改变线圈中电流方向改变磁

场方向改变导线中电流的方向

【解析】磁场对放入其中的通电导线有力的作用，线圈不能在磁场中持续转动，解决方法是

在线圈到达平衡位置时，改变线圈中电流方向。线圈转动方向与电流方向和磁场方向有关，

要改变转向，只要改变其中一个量即可。

2、将一根直导线放在静止的小磁针上方，通电后小磁针发生偏转，这表明通电直导线周围

存在。如图所示装置，通电瞬间直导线向左摆动，这表明对电流有力的作用；若

要使直导线向右摆动，应如何操作？。根据此现象的原理可以制

成.O

【答案】磁场磁场改变流过直导线的电流方向或对换磁铁的两个磁极电动机

【解析】通电导线周围存在磁场，这是奥斯特实验得到的结论，并且通电导线周围的磁场方

向与电流方向有关。磁场对通电导线有力的作用，使直导线运动，直导线所受力的方向与电

流方向和磁场方向有关，要使直导线的运动方向相反，可以改变磁场方向或改变直导线中的

电流方向，只要改变其中一项即可，不能同时改变磁场方向和电流方向。根据通电导线在磁

场中受力的作用可以制成电动机，把电能转化为机械能。

§知识小结

【课堂检测】

1.有一台直流电动机模型，接入电路后能正常转动。现做如下调整，哪一种做法不改变原来

电动机的转动方向

A.调换电动机中磁铁的磁极

B.改变线圈中电流的方向

C.改变线圈中电流的大小

D.调换电源的正负极

2.通电线圈在磁场里处于平衡位置时，下列说法中正确的是

A.磁感线与线圈平面平行，线圈不受力

B.磁感线与线圈平面垂直，线圈不受力

C.磁感线与线圈平面平行，线圈受到平衡力

D.磁感线与线圈平面垂直，线圈受到平衡力

3.（2018•广西校级一模）我们家中所使用的电冰箱、洗衣机、电风扇等用电器都装配有电

动机。电动机是根据下列哪种现象制成的

A.通电导体在磁场中受到力的作用

B.电流周围存在磁场

C.磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用

D.电磁感应现象

4.（2018・红安模拟）如图是一种电磁铁式电动摇篮，当检测电路检测到摇篮某位置的永久

磁铁快接近电磁铁时，电磁铁工作，使摇篮受力加速，接近电磁铁后，电磁铁断电，以免

对摇篮产生阻力，循环往复，每次经过时拉一把，就像有人站地上晃秋千。简单说就是先

拉后推的，是在快接近时电磁铁与永久磁铁反相磁性拉过来，离开后转成同极性推出去。

下列说法正确的是

A.电动摇篮电路中电流的方向是一直是不变的

B.电动摇篮是将机械能转换成电能

C.电动摇篮应用了磁极间的相互作用原理

D.电动摇篮可以将电能全部转换成机械能

5.小华在综合实践中自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由漆包线绕制而成，漆包

线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金

属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈正下方。为了使电池与两金属支架

连接后线圈能连续转动起来，则小华应将

A.电池的正、负极对调一下

B.在线圈正上方增加磁体S极

C.左、右转轴下侧绝缘漆刮掉一半

D.左、右转轴绝缘漆全部刮掉

6.如图所示的实验中，闭合开关后，导体棒仍向右运动，这说明对通电导

体有力的作用；若要使仍向左运动，你的方法是。

7.（2018•陕西模拟）如图所示，是探究“磁场对通电导线的作用”的实验装置，当闭合开关S

时，导线湖中电流的方向是从（选填7到。”或*到或，导线濡受到磁场力的

作用而向左运动；如果只改变电流方向，那么导线仍将向运动。科学家在该实

验基础上发明了电动机，实现了把能转化为机械能。

8.通电导体在磁场中要受到力的作用，如果只改变电流方向，导体的方向随之改变；

如果只改变磁感线方向，导体的方向也随之改变，这说明通电导体在磁场中的受力

方向跟和都有关系。

9.如图所示家用电器中，应用直流电动机工作的是

10.（2018・济宁模拟）小华把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间，惊讶的发现了灯丝突

然晃动起来。下列说法正确的是

0

A.灯丝晃动是一种电磁感应现象

B.灯丝晃动是磁场对电流的作用

C.磁体对鸨这种材料有吸引作用

D.灯丝晃动是内能转化成了机械能

11.（2018•陕西模拟）如图所示的装置中，当闭合开关，导体时就会运动起来，下列说法

正确的是

A.此现象说明磁可以生电

B.电动机是利用图示装置原理来工作的

C.导体a。运动方向与电流方向无关

D.同时调换蹄形磁铁两极和电源的正负极可以改变导体仍的运动方向

12.（2018・乐山模拟）如图所示的家用电器中，利用电动机原理工作的是

13.（2018•保定一模）电动自行车以其快速、安全、环保等特点迅速风靡大街小巷。电动自

行车运动过程中所发生的能量变化是

A.电能转化为机械能

B.化学能转化为机械能

C.化学能转化为电能，再转化为机械能

D.电能转化为化学能

14.随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭。如图所示。扫地机器人具有主动

躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电等诸多智能功能，以下关于扫地机器人说法正确

的是

A.机器人在自动吸尘过程中利用了气体流速与压强的知识

B.机器人内电动机制作原理是磁场对通电导体有力的作用

C.机器人在自动充电过程中主要把化学能转化为电能

D.机器人内部的集成电路部分主要使用了半导体材料

15.小明通过学习得到下面几个结论，请帮他补充完整：

（1）实验表明，通电导体在磁场中会受到力的作用，受力的方向跟方向和

方向有关。

（2）要使直流电动机中的线圈连续平稳地转动，必须使线圈一到时就能自动改变

线圈里的,使它受力的方向总是相同的。在直流电动机里，完成这一任务的

装置叫o

（3）电动机可以把能转化成能。

16.研究电动机的工作过程。

甲7丙

（1）电动机的工作原理是磁场对有力的作用。图甲中，线圈左右两边框a。、cd

的受力方向相反，其原因是。线圈从图示位置再转动_度

后线圈将恰好达到平衡位置，并最终停在该位置。

（2）图乙中的线圈可以持续转动，是因为它加装了,该装置能在线圈______（选

填“刚转到”“即将转至/或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。

（3）图丙所示的电动机模型中，调换模型中器件（填图中的序号）的放置可以

方便改变电动机的转动方向。通电后电动机模型的线圈不转动，用手拔一下，线圈

就连续转动起来，则刚才线圈不转动的原因是。

17.（2018•黄梅期中）如图所示为人们所喜爱的电动自行车，它具有轻便、节能、环保等特

点。只要将图中车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，但不会行驶。这车

钥匙实质相当于一个,跨上自行车将右手把向后旋转，车子就能前进，并且

向后旋转的角度越大，车速就越快。给电动车充电时，电瓶相当于,将

能转化为能。

【答案】

1、C

2、D

3.A【解析】电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，故A符合题意；电

流周围存在磁场，是电流的磁效应，这一现象是电磁铁的原理，故B不符合题意；磁场

的基本性质是对放人其中的磁体产生磁力的作用，故C不符合题意；电磁感应现象是发

电机的原理，故D不符合题意，故选A。

4.C【解析】A、由题意可知电动摇篮电路中电流的方向是不断变化的；B、电动摇篮是将电

能转换成机械能的；C、电动摇篮应用了磁极间的相互作用原理；D、电动摇篮不可能将

电能全部转换成机械能。故选C。

5.C【解析】电池的正、负极对调一下，改变了磁场方向，在线圈正上方增加磁体S极，增

强了磁场强弱，而磁场方向和磁场强弱都不能使线圈能连续转动，故AB错误；将左、右

转轴的漆皮下侧绝缘漆刮掉，或一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到

磁场的力的作用为转动，另一个半周没有电流通过，不受磁场力的作用，利用惯性转动，

这样才能使线圈在磁场中持续转动下去，如果两端的漆皮都刮掉，线圈每转过半圈，受力

方向发生变化，会来回摆动，故C正确，D错误。故选C。

6.磁场对调电源两极（或对调磁体的两极）

【解析】导体棒发生运动是因为放在了磁场中，故是磁场对导体产生了力的作用。要使力

的方向发生变化，可以改变磁场方向或电流方向，即对调电源两极或对调磁体的两极。

7.a至1」力右电

8.受力受力电流方向磁感线方向

【解析】通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关，若只改变电流方向，则

导体受力方向会随之改变；若只改变磁感线方向，则导体的受力方向也随之改变；

9.B【解析】电风扇、抽油烟机、电吹风都是直接应用于家庭电路中的用电器，其中的电动

机是交流电动机；电动剃须刀是用电池提供直流电的，所以里面的电动机是直流电动机。

故选B。

10.B【解析】有电流通过的灯丝置于磁场中，灯丝发生晃动，说明了通电导体在磁场中受

到力的作用（或磁场对电流有力的作用），在这个过程中，是电能转化为机械能，故A

CD错误，B正确；故选B。

11.B【解析】A、当闭合开关、导体仍中有电流通过时，导体仍就会运动起来，此现象说

明通电导线在磁场中受力的作用，故A错误；B、电动机是利用图示装置原理来工作的

说法正确，故B正确；C、导体时运动方向与电流方向和磁场方向都有关，故C错误；

D、当电流方向和磁场方向有一个方向发生改变时，导体时的运动方向就发生改变，如

果两个同时改变则导体仍运动方向不变，故D错误；故选B。

12.B【解析】电动机的原理是通电导体在磁场中受到力的作用转动，工作过程中将电能转

化为机械能，A、电饭锅工作时将电能转化为内能，不符合题意；B、电风扇工作时将电

能转化为机械能，符合题意；C、笔记本电脑工作时将电能转化为光能和机械能（声音），

不符合题意；D、动圈式话筒工作时将声音（机械能）转化为电能，不符合题意；答案

选B。

13.C【解析】电动自行车在行驶过程中由蓄电池供电，蓄电池供电时将化学能转化为电能,

电动机将电能转化为自行车的动能（机械能）。故选C。

14.ABD【解析】吸尘器工作时，由于其内部空气流速增大，压强减小，所以尘土在周围大

气压的作用下被压入吸尘器中，故A正确；机器人内电动机制作原理是磁场对通电导体

有力的作用，故B正确；机器人在自动充电过程中主要把电能转化为化学能的过程，故

C错误；机器人内部的集成电路部分主要使用了半导体材料，故D正确，故选ABD。

15.（1）电流磁场（2）平衡位置电流方向换向器（3）电机械

16.（1）电流（或通电线圈）电流方向不同90（2）换向器刚转过（3）①摩擦

力较大

【解析】（1）电动机的工作原理是磁场对电流（或通电线圈）有力的作用。线圈受

力方向与电流方向和磁场方向有关；甲图中，线圈左右两边框a。、M的受力方向相

反，是因为两侧的电流方向不同。当线圈从图示位置再转动90度后，线圈将恰好达

到平衡位置，此时受力平衡，最终会停在该位置。

（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置

时，自动改变线圈中的电流方向。

（3）①因为线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关，所以丙图所示的电动机模型中，

调换器件①的放置，即改变磁场的方向，可方便改变电动机的转动方向。②卡住和转动

后摩擦力是不同的，卡住是静摩擦力，转动后是滑动摩擦力，静摩擦力力可以比滑动摩

擦力大；故若线圈的轴与轴架间的摩擦力太大，电动机可能被卡住，即使拨动，由于动

摩擦力小于静摩擦力的缘故，也会转动。

17.开关用电器电化学

【解析】如图为人们所喜爱的电动自行车，它具有轻便、节能、环保等特点，只要将图

中车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，但不会行驶，这车钥匙其实就是

一个开关，跨上自行车将右手把向后旋转，车子就能前进，并且向后旋转的角度越大，

车速越快，给电动车充电时，电瓶相当于用电器，将电能转化为化学能能。

【课堂总结】

【家庭作业】

一、选择题

1.电动机是一种高效率、低污染的动力设备，广泛地应用在日常生活和生产实践中。下列家

用电器中应用了电动机的是

A.洗衣机

B.电饭锅

C.电热水壶

D.电热毯

2.下列装置中，利用磁场对通电导体作用的原理来工作的是（）

A.手摇式发电机B-.动圈式话筒C.电动赛车D.电磁继电器

3.“玉兔号”月球车在月球上工作时，可用来驱动它的是

A.汽油机B.柴油机C.电动机D.水轮机

4.如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动。下列方法中可行的是

A.只改变电流大小

B.只改变电流方向

C.对换磁极同时改变电流方向

D.换用磁性更强的磁铁现要线圈逆时针转动.

5.图中，能说明电动机工作原理的是（）

6.如图所示，闭合开关后导体,ab开始运动起来，若让导体的运动方向发生改变，则可以采

取的措施正确的是（）

A.改变磁场方向或电流方向

B.改变磁场强弱

C.改变磁场方向和电流方向

D.改变导体ab长度

二、填空题

7.根据图中（填“甲”或"乙”）所示的实验原理可以制成电动机。探究电磁感应现象应

选用图中（填“甲”或"乙”）所示的实验装置。

8.如图所示是直流电动机的工作原理图，图中两个分别与线圈两端相连而又彼此绝缘的铜半

环E和F是电动机的,其主要作用是当线圈转动到时改

变线圈中的，从而使线圈能够持续转动.电动机的线圈每转动一周，线圈中电流的

方向改变次.

乙

9.图为我们实验室所用电流表的内部.结构示意图。当接入电路，有电流通过线圈时，线圈

带动指针偏转。该电流表的工作原理是。

10.如图所示，微风吊扇通电后扇叶转动，使微风吊扇转动的工作原理是一。

拔下插头，在插头处接一发光二极管，用手旋转叶片，发光二极管发光，这是现象,

人们利用这一原理制成了。

11.实际的直流电动机是通过______来实现后半周自动改变电流的方向，使电动机持续转

动下去的.

三、实验题一

12.如图所示的实验装置中，将一根直导线ab放在蹄形磁铁的磁场中.，接通电源，根据实验

现象回答以下问题：

(1)静止在导轨上的导线ab通电后，就会_,这说明0

(2)不改变磁场的方向，只改变通过导线ab的电流方向，导线ab的运动方向,这说

明o

(3)不改变电流的方向.，只改变磁场方向，导线ab的运动方向,这说明0

13.在安装直流电动机模型的是实验中：

(1)小明将电动机、变阻器、电源、开关串联起来，闭合开关，发现线圈不转，他用手轻轻

转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。造成这一现象的原因是—o当小明调节滑片，.使

电路中电流增大，发现电动机的线圈转速(选填“加快”、“不变”或“减慢”)。

(2)为进一步研究直流电动机，他测得通过当电动机两端电压为5V时，通过电动机的电流

为0.5A,而当电动机两端电压为IV时，电动机线圈不转，电流表示数仍为0.5A。则该电动

机线圈电阻为—Qo

(3)当电动机两端电压为5V,电动机工作Imin所消耗的电能为J,其中转化为机械能

的是___J。

【答案】

一、选择题

1.A

2.C

【解析】A、手摇式发电机是利用电磁感应现象制成的，故A不合题意;

B、动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的，故B不合题意；

C、电动赛车的主要部件是电动机，是利用磁场对通电导体作用的原理来工作的，故C符合

题意；

D、电磁继电器的主要部件是电磁铁，是利用了电流的磁效应，故D不合题意.

故选C.

3.C

【解析】汽油、柴油燃烧需要空气，而月球表