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17.1 关于电动机转动的猜想
沪粤版 九年级下
新知导入
电脑主板风扇
电动车
用电器通电后为什么能够转动呢？是什么带动机械转动的？
一、了解电动机的结构
（一）让电动机转起来
新知讲解
1、参照电路图把，用导线把电源、开关和模型电动机连接起来，闭合开关，看电动机是否转动。若不转动，仔细查找原因。
自制电动机
线圈绕向
（二）实验讨论
1、哪些部件是固定的？哪些部件是可以转动？
固定的
定子
转动的
转子
电动机主要部件是线圈（转子）和磁体（定子）
2、如果电动机不转，不转的因素是什么？
①电源电压太低
2、如果电动机不转，不转的因素是什么？
②磁铁磁性太弱
③电路某处接触不良
④摩擦力太大
⑤线圈刚好在平衡位置
3、电动机的转动方向是否一样？如不一样，是什么原因引起的？
电流方向不同或磁场方向不同，电动机的转动方向不同
（一）将电动机拆开。
二、电动机转动原因的猜想
1、猜想：电动机为什么会转动呢？
（1）正在转动的电动机，若切断电源，线圈还会转动吗？
不会
电动机的转动，可能跟电流有关
（2）若把电动机的磁体哪掉，给线圈通电，电动机会转动吗？
不会
电动机的转动，可能跟磁场和电流有关，由于磁场对通电导体产生力的作用，电动机才会转动起来。
电动机的转动，可能跟磁场有关
要验证上述猜想，需要对电动机的结构做合理简化。
“简化”是科学探究中常用的一种方法。
“简化”是指把影响事物发展与变化不大的因素（次要因素忽略掉），而将影响事物发展变化较大的因素（主要因素）抽取出来的做法。
转子上的一组线圈
电动机转子上的线圈
一组线圈中的一个线圈
一个线圈中的一段直导线
（ 二）简化电动机
磁体
磁铁
（三）设计实验方案
S
N
I
+
_
闭合开关，观察原来静止在磁场中的导体发生运动。
方案一
方案二
方案三
课堂练习
1、如图所示是小明自制的简易电动机示意图矩形线圈由一根漆包线绕制而成，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，他应将（ ）
A．左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉
B．左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉
C．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉
D．仅将一个转轴上的绝缘漆全部刮掉
A
2、如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮去上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是N极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，以下说法错误的是（ ）
A．若只将电源的正负极接线互换，则线圈
转动方向会与原来的转动方向相同
B．ab和cd边受到磁场的作用力时，作用力的
方向一定相反
C．线圈转动过程中没有利用到惯性 D．线圈中电流时有时无
C
3、下列有关电与磁的说法正确的是（ ）
A．电动机是将机械能转化为电能的一种装置
B．悬吊着的小磁针静止时N极指向地理南极附近
C．奥斯特发现了闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动时产生了电流
D．电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关
D
4、下列有关电与磁的说法，正确的是（ ）
A．磁场是由无数条磁感线组成的
B．磁场对放入其中的物体有力的作用
C．直流电动机是把机械能转化为电能的装置
D．在磁场中小磁针静止时北极所指方向即为该点磁场的方向
D
5、小明安装好直流电动机模型后，接通电源，发现线圈不转，请你帮他分析线圈不转的原因可能有哪些？（至少写出三种）
答：电动机模型通电后不能转动，则发生故障的原因可能是：线圈此时可能处在平衡位置，磁铁可能失去磁性或磁性减弱，换向器中电刷、铜半环之间可能接触不良等。
6、如图为人们喜爱的电动自行车，轻便、节能、环保。正常行驶时，电动车的电动机将电能转化为_____________；给电动车充电时，电池相当于___________（选填“电源”或“用电器”）。
机械能
用电器
课堂总结
1、电动机主要部件是线圈（转子）和磁体（定子）
2、如果电动机不转，不转的因素是什么？
①电源电压太低
②磁铁磁性太弱
③电路某处接触不良
④摩擦力太大
⑤线圈刚好在平衡位置
作业布置
沪粤版物理课本自我评价与作业第25页1、2题
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php17.1 电动机转动的猜想
课堂练习
1．下列说法不正确的是（ ）
A．蓄电池放电时，将化学能转化为电能，是电源
B．蓄电池充电时，将电能转化为化学能，相当于用电器
C．简单电路中电流方向是从电源的正极流向电源的负极
D．电动机是将电能主要转化为机械能的用电器
2．如图所示，对于图中所描述的物理过程，下列分析正确的是（ ）
A．图甲玻璃筒内空气被压缩时，空气内能增大，与四冲程汽油机的压缩冲程原理相同
B．图乙电风扇吹风是将机械能转化为电能
C．图丙两个底部光滑的铅柱紧压结合在一起说明分子间没有斥力
D．图丁是柴油机的做功冲程，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
3．如图所示，小明用漆包线、两节干电池、磁铁等器材，成功制做了一个小小电动机。他想改变电动机线圈转动的方向，下列方法可行的是（ ）
A．只增强磁铁的磁性 B．只增加线圈的匝数
C．只增大线圈中的电流 D．只将磁铁的磁极对调
4．小亮用如图所示的器材自制一台简易电动机，通电后线圈抖动，但无法连续转动，可能的原因是（ ）
A．线圈两端引线的绝缘漆全部刮去了 B．磁铁放反了
C．电源正负极接反了 D．启动时没有用手拨一下线圈
5．如图1所示，把线框放在强磁场里，接通电源，让电流通过，发现通电线圈在磁场中扭转起来。为了让通电线圈能够在磁场中持续转动，下列做法中正确的是
A．换用更强的磁体
B．换用更粗的漆包线来绕制线圈
C．如图2所示，用小刀刮两端引线的漆皮，左端全部刮掉，右端只刮半周
D．如图2所示，用小刀将两端引线的漆皮全部刮掉
6．全国各地都有利用无人机开展高空喊话、消杀、送货、测量体温等工作方式。下列关于工作中的无人机，说法正确的是（不计空气阻力）（ ）
A．制作无人机要选用密度大的材料，便于起飞
B．旋翼下方的小电动机转动时将电能转化为机械能
C．无人机的四个支脚做的窄而细是为了增大对地面的压力
D．悬停在空中时，无人机（及其负载）所受的重力和升力是平衡力
7．下列有关电与磁的说法正确的是（ ）
A．磁场是由无数条磁感线组成的
B．磁悬浮列车能够悬浮是利用磁极间的相互作用
C．直流电动机是把机械能转化为电能的装置
D．在磁场中小磁针静止时北极所指方向规定为该点磁场的方向
8．下列有关电与磁的说法正确的是（ ）
A．磁悬浮列车能够悬浮是利用磁极间的相互作用 B．磁场是由无数磁感线组成的
C．直流电动机是把电能转化为机械能的装置 D．小磁针的北极在某点所受磁场力的方向跟该点磁场方向相同
9．如图所示，插电混合动力汽车在电动模式下用电动机驱动时，其能量转化的情况是______。
10．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_____。给电动车充电时，电瓶相当于_____（电源/用电器），正常行驶时，电动车将_____能转化为_____能。
11．如图，干电池的底部吸有钕磁铁（其特点是磁性强，磁性受温度影响较大，可导电，电阻不计），一根导线折成图中所示的形状，轻推导线，导线可绕电池持续转动，将磁铁的、极对调，导线框将_____；一段时间后，发现钕磁铁温度升高，导线框转速明显下降，猜想导线框转速下降的原因是_____。
12．美国国家航空航天局日前在推特上宣布，首批“太空蜜蜂”机器人将在本月奔赴国际空间站辅助工作。“太空蜜蜂”通过小型风扇向后“鼓风”提供飞行动力，应用的物理知识是_____；小型风扇“鼓风”是将电能转化为_____能。
13．在“安装直流电动机模型”的实验中：我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在磁场，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 置于蹄形磁铁的两极之间，闭合开关后，导体运动，说明磁场对________导体有力的作用。
(2)断开开关，将图中磁铁的 N、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________（相同/相反），说明通电导体在磁场中的受力方向与________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________（相同/相反），说明通电导体在磁场中的受力方向与________有关。
(4)如果同时改变磁场方向和电流方向，________（能/不能）确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
14．让线圈转起来：
把一段粗漆包线绕成约3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端________，用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上，线圈下放块强磁铁，给线圈通电并用手轻轻推一下，线圈就会不停的转下去，这就是一台小小电动机。其工作原理是________；若想改变线圈的转动方向，可以采取的措施有（只写一种）________，与此原理相同的是________（选填“动圈式话筒”或“动圈式扬声器”）。
15、如图是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。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，电瓶充满电后，正常行驶的情况下可以行驶50公里。请结合文字和图片，参照事例写出其中涉及的物理信息和与之对应的物理知识，不得与事例重复。
示例：
物理信息：车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了。
物理知识：车钥匙其实就是一个开关。
物理信息：______________________________________ 。
物理知识：______________________________________ 。
答案
1．C
解析：
AB．蓄电池充电时，将电能转化为化学能，所以相当于用电器，蓄电池放电，将化学能转化为电能，所以相当于电源，故AB正确，不符合题意；
C．在电源外部，电路中电流方向是从电源的正极流出，经过用电器流向电源的负极，在电源内部，电流方向是从电源的负极流向正极，故C错误，符合题意；
D．电动机是用电器，工作时将电能主要转化为机械能，故D正确，不符合题意。
故选C。
2．A
解析：
A．图中厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气的内能增加，温度升高，机械能转化为内能，与压缩冲程的原理是相同的，故A正确；
B．电风扇工作时将电能转化为机械能，故B错误；
C．图丙两个底部光滑的铅柱紧压结合在一起只能说明分子之间存在相互作用的引力，并不能说明分子间没有斥力，故C错误；
D．图中汽缸顶部有个火花塞，是汽油机，气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气体的内能减小，故D错误。
故选A。
3．D
解析：
A．只增强磁铁的磁性可以增加电动机的转动速度，不能改变转动方向，故A不符合题意；
B．只增加线圈的匝数可以增加电动机的转动速度，不能改变转动方向，故B不符合题意；
C．只增大线圈中的电流可以增加电动机的转动速度，不能改变转动方向，故C不符合题意；
D．只将磁铁的磁极对调，改变了磁场方向，改变了转动方向，故D符合题意。
故选D。
4．A
解析：
A．在实验中为了使线圈能持续转动，采用的办法是将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮掉半周，线圈两端引线的绝缘漆全部刮去了，则不能连续转动，故A项符合题意；
B．磁铁放反了，则只会改变线圈运动是方向，故B项不符合题意；
C．电源正负极接反了，则只会改变线圈运动是方向，故C项不符合题意；
D．启动时，线圈刚好处于平衡位置，线圈中无电流，题干说线圈抖动，电路中有电流，故D项不符合题意。
故选A。
5．C
解析：
要想让线圈持续转动，需增加换向器，即用小刀刮两端引线的漆皮，左端全部刮掉，右端只刮半周，相当于添加一个换向器，使线圈能够持续转动，故C符合要求；换用磁性更强的磁体、换用更粗的漆包线来绕制线圈、用小刀将两端引线的漆皮全部刮掉不能改变线圈的受力方向，仍然不能持续转动，故ABD不符合要求；
故选C。
6．BD
解析：
A．制作无人机时，应选用密度小、强度大的材料，故A错误；
B．电动机转动时，将电能转化为机械能，故B正确；
C．无人机的四个支脚做的窄而细是为了增大压强，便于飞机着陆，故C错误；
D．无人机悬停在空中时，无人机处于平衡状态，所受的重力和升力相互抵消，是平衡力，故D正确。
故选BD。
7．BD
解析：
A．磁场是磁体周围存在的一种特殊的物质，它是看不见的，但它是真实的客观存在，磁感线是为了形象直观地描述磁场而画出来的，它可以看得见，但不是真实的存在，故A错误；
B．磁悬浮列车能够悬浮是利用了同名磁极相互排斥的特点，故B正确；
C．直流电动机属于用电器，是把电能转化为机械能的装置，故C错误；
D．根据磁场方向的规定可知，磁场中某点，小磁针静止时北极所指的方向为该点的磁场方向，故D正确。
故选BD。
8．ACD
解析：
A．磁悬浮列车能够悬浮是利用了磁极间的相互作用，A正确；
B．磁场是客观存在的，磁感线是为了描述磁场的假想曲线，B错误；
C．直流电动机工作时，将电能转化为机械能，C正确；
D．小磁针的北极在某点所受磁场力的方向跟该点磁场方向相同，D正确。
故选ACD。
【点睛】
选项 失分原因 逆袭必备 逆袭特训
A 对磁悬浮列车的原理不清楚 P39磁场、磁极、磁感线 P45特训50电与磁综合
B、D 对磁场、磁极、磁感线的定义没理解透
C 对电动机的原理不清楚 P40电动机和发电机的能量转化
9．电能转化为机械能
解析：
混合动力汽车在电动模式下用电动机驱动时，消耗电能使汽车前进，把电能转化为汽车的机械能。
10．开关 用电器 电 机械
解析：
[1]电动自行车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，所以这车钥匙其实就是一个开关。
[2]电瓶充电时是将电能转化为化学能，此时电瓶相当于用电器。
[3][4]电动自行车在电动骑行时，用蓄电池来供电，将蓄电池的化学能转化为电能，再通过电动机将电能转化为机械能。
11．反转 温度升高，钕磁铁的磁场减弱，导线框受力减小
解析：
[1][2]因为通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，所以，在电流方向不变时，将钕磁铁的N、S极对调，导线框将反向转动；由题知，钕磁铁在高温下使用磁损失较大，所以工作一段时间后，温度升高，钕磁铁的磁场减弱，导线框受力减小，所以转速会下降。
12．物体间力的作用是相互的 机械
解析：
[1]因为物体间力的作用是相互的，小型风扇向后“鼓风”时，对空气有一个向后的力，同时受到空气一个向前的力，为“太空蜜蜂”提供飞行动力，使“太空蜜蜂”前进；
[2]小型风扇“鼓风”是利用通电导体在磁场中受力而转动的原理工作的，工作时将电能转化为机械能。
13．通电 相反 磁场方向 相反 电流方向 不能
解析：
(1)[1]根据题意知道，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，电路中没有电流，导体静止不动，闭合开关后，电路中有电流，导体运动，说明磁场对通电导体有力的作用。
(2)[2][3]断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，磁场方向改变，再闭合开关，电流方向不变，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磁场方向有关。
(3)[4] [5]断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，导体中电流方向改变，磁场方向不变，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电流的方向有关。
(4)[6]如果同时改变磁场方向和电流方向，通电导体在磁场中受力方向不变，不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
14．只刮半周 通电线圈在磁场中受到力的作用 对调电源两极 动圈式扬声器
解析：
[1]在实验中影响线圈的转向的因素有电流的方向和磁场的方向，则为了使线圈能持续转动，采取将线圈一头的绝缘漆刮去，另一头刮去一半的办法来改变通入线圈的电流方向。
[2]电动机的原理是通电线圈在磁场中受磁力的作用而转动，线圈在转动过程中消耗电能转化为机械能。
[3]影响线圈的转动方向是电流的方向和磁场的方向。故要使线圈的转动方向发生改变，只要改变其中一个因素即可，即只改变电流方向或磁场方向。
[4]动圈式话筒就是因为声音的振动使话筒的膜片振动，带动线圈运动而切割磁感线，产生与振动相应的电流，然后再通过扬声器还原成声音。是根据电磁感应原理工作的。动圈式扬声器是因为线圈中通过变化的电流，从而使它受磁场的力忽大忽小，所以引起膜片的振动，而产生声音，它是利用电流在磁场中受力的原理工作的，所以此原理相同的是动圈式扬声器。
15．
解析：
①物理信息：电动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；
物理知识：这右手把就相当于一只滑动变阻器；
②物理信息：给电动车充电；
物理知识：电瓶充电时是将电能转化为化学能，此时电瓶相当于用电器；
③物理信息：电瓶充满电后，正常行驶的情况下可以行驶50公里；
物理知识：电动自行车在电动骑行时，用蓄电池来供电，将蓄电池的化学能转化成电能，再通过电动机将电能转化成机械能。
试卷第4页，总5页
试卷第5页，总5页
