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人教版物理九年级第二十章 第四节 电动机
1．通电导线在磁场中要受到的 作用,力的方向与 的方向、 的方向有关。
2．电动机的原理是通电线圈在磁场中 。
3．电动机主要由两部分组成： 、 。
4．电动机线圈的平衡位置指的是线圈所在平面跟磁感线的位置,要使线圈能持续转动下去,需要安装 ,其作用是 。
一、单选题
1.（2021·荆门）下列有关电与磁的说法正确的是（ ）
A. 磁感线是用来形象描述磁场的，是真实存在的
B. 电流的周围存在着磁场
C. 同种电荷一定相互排斥，同名磁极可以相互吸引
D. 电风扇的工作原理是电磁感应
2.（2021·贺州）如图所示，下列实验原理与电动机原理相同的是（ ）
A. B.
C. D.
3.（2021·潍坊）如图所示是某同学自制的玩具电动机，一块钕铁椭圆形磁铁吸在干电池底部，将一段裸露的铜线折成矩形线框，上边与电池正极接触，下边搭接在磁铁上，观察到线框顺时针转动，则（ ）
A. 该过程中机械能转化为电能
B. 线框左右两边所受磁场力方向相同
C. 若仅调换电池两极，线框将逆时针转动
D. 若仅调换磁铁两极，线框仍顺时针转动
4.（2021·烟台）选项图中所示的装置中与甲图工作原理相同的是（ ）
A. 自发电手电筒
B. 话筒
C. 手摇式发电机
D. 扬声器
5.（2021·无锡）用如图的装置探究磁场对通电直导线的作用，给铝棒AB通电，观察到AB向右运动，要使AB通电后向左运动，下列做法中可行的是（ ）
A. 仅换用磁性更强的磁体
B. 仅增加AB中的电流强度
C. 仅将磁体的N、S极对调
D. 仅将铝棒AB换成铜棒
6.（2021·锦江模拟）下面是电与磁的几幅图，其说法正确的是（ ）
A. 图甲，当电流一定时，线圈匝数少的电磁铁，磁性弱
B. 图乙说明通电导体周围存在着磁场，将小磁针移走，该磁场消失
C. 图丙装置研究的是导体在磁场中能产生感应电流
D. 图丁，当开关S闭合时，灯亮，电动机转起来，电铃不响
7.（2021·福田模拟）如图是深圳中学生间流行的迷你手持小风扇，右图中能说明其工作原理的实验装置是( )
A. B.
C. D.
8.（2021·河西模拟）物理学原理在生产、生活中有着广泛的应用，很多机器、设备都是根据物理学原理制成的。利用图所示的实验原理可以制成（ ）
A. 电动机 B. 发电机 C. 电磁铁 D. 内燃机
9.（2021·渭滨模拟）电风扇是我们生活中常见的电器，下列说法正确的是（ ）
A. 人们吹风扇时感觉到凉快，是因为电风扇工作降低了周围空气的温度
B. 风扇底盘做得又大又重可以提高风扇的稳度，保证风扇不易倾倒
C. 电风扇的工作原理是电磁感应现象
D. 小明将一个纸条放在工作的风扇下方，发现纸条向上飘起，这是因为流体流速越快压强越大
二、填空题
10.（2021·道里模拟）小明同学自制的“小小电动机”，接通电路后，线圈开始转动，小明发现当 和 时，线圈转动的方向就会与原来相反。
11.（2021·新抚模拟）将磁铁靠近正发光的灯泡时，灯丝发生了抖动。小明分析这是因为通电导体在磁场中会受到力的作用，受力的方向跟 方向、 方向都有关， （填“电动机”或“发电机”）是利用这个原理制成的。
12.（2021·寻乌模拟）1820年，丹麦物理学家 发现通电导线周围存在磁场，随后法国物理学家安培进一步研究发现磁场对电流有力的作用。如图所示，闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向右运动，若只将电源的正、负极对调，则导体棒ab将向 运动。（选填“左”或“右”）
13.（2021·石家庄模拟）如图所示是扬声器的构造示意图，当线圈中有电流通过时线圈受到磁场力的作用而运动，这与 （选填“电动机”或“发电机”）的工作原理相同，由于通过线圈的电流是 （选填“直流”或“交流”）电，线圈就不断的来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
14.（2020九上·九龙坡期末）重庆作为西部地区创新高地，无人机产业也正迎来高速发展期。预计到2020年，全市年产无人机将达到120万台。如图，是重庆市某航空工业公司近日最新研发出一款消防无人机，它一次能负载30公斤的重物从基地升高并自主飞行到指定位置，它有四个轴，每个轴上都有一个电机和螺旋桨，使无人机能够稳定地悬停在空中进行作业，无人机靠锂电池维持飞行，充满一组锂电池可供飞机工作半小时左右，不过，它能不停地更换电池继续工作，请找出一个与以上情景有关的物理信息，并指出对应的物理知识不得与示例重复。
示例：物理信息：无人机靠锂电池维持飞行；
物理知识：电能转化为机械能。
作答：物理信息：________。
物理知识：________。
三、实验探究题
15.（2020九上·郑州月考）在研究“磁场对通电导体的作用”的实验中：
（1）如图甲所示，把金属杆ab放在磁场里，闭合开关，观察到金属杆ab向右运动，利用此现象原理人们制成了 （选填“电动机”或“发电机”）；
（2）改变磁场方向或电流方向，观察到的实验现象记录在表格中。分析第 （填实验序号）次数据可知，通电金属杆在磁场中受力方向与磁场方向有关。
实验序号 1 2 3 4
磁场方向 向下 向上 向下 向上
电流方向
ab运动方向 右 左 左 右
（3）如图乙所示，闭合开关，让金属杆cd做切割磁感线运动，此时金属杆ab （选填“会”或“不会”）受到力的作用。
16.（2020·珠海模拟）冰冰同学用图示装置进行了磁现象知识研究：如图所示，在铁架台上面虚线框中是由可调电压的学生电源、导体ab（在下虚线框内）、保护电阻、开关组成一回路。下面虚线框中由蹄型电磁铁、滑动变阻器和开关、电源（在上虚线框内）构成回路。
（1）冰冰连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，导体ab仍静止不动，检查发现电路连接正确、各实验器材都完好，请你帮忙分析出现上述情况的原因是________ （写出一点即可）。
（2）找出问题并正确处理后，将变阻器的滑片P移到图示位置，闭合开关S，导体ab向右摆动。此实验现象可以说明________ （填“电热器”“发电机”或“电动机”）的工作原理，也说明通电电磁铁周围存在________ 。
（3）要使通电导体ab向右侧摆动的幅度增大，应将滑动变阻器的滑片P向________ （填“左”或“右”）端移动；若仅将电源正负极对调接入电路，闭合开关S，导体ab向________ （填“左”或“右”）侧摆动。
（4）利用本实验装置及实验现象可以探究或说明的磁现象有关知识的有_________
A.电流的磁效应
B.感应电流产生的条件
C.磁场对电流的作用
D.电磁铁的磁场强弱与电流大小的关系
17.（2020·南昌模拟）研究电动机的工作过程。
（1）电动机的工作原理是磁场对________有力的作用。（甲）图中，线圈左右两边框ab，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）（乙）图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”“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的________方向。
答案解析部分
1．力 电流 磁感线
2．受力转动
3．转子 定子
4．垂直换向器 每当线圈刚转到平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向
一、单选题
1.【答案】 B
【考点】磁感线及其特点，通电直导线周围的磁场，磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】A．磁场是真实存在的，为了描述磁场人为引入了磁感线，磁感线是一种模型，实际并不存在，A不符合题意；
B．奥斯特实验证明了通电导线周围存在磁场，B符合题意；
C．电荷间的作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。磁极间的作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，C不符合题意；
D．电风扇使用的是电动机，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，该磁场即为电荷定向移动造成的。
2.【答案】 B
【考点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】A．如图，是奥斯特实验，能证明通电导线周围存在磁场，A不符合题意；
B．如图，闭合开关，通电带线在磁场中受力而产生运动，与电动机原理相同，B符合题意；
C．如图，导线在磁场中切割磁感线，产生感应电流，与发电机原理相同，C不符合题意；
D．如图，通电螺线管相当于条形磁铁，能吸引铁钉，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】处在磁场中的通电导体棒，电流对导体棒有力的作用，导体棒就会运动起来，这就是电动机的原理，导体棒运动的方向与电流和磁场方向有关。
3.【答案】 C
【考点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】A．该过程中电能转化为机械能，A不符合题意；
B．左右两段导线周围的磁场方向不同，电流方向相同，所受磁场力方向不同，B不符合题意；
CD．若仅调换电池两极，电流方向改变，线框将逆时针转动，若仅调换磁铁两极，磁场方向改变，线框将逆时针转动，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】处在磁场中的通电导体棒，电流对导体棒有力的作用，导体棒就会运动起来，这就是电动机的原理，导体棒运动的方向与电流和磁场方向有关。
4.【答案】 D
【考点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】图甲中，线圈通电后，会发生转动，它的原理是磁场对通电线圈有力的作用。
A．自发电手电筒利用电磁感应现象制成的，A不符合题意；
B．话筒利用的是电磁感应原理，B不符合题意；
C．手摇式发电机利用电磁感应现象制成的，C不符合题意；
D．扬声器的原理是磁场对通电线圈有力的作用，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】处在磁场中的通电导体棒，电流对导体棒有力的作用，导体棒就会运动起来，这就是电动机的原理，导体棒运动的方向与电流和磁场方向有关。
5.【答案】 C
【考点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向有关；
A．换用磁性更强的磁体，不会改变运动方向，A不符合题意；
B．增加AB中的电流强度，不会改变运动方向，B不符合题意；
C．磁体的N、S极对调，只改变一个影响因素（磁场方向），受力运动方向改变，运动方向改变，C符合题意；
D．将铝棒AB换成铜棒，不会改变运动方向，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】处在磁场中的通电导体棒，电流对导体棒有力的作用，导体棒就会运动起来，这就是电动机的原理，导体棒运动的方向与电流和磁场方向有关。
6.【答案】 A
【考点】通电直导线周围的磁场，电磁铁的构造和原理，磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】A．由甲图可知，线圈匝数越多，吸引大头针数目越多，说明电磁铁磁性越强，即在电流一定时，匝数越少磁性越弱，A符合题意；
B．奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场，该磁场是通电导线产生的，与有无小磁针无关，B不符合题意；
C．图丙装置研究的是通电导线在磁场中受力运动，C不符合题意；
D．图丁中，当开关S闭合时，电磁铁获得磁性吸引衔铁向下运动，此时电铃响，灯和电动机不工作，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强；同时物质的磁场强度与温度有关系，温度越高，物质的磁性就越小，结合具体的实验探究即可。
7.【答案】 C
【考点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】A.闭合开关后，缠绕有线圈的铁钉能吸引大头针，这说明电流能够产生磁场，故A不合题意；
B.导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针摆动，这是电磁感应现象，故B不合题意；
C.闭合开关，通过电流的导体ab在磁场中受力运动，故C符合题意；
D.当导线中有电流经过时，小磁针的指向发生偏转，说明通电导线周围存在磁场，故D不合题意。
故选C。
【分析】 手持电风扇的主要结构为电动机，工作原理是通电导体在磁场中受力运动，据此分析判断。
8.【答案】 A
【考点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】该实验装置是研究通电导体在磁场中受力而运动，利用此原理制造了电动机，BCD不符合题意，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】通电导体在磁场中受到力的作用而运动，可以制作电动机。
9.【答案】 B
【考点】重心，流体压强与流速的关系，磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】A．吹风扇感觉凉快是吹风加快人体表面空气流速，让人体表面的水分蒸发加快，而蒸发过程吸热，所以感觉凉快，A不符合题意；
B．风扇底盘做得又大又重，可以降低风扇的重心，提高稳度，让风扇不易倾倒。B符合题意；
C．电风扇是靠电动机工作带电扇叶转动的，而电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，而不是电磁感应现象，C不符合题意；
D．将纸条放在工作的风扇的下方，纸条向上飘起，是因为纸条上方空气流速大，压强小，而下方空气流速小，压强大，于是产生一个向上的压力，将纸条托起，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体的重心越低，底面积越大，物体越稳定，相反，物体的重心越高，底面积越小，物体越不稳定。
二、填空题
10.【答案】 电流方向改变；磁场方向改变
【考点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，电动机线圈受力方向决定转动方向，而受力方向与磁场方向和电流方向有关，因此要改变电动机的转动方向有两种方法：①可保持磁场方向不变，改变电流方向；②可保持电流方向不变，改变磁场方向。
【分析】通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向跟两方面因素有关，即磁场方向和电流方向，只要任意一个方向发生改变，力的方向就发生改变.
11.【答案】 电流；磁感线；电动机
【考点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】通电导线在磁场中受到力的作用，受力的方向与电流方向和磁感线(磁场)方向有关，当只改变电流方向时，通电导线会向相反的方向移动；当只改变磁场方向时，通电导线也会向相反的方向移动。电动机即通电就能动的机器，即消耗电能产生机械能的装置。
【分析】处在磁场中的通电导体棒，电流对导体棒有力的作用，导体棒就会运动起来，这就是电动机的原理，导体棒运动的方向与电流和磁场方向有关。
12.【答案】 奥斯特；左
【考点】通电直导线周围的磁场，磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】丹麦的物理学家奥斯特做的著名的奥斯特实验通过当导线中通过电流时，它旁边的磁针发生偏转，证实了电流周围存在磁场。磁场对电流有力的作用，此力的方向与电流方向和磁场方向有关，这两个因素只要有一个因素发生改变，力的方向就会改变，闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向右运动，若只将电源的正、负极对调，改变了电流方向，则导体棒ab的运动方向改变，所以导体棒ab将向左运动。
【分析】奥斯特实验证实了电流周围存在磁场；通电导体在磁场中受力方向和电流方向有关，和磁场方向有关。
13.【答案】 电动机；交流
【考点】磁场对通电导线的作用，直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】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，当扬声器线圈中有电流通过时，线圈受到磁铁力的作用而运动，这与电动机的工作原理相同。扬声器主要由线圈、永磁体、锥形纸盆组成，由于通过线圈的电流是“交流”电，线圈受到大小、方向都变化的磁场力，而不断来回运动；带动纸盆也来回振动，使扬声器发声。
【分析】（1）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；
（2）扬声器主要由线圈、永磁体、锥形纸盆组成；
（3）扬声器工作原理：由于通过线圈的电流是“交流”电，线圈受到大小、方向都变化的磁场力，而不断来回运动；带动纸盆也来回振动，使扬声器发声。
14.【答案】 负载30公斤的重物从基地升高；每个轴上都有一个电机和螺旋桨；无人机能够稳定地悬停在空中进行作业；克服重物重力做功；电机原理为通电导体在磁场中受力或电机将电能转化为机械能；悬停时无人机受平衡力
【考点】二力平衡的条件及其应用，直流电动机的构造原理与工作过程，是否做功的判断
【解析】【解答】作答一：物理信息： 负载30公斤的重物从基地升高；
物理知识： 克服重物重力做功。
作答二：物理信息：每个轴上都有一个电机和螺旋桨；
物理知识： 电机原理为通电导体在磁场中受力或电机将电能转化为机械能。
作答三：物理信息： 无人机能够稳定地悬停在空中进行作业；
物理知识： 悬停时无人机受平衡力 。
【分析】可从做功、电动机工作原理和平衡力的角度思考解答。
三、实验探究题
15.【答案】 （1）电动机
（2）1、2或3、4
（3）会
【考点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】(1)把金属杆ab放在磁场里，闭合开关，观察到金属杆ab向右运动，说明磁场对通电导线有力的作用，这就是电动机工作的原理。(2)研究通电金属杆在磁场中受力方向与磁场方向的关系，必须控制通电导体电流的方向相同，改变磁场的方向。从表格中可以看出，序号1、2与3、4两组实验的电流方向相同，磁场方向不同。(3)闭合开关，让金属杆cd做切割磁感线运动，会产生感应电流，金属杆ab有电流通过，金属杆ab周围存在磁场。磁场对通电导体有力的作用，所以金属杆ab会运动。
【分析】（1）根据磁场对电流的作用，产生机械能，制作了电动机；（2）探究导体的受力方向和磁场方向关系时，保持电流方向相同；（3）闭合电路的部分导体切割磁感线，导体中会产生感应电流。
16.【答案】 （1）电源电压太低
（2）电动机；磁场
（3）右；右
（4）A,C,D
【考点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】(1)根据题意知道，电路连接正确、各实验器材都完好，但是无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，导体ab仍静止不动，所以上述情况的原因，可能是电源电压低，造成电路中的电流过小，导体周围产生的磁场弱。(2)闭合开关S，导体ab向右摆动，说明导体通电后周围产生磁场，与电磁铁周围的磁场相互作用产生力磁力，此过程中消耗了电能，获得了机械能，故是电动机的工作原理。(3)若要使通电导体ab向右侧摆动的幅度增大，则需要使导体受力变大，故应增大电路中的电流，使电磁铁和导体ab周围的磁场增强，所以应将滑动变阻器的滑片P向右移动。若仅将电源正负极对调接入电路，则闭合开关S后，电磁铁和导体ab中的电流方向都发生变化，故导体ab受力方向不变，仍会向右摆动。(4)该装置通电后导体ab受力摆动，说明通电后电磁铁和导体ab周围产生了磁场，通电导体在磁场中受到磁力的作用，故可探究A、C；利用滑动变阻器改变电路中电流大小时，导体ab的摆动幅度变化，可反映出电磁铁磁性的强弱，故可探究D；导体切割磁感线运动时，电路中有无感应电流无法判断，故不能探究B。
故答案为：ACD。
【分析】（1）若电路完好而实验无现象，可能电压太小使得电流小；
（2）导体通电后会在磁场中运动，说明磁场对通电导体有力的作用，和电动机的工作原理相同；
（3）减小电阻可以增大电流，从而增大磁场的磁性，导体运动明显；
（4）导体周围有磁场是电流的磁效应，磁场对电流有力的作用，电流越大，电磁铁的磁性越强。
17.【答案】 （1）通电线圈；电流方向不同；90
（2）换向器；刚转过；电流
【考点】磁场对通电导线的作用，实用电动机的构造、特点和应用
【解析】【解答】解：（1）电动机的工作原理是磁场对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ab、cd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。
故答案为：（1）通电线圈； 电流方向不同； 90； （2）换向器； 刚转过；电流。
【分析】（1）电动机的工作原理是磁场对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；（2）换向器可以改变电流方向，从而改变导体的受力方向，实现连续转动。
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第20章 第4节
电动机
学习目标-新知导入-新知探究-课堂小结-课堂达标
人教版 · 物理 · 九年级（下）
1.能掌握磁场对通电导线的作用相关知识点。
2.能知道电动机的基本构造。
3.明白扬声器的发声原理。
学 习 目 标
磁体在磁场中会受到磁力的作用（磁体发生运动）
通电的导线能产生磁场，使磁针或磁体偏转（运动）
逆向思维——磁体能否使通电的导线运动呢？
导 入 新 课
磁场的介绍中，磁体对小磁针有力的作用；
奥斯特实验中，电流对小磁针有力的作用。
磁体的磁场对通电导线是否有力的作用？
磁场
磁场
知识点 磁场对通电导线的作用
1
探 究 新 知
① 闭合开关，观察直导体的运动。
②只改变磁场的方向，观察直导体的运动。
③只改变电流的方向，观察直导体的运动。
④同时改变磁场和电流的方向，观察直导体的运动。
金属导轨
直导体
+
-
实验探究：通电导线在磁场中受到力的作用
探 究 新 知
探 究 新 知
实验现象
导线向左运动。
导线向右运动，与原来运动方向相反。
闭合开关，导线向左运动。
导线向右运动，与最开始运动方向相反。
N
I
F
S
I
F
N
S
I
F
N
S
I
N
S
F
探 究 新 知
1.通电导线在磁场中受到力的作用。
2.通电直导线在磁场中受到的力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。
总结归纳
当电流的方向或磁场的方向与原来相反时，通电直导线受力的方向也相反；
当电流的方向和磁场的方向同时改变时，通电直导线受力的方向不变。
探 究 新 知
1.如图所示,进行通电导体在磁场中受力运动实验,回答下列问题:
(1)把导体放在磁场里,接通电源,让电流通过导体ab,会发现导体ab (填“运动”或“静止”);
(2)把电源的正负极对调后接入电路,使通过导体的电流方向与原来相反,这时导体ab ;
(3)保持电源的正负极不变,对调磁体的磁极,使磁场的方向与原来相反,这时导体ab ;
(4)由(2)(3)可以得出通电导体在磁场中要受到力的作用,而且受力的方向跟 的方向和 的方向都有关系;
(5)若增大电源电压或增强磁体的磁性,导体的运动速度会 (填“加快”或“减慢”),这说明导体在磁场中受到力的作用,力的大小跟 的大小和 的大小有关;
(6)通电后导体ab运动的过程中,是把 能转化为 能.
典型例题
1.【参考答案】 (1)运动 (2)向相反方向运动 (3)向相反方向运动 (4)电流 磁场 (5)加快 电流 磁场磁性 (6)电 机械
答案
典型例题
实验中的直导线运动一段距离就会离开磁场，很难持续地运动。
如果把一个通电线圈放在磁场中，它又会怎样运动呢？
思考
探 究 新 知
磁场对线圈的作用
将线圈放在蹄形磁体的两极中间，接通电源，观察线圈的运动情况。
探 究 新 知
通电线圈可以在磁场里转动过一定角度，但不能持续转动。
现象 及 解释
通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发生顺时针转动。
当线圈的平面与磁场垂直时，通电线圈受平衡力作用，达到平衡位置。这时由于惯性，线圈还会继续转动。
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。
通电线圈摆动几次后，最终静止在平衡位置。
探 究 新 知
想想做做
探 究 新 知
这样，线圈转动越过平衡位置后，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，线圈就可以持续转下去了。
一端漆皮全部刮掉，另一端只刮上半周或下半周。
探 究 新 知
在“小小电动机”的实验中，采用刮去引线漆皮的办法来控制电路的通断，只有半周获得动力。怎样使线圈后半周也有动力持续转动呢？
线圈受到的力使它顺时针转动。
线圈由于惯性会越过平衡位置。
线圈受到的力阻碍线圈顺时针转动。
探 究 新 知
如果在线圈转动的后半周，不是停止给线圈供电，而是设法改变后半周的电流方向，使线圈在后半周也获得动力，线圈不就能转得更平稳了吗？
？
换向器
探 究 新 知
知识点 电动机的基本构造
2
定子（磁体）
转子（线圈）
换向器（半环+电刷）
探 究 新 知
两个铜半环EF
电刷AB
当线圈每转到平衡位置时，自动改变线圈中电流方向，从而实现线圈持续转动。
换
向
器
换向器
探 究 新 知
电动机的工作过程
探 究 新 知
直流电动机的工作原理
探 究 新 知
电动机的原理：通电线圈在磁场中受力而转动。
电动机的能量转化：把电能转化为机械能。
电动机的优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高，对环境污染小。
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实际的电动机为了转动平稳，转子由多组线圈组成。
实际的直流电动机的转子
定子
转子
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扬声器的发声原理：
扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，使得它在一个瞬间和下一个瞬间受到磁场对它的不同的力，于是带动纸盆振动起来，发出了声音。
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2.请结合图示回答下列有关电动机工作过程的问题.
(1)电动机的工作原理是磁场对 有力的作用.甲图中,线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反,其原因是 .
(2)乙图中的线圈所在的位置 (填“是”或“不是”)平衡位置,图中C、D组成的装置叫 ,它的作用是在线圈
(填“刚转到”“即将转到”或“刚转过”)平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,从而使线圈持续转动.电动机工作时是把电能转化为 .
2.【参考答案】 (1)通电线圈 电流方向不同 (2)是 换向器 刚转过 机械能
答案
典型例题
1. 磁场对电流作用力的方向的影响因素：
(1)电流的方向；(2)磁场的方向。
2. 磁场对电流作用力的大小的影响因素：
(1)电流的大小；(2)磁场的强弱。
3. 电动机：
(1)原理：磁场对通电导线的作用。
(2)结构：定子和转子。
(3)能的转化：电能转化为机械能。
课 堂 小 结
1.关注科学思维小倩在实验室看到这样一件实验器材,如图所示,将有机玻璃做成矩形框架,上面镶嵌了两组磁铁,上边一组南极向下,下边一组北极向上.将金属棒静止放置在金属导轨上,金属导轨一端通过导线分别与电池正负极连接.闭合开关,电池、金属导轨和金属棒形成回路有电流流过,则下列说法正确的是 ( )
A.金属棒仍然静止在金属导轨上
B.如果改变电流方向,金属棒仍向原来方向运动
C.如果将漆皮完好的漆包线绕成矩形线圈,漆包线在线圈的两端各伸出一小段距离作为转轴放到金属导轨上,闭合开关后线圈一定会连续转动起来
D.这个实验说明磁场对电流有力的作用
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1.D 【解题思路】 闭合开关,金属棒中有电流通过,通电导体在磁场中受到力的作用,所以金属棒不能静止在金属导轨上,故A错误,D正确;因为通电导体受力方向与磁场方向和电流方向有关,所以如果改变电流方向,金属棒的运动方向与原来运动方向相反,故B错误;将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,才能保证线圈持续转动下去,故C错误.
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2.[2020河北唐山丰南区期末]如图所示是实验室中电流表的内部结构图,处在磁场中的线圈有电流通过时,线圈会带动指针一起偏转.线圈中的电流越大,指针偏转角度越大.则下列说法正确的是( )
A.该装置利用了电流的热效应原理
B.线圈中有电流通过时,把电能全部转化为内能
C.改变线圈中的电流方向,其转动方向不会改变
D.线圈中的电流越大,其所受的磁场力越大
2.D 【解题思路】 电流表的内部构造显示电流表的制作原理——通电线圈在磁场中受力而转动,故A错误;线圈中有电流通过时,电能转化为机械能和内能,故B错误;改变线圈中的电流方向,其转动方向会发生改变,故C错误;电流越大,线圈受到的力越大,其转动的幅度越大,因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小,故D正确.
答案
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3.一矩形线圈放在蹄形磁铁的两极之间,刚通电时在磁场作用下扭转方向如图甲所示.现将该线圈放在图乙所示的蹄形螺线管间,a、b为螺线管与电源的接口.
某同学进行了如下四次操作:
① a接正极,b接负极,线圈中通与图甲电流方向相同的电流;② b接正极,a接负极,线圈中通与图甲电流方向相同的电流;③ a接正极,b接负极,线圈中通与图甲电流方向相反的电流;④ b接正极,a接负极,线圈中通与图甲电流方向相反的电流.
线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同的是 ( )
A.①和③ B.②和④ C.①和④ D.②和③
3.D 【解题思路】 只改变线圈中的电流方向或磁场方向,则线圈的扭转方向改变,如果两个方向都不变或都反向,线圈的扭转方向不变.题图乙中的b接正极,a接负极时,其左端是N极,与题图甲的磁场情况相同.①是只改变磁场方向,线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相反;②是电流方向和磁场方向都不改变,所以线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同;③是同时改变了电流方向和磁场方向,线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同;④是只改变电流方向,线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相反.选D.
答案
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4.[2019湖南株洲中考]图甲为一台简易电动机,由一节旧电池、小块铷磁铁和线框组成,铷磁铁吸在电池下端,线框由裸铜导线绕制;图乙为原理图,箭头表示磁感线方向.根据图乙可知,磁铁上端为 (填“N”或“S”)极;已知磁场对线框左边的作用力垂直于纸面向里,则线框右边受到的磁场力垂直于纸面 (填“向外”或“向里”).线框在转动过程中将 能转化为 能.
4.【参考答案】 N 向外 电 机械
【解题思路】 磁感线总是从磁体的N极出发再回到S极,根据题图乙中的箭头指向可知铷磁铁的上端为N极;磁场对通电导体有力的作用,力的方向跟电流的方向和磁场的方向有关,右边线框与左边线框中的电流方向相同但磁场方向相反,因此受力方向相反.线框在转动时消耗电能,将电能转化为机械能.
答案
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5.如图所示,用两橡皮筋竖直悬挂重2 N的金属棒AB于磁场中,金属棒两端连接着导线(导线对金属棒的作用力忽略不计),当棒中通以由A流向B的电流时,金属棒静止,橡皮筋刚好处于松弛状态;现让电流由B流向A,金属棒仍静止,每根橡皮筋受到的力为 N.
5.【参考答案】 2
【解题思路】 通过分析可知,当棒中通以由A流向B的电流时,金属棒AB受到了两个力的作用:竖直向下的重力和竖直向上的磁场力.由于金属棒静止,故金属棒受到的重力大小等于金属棒受到竖直向上的磁场力;当棒中通以由B流向A的电流时,金属棒受到竖直向上的拉力等于竖直向下的重力和磁场力之和,故每根橡皮筋受到的力F=×(2 N+2 N)= 2 N.
答案
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6.地磁场被称为地球生命的“保护伞”,正是因为地磁场的存在,当来自宇宙空间的高速带电粒子流接近地球的时候会受到地球的斥力而离开地球,其原理是高速带电粒子流的定向运动形成 ,再根据 可知,高速带电粒子流受力的作用而离开地球.
6.【参考答案】 电流 磁场对“通电导体”有力的作用
答案
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7.在复习“电流的磁场”和“磁场对电流的作用”时,小刚想:“既然通电导体周围存在磁场,磁场又会对通电导体产生力的作用,那么互相靠近的两个通电导体间是否会产生力的作用呢 ”
(1)小刚和小强商议通过实验来研究这一问题.他们找到了两根柔软的导线,相距较近地并排固定在接线板上,实验电路如图甲所示,通过实验观察到接线板上导线如图乙所示.该实验表明:两个通电导体之间 .
(2)小强认为,如果改变其中一个通电导体中的电流方向,则它们之间作用力的方向也会发生改变.小强这样想的理由是电流产生的磁场方向是由 的方向决定的.当一个通电导体中电流的方向改变时,它产生的磁场方向也会发生改变;而磁场对通电导体的作用力的方向与 的方向和 的方向有关,另一个通电导体中电流的方向不变,但磁场方向变化了,它受到的磁场力的方向就会改变.
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(3)如果开始实验时,小刚和小强没有找到柔软的导线,而是用较硬的普通铝芯电线进行实验,你认为会出现怎样的情况 你得到了怎样的启示
7.【参考答案】 (1)产生力的作用 (2)电流 电流 磁场 (3)观察不到(或电流很大才能观察到)两通电导体间的相互作用,从中可得到的启示是合理选用实验器材非常重要.
【解题思路】 (1)图乙中两根导线中的电流方向相同,且两根导线向中间靠拢,说明两根导线相互吸引,产生力的作用.
(2)通电导线周围的磁场方向与导线上电流的方向有关,两根导线平行时,电流方向有两种情况:同向和反向;所以小强的判断依据是电流产生的磁场方向是由电流的方向决定的,当一个通电导体中电流的方向改变时,它产生的磁场方向也会发生改变;而磁场对通电导体的作用力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,另一个通电导体中电流的方向不变,但磁场的方向变化了,它受到的磁场力的方向就会改变.
(3)用较硬的普通铝芯电线进行实验,导线在力的作用下,形变太小,可能观察不到(或电流很大才能观察到)两通电导体间的相互作用,所以可以得到的启示是合理选用实验器材非常重要.
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