苏科版物理九年级下册16.3 磁场对电流的作用 电动机16.4 安装直流电动机模型（知识解读）（学生版）

16.3\o"16.3磁场对电流的作用电动机"磁场对电流的作用电动机16.4\o"16.4安装直流电动机模型"安装直流电动机模型（知识解读）（原卷版）•知识点1磁场对通电直导线的作用•知识点2磁场对通电线圈的作用•知识点3直流电动机的构造和工作过程•知识点4\o"16.4安装直流电动机模型"安装直流电动机模型•作业巩固训练知识点1磁场对通电直导线的作用知识点1磁场对通电直导线的作用1、19世纪初，法国物理学家安培发现：磁场对通电导体有力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关。2、按图组装实验器材，给直导线通电，观察到通电直导线发生偏转；改变直导线中的电流方向，偏转方向和原来相反；将磁极对调，改变磁场的方向，通电直导线偏转方向也相反。当电流方向和磁场方向同时改变时，力的方向不变。【典例1-1】用如图所示的实验装置探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关S0，原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动。若要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是（）A．换用磁性更强的蹄形磁体 B．将蹄形磁体的N、S极对调C．将滑动变阻器的滑片P向右移动 D．将硬直导线的A、B两端对调【典例1-2】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。【典例1-3】磁体会对通电导体产生力的作用吗？（1）如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间，未闭合开关时导体静止，闭合开关后，导体运动，说明磁场对通电导体（有/没有）力的作用；（2）断开开关，将图中磁体的N和S极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与方向有关；（3）断开开关，将图中电源的正负极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与方向有关；（4）在导体运动过程中将电能转化为能。【变式1-1】如图所示的装置中，当闭合开关、直导线中有电流通过时，直导线就会运动起来．关于这一现象的说法，正确的是A．此现象说明磁可以生电B．当只改变导线中电流方向时直导线的运动方向也改变C．发电机是利用这一现象来工作的D．在该现象中，机械能转化为电能【变式1-2】如图所示，某同学在探究通电导体在磁场中会受到力的作用的实验中，用两根水平且平行的金属轨道把一根直导体ab支起来，并让这根导体处于蹄形磁体的磁场中。该同学调节滑动变阻器滑片P的位置，闭合开关后，发现直导体保持静止，读出此时电流表的示数为I1；然后该同学改变滑动变阻器滑片P的位置，闭合开关后，发现直导体在磁场中由静止开始沿轨道运动起来，读出此时电流表的示数为I2；且I2>I1。该同学探究的问题是：通电导体在磁场中所受力的大小与是否有关。【变式1-3】如图所示，导体棒ab、电源、导线及开关构成了闭合回路，并将导体棒放置在U型磁体磁场中的光滑金属支架上。请你回答下列问题：（1）如图所示，闭合开关，发现原来静止在支架上的导体棒ab会向左运动，这一现象说明：；（2）若想使导体棒ab向右运动，可采取的方法是（正确写出一种即可）。知识点2磁场对通电线圈的作用知识点2磁场对通电线圈的作用 1、现象：用漆包线绕成线圈，将线圈两端的漆包线刮去放入磁场，闭合开关，线圈转动。2、平衡位置：当通电线圈的平面与磁感线垂直时，线圈受到的磁场的作用力相互平衡，我们把这个位置称为平衡位置。【典例2-1】下图为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析不正确的是（）A．导线ab中的电流在这两个时刻方向不同，受到的磁场力方向也不同B．甲乙两图中的线圈再转动90度角，都能到达平衡位置C．由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向D．如果电动机持续转动，则电动机内外流的都是直流电【典例2-2】如图所示，在直流电动机的工作过程中，“换向器”起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中电流的，从而实现通电线圈在磁场中连续转动．电动机工作时是把电能转化为．【变式2-1】有关如图所示模型的说法正确的是（）A．这是直流发电机模型B．模型中线圈转动方向只跟线圈中电流方向有关C．动圈式扬声器和此模型的工作原理相同D．此模型的工作原理是通电导体周围存在磁场【变式2-2】如图所示，在直流电动机的工作过程中，“换向器”起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动．一只电动机的线圈电阻阻值为R，接在电压为U的电路中正常转动，通过电动机的电流强度为I，则电动机线圈的发热功率为，电动机对外做功的功率为．知识点3直流电动机的构造和工作过程知识点3直流电动机的构造和工作过程 1、直流电机的结构应由定子、转子和换向器组成。2、直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。3、运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。4、转子中有两组以上的线圈，由漆包线绕制而成，称之为绕组．当绕组中有电流通过时产生磁场，该磁场与定子的磁场产生力的作用．由于定子是固定不动的，因此转子在力的作用下转动。5、换向器是直流电动机的一种特殊装置，由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片；在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路连接；当转子转过一定角度后，换向器将供电电压接入另一对绕组，并在该绕组中继续产生磁场。【典例3-1】如图所示，小明同学做了一个小小直流电动机模型。同学们围着观看线圈的持续转动，一起分享着他的成果。同时其他没有做成功的同学提出了以下不同想法，你认为正确的是（）A．绕制线圈时，如果没有漆包线，可以用普通的铜导线代替B．线圈两端（作为转轴）的漆皮应全部刮去，这样才可持续转动C．线圈两端（作为转轴）的漆皮在同一侧刮去半周，这样才可持续转动D．此电动机模型是根据电磁感应的原理制成的【典例3-2】小亮同学在学习了“电和磁”的知识后，用甲、乙两个直流电动机设计了如图所示的装置，闭合开关S后甲开始转动，同时用皮带带动乙转动，小灯泡发光。在此过程中，将电能转化为机械能的装置是（选填“甲”或“乙”），如果要使甲的转动方向与原来相反，可采取的措施是。【变式3-1】如图，小明用漆包线绕成线圈ABCD，将线圈一端（图中右端）的漆全部刮去，另一端（图中左端）刮去一半放上导体支架，连接干电池后线圈能转动起来（）A．这是一台发电机模型B．CD边始终受到磁场力C．AB、CD两边同时受磁场力D．两端漆全部刮去转动会更快【变式3-2】如图，小华安装的直流电动机模型，图中C为，她应将图中（填写图中字母）接入电路。接通电源后，电动机不转动，写出一条可能的原因。知识点4\o"16.4安装直流电动机模型"安装直流电动机模型知识点4\o"16.4安装直流电动机模型"安装直流电动机模型1、\o"16.4安装直流电动机模型"安装直流电动机模型知识点的认识（1）直流电机的结构应由定子、转子和换向器组成。（2）直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成；定子（即主磁极）被固定在风扇支架上，是电机的非旋转部分。（3）运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成；转子中有两组以上的线圈，由漆包线绕制而成，称之为绕组，当绕组中有电流通过时产生磁场，该磁场与定子的磁场产生力的作用，由于定子是固定不动的，因此转子在力的作用下转动。

（4）换向器是直流电动机的一种特殊装置，由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片，在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路连接；当转子转过一定角度后，换向器将供电电压接入另一对绕组，并在该绕组中继续产生磁场，可见，由于换向器的存在，使电枢线圈中受到的电磁转矩保持不变，在这个电磁转矩作用下使电枢得以旋转。2、解题方法点拨（1）电动机是我们生活中常见的一种电气化设备，电动机将电能转化为机械能，从而带动各种生产机械和生活用电器的运转，电动机的应用很广，种类也很多，但它们工作的原理都是一样的。

（2）电动机指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，按工作电源种类划分：可分为直流电机和交流电机，一些功率大点的家用电器一般都是交流电动机，如：电扇、洗衣机等；而一些功率小的电器一般使用直流电动机，如：电动玩具、录音机等，电动机的基本构造：转子和定子。3、命题方向（1）电动机的作用：把电能转化为机械能。（2）换向器的作用：改变线圈的电流方向，使线圈得以持续转动。（3）通电导体所受力的方向跟电流方向、磁场方向有关。【典例4-1】安装直流电动机模型时，要改变直流电动机的转动方向，可以（）A．改变电流大小B．将磁体的N、S极对调C．改变磁性强弱D．将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调【典例4-2】如图是安装好的直流电动机模型接入电路的情况，电动机的工作原理是；闭合开关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，请写出一种方法。【变式4-1】在探究“让线圈转起来”的实验中，小明用永磁铁、一节干电池、线圈、金属支架组装了如图所示的装置，用绝缘胶带将支架固定在电池两端，将磁铁放在电池侧壁上，再将线圈一端的绝缘漆全部刮去，另一端的绝缘漆只刮去一半后，放在支架上，线圈即可持续转动，关于该实验，下列说法正确的是（）A．这个装置与发电机的工作原理相同 B．线圈转动过程中，机械能转化为电能C．只改变电流的方向，线圈的转动方向不会改变 D．只改变磁场的方向，线圈的转动方向可以改变【变式4-2】如图所示为小科和小江制作的一种直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，蹄形磁体放在线圈周围。（1）根据所学知识，分析按他们这种刮漆的方法使线圈能继续转动的原理是：；（2）小科提出可以通过改变磁极方向来改变线圈的转动方向，而小江则采用了另一种方法，完成小江方案的具体操作是：；（3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是，这时可进行的有效尝试是。一、单选题1．下面四个实验图能说明电动机工作原理的是（）A． B． C． D．2．电冰箱是现代家庭的常用电器，它内部的电路元件主要包括压缩机（其主要部件是电动机）和冷藏室内的照明灯如图是一台能正常工作的电冰箱的简化电路图，下列判断错误的是（）A．电路图中的照明灯与电动机是串联的B．冰箱门关闭时，灯开关断开，照明灯熄灭C．冰箱内温度降低到设定温度时，电动机停止工作D．电动机利用了电与磁之间有力的作用使线圈转动起来3．对下列四幅图的分析正确的是（）A．图甲：闭合开关后，通电螺线管右端是N极B．图乙：通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针仍然在偏转位置不动C．图丙：把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，给导线通电后，螺线管A端会指向北D．图丁：该装置可用来研究电动机的工作原理4．小明和小华分别用如图所示的装置观察磁场对通电线圈的作用。小明将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场；小华只将一端导线上的漆全部刮去，另一端只刮去一半。闭合开关A．小明的线圈连续转动，灯时亮时灭 B．小华的线圈来回摆动，灯时亮时灭C．小明的线圈来回摆动，灯连续发光 D．小华的线圈连续转动，灯连续发光5．如图所示，对于图片中所描述的物理过程的分析正确的是（）

A．图甲，装置揭示的原理可制成电动机，它是将机械能转化为内能B．图乙，用带负电荷的橡胶棒a去接触不带电的金属球b时，瞬时电流方向由b至aC．图丙，试管内水蒸气将塞子冲出与汽油机压缩冲程的能量转化相同D．图丁，向上提与水面接触的玻璃板，弹簧测力计示数变大，因为受到了大气压的作用6．混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车，即采用传统的热机（柴油机或汽油机）和电动机作为动力源。随着世界各国对环保要求越来越高，混合动力汽车所占比例越来越大，下列关于混合动力汽车的说法，正确的是（）A．热机在工作时主要把机械能转化为内能B．燃料在燃烧过程中，热值逐渐变小C．热机的效率会达到100%D．电动机在工作时把电能转化为机械能，相当于用电器7．巴克球又名巴基球，是一种直径约5mm的强磁铁小球，可随意组合成各种形状，是锻炼抽象思维与放松解压很好的选择，下列关于巴克球的说法正确的是（）

A．巴克球周围存在磁场，不存在磁感线B．巴克球对放入其磁场的导体一定有力的作用C．巴克球周围的磁场分布是均匀的D．抛向高空的巴克球能落回地面是因为受到地磁场的作用8．下列说法正确的是（）A．给手机充电时，此时手机里的电池相当于电源B．用干电池给电路供电时，将电能转化为化学能C．电动机的工作原理是通电导线在磁场中会受力的作用D．开关断开时，教室内所有灯熄灭，说明教室内的灯是串联的9．图所示是智能扶手电梯的原理图，M为电动机；R是压敏电阻（压力越大电阻越小，反之电阻越大），可以达到节能环保的效果。下列说法正确的是（）A．电磁铁上端是S极B．电动机工作时，机械能转化为电能C．有人站在电梯上时，触点“1”与触点“2”接触D．当触点“3”与触点“4”接触时，电动机转的快二、填空题10．海南自由贸易港建设总体方案明确提出，海南将围绕新能源汽车、智能汽车等行业来壮大先进制造业。如图所示为海马智能纯电动汽车，实现该车智能化的集成电路主要材料是（选填“半导体”或“超导体”），电动机转动过程能转化为机械能。11．如图甲所示的“聪明电梯”在有、无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。图乙所示是其控制电路图，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当所有人走出电梯后，则图中电磁铁的磁性将（选填“增强”、“减弱”或“不变”），工作电路中触点（选填“1”或“2”）会接触，电动机的转速将（选填“变快”、“变慢”或“不变”）。

12．如图所示的实验中，闭合开关后，支架上原先静止的轻质铝管ab会朝某个方向运动，这表明磁场对通电导体会产生的作用，改变磁场方向或者改变方向，可以使铝管ab运动的方向发生改变。（选填“电动机”或“发电机”）就是根据这个原理制