17.2 探究电动机转动的原理
课堂练习
1、（2021内蒙古通辽）如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半圈或下半圈。将线圈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______极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的______（填“发电机”或“电动机”）。
2、（2021浙江舟山）（4分）电动机在现代生产、生活中有广泛的应用。
（1）如图所示是电动机原理图，将通电线圈abcd置于磁场中，线圈的ab、cd边受到 _________ ，使线圈转动起来。
（2）某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的，遇到障碍时，只要按下倒车开关就能改变线圈中 ___________ 来实现倒车。
3、（2021四川成都）下列用电器使用了电动机的是（ ）
A. 电风扇 B. 电水壶 C. 台灯 D. 手电筒
4、图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间
断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源
和线圈组成闭合电路。在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受
到磁场的作用力向下，则
A. 线圈在图示位置时，ab边受到磁场的作用力向下
B. 线圈由图示位置转过180o时，电流沿dcda流过线圈
C. 线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下
D. 线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下
5、（2021江西） 如图所示是燃油汽车启动装置的电路简图。汽车启动时，需将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，则下列分析正确的是（ ）
A. 旋转钥匙相当于闭合开关
B. 电磁铁是利用电流的热效应来工作的
C. 电磁铁通电后电磁铁的上端为S极
D. 电动机工作时将电能全部转化为机械能
6、（2021四川泸州） 如图所示是研究电与磁关系的示意图，ab为一根电阻不可忽略且能自由移动的导体棒，其中单刀双掷开关S的c、d两点为触点，则下列说法正确的是（ ）
A. 当单刀双掷开关S的触片P置于c点，该装置相当于电动机的工作原理
B. 当单刀双掷开关S的触片P置于d点，该装置相当于电动机的工作原理
C. 撤走蹄形磁铁，在Q点放置一小磁针，同时将单刀双掷开关S的触片置于c点，该装置可验证奥斯特实验
D. 撤走蹄形磁铁，在Q点放置一小磁针，同时将单刀双掷开关S的触片置于d点，该装置可验证奥斯特实验
7．生活中有很多利用物理学原理制成的设备，下列说法中正确的是（ ）
A．扬声器是利用电磁感应原理制成的
B．电熨斗是利用电流的热效应原理制成的
C．电动机是利用电流的磁效应工作的
D．柴油机和汽油机的差别只是使用的燃油种类不同
8．在研究通电导线在磁场中受到力的作用时，用U形电磁铁替代磁体完成实验，如图所示，闭合开关导线受到水平向右的力。下列说法正确的是（ ）
A．若只对调电磁铁的电源两极，导线在磁场中受力方向不变
B．若只对调铅蓄电池的电源两极，导线在磁场中受力方向不变
C．电磁铁外部磁感线的方向是从B端出发回到A端
D．将一枚小磁针放在电磁铁B端旁，静止时它的N极指向电磁铁B端
9．图甲中，静止在通电螺线管周围的小磁针，其中指向错误的是______。图乙中，接通电源，发现导体ab向左运动，把磁体两极对调放置，发现导体的受力方向向右运动，这个事实说明通电导线在磁场中受力方向与______方向有关；改变导体运动方向的另一个方法是：______。
10．电动机在现代生产、生活中有广泛的应用。
（1）如图所示是电动机原理图，将通电线圈abcd置于磁场中，线圈的ab、cd边受到______，使线圈转动起来；
（2）某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的，遇到障碍时，只要按下倒车开关就能改变线圈中______来实现倒车。
11．在制作小电动机模型时，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，然后用小刀刮两端引线的漆皮，如图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，线圈下放一块强磁铁。
（1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，为使线圈能够持续转动，刮线的要求是______（填选项“A”或“B”）；
A．两端全刮掉 B．一端全部刮掉，另一端只刮半周
（2）组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不转动，写出一条可能让线圈转动起来的措施：______；
（3）在实验中发现，只将电源的两极位置对调，或只将强磁铁磁极的位置对调时，线圈的转动方向都会发生改变。可见，通电导体在磁场中受到的力的方向与______、______都有关系；
（4）线圈在转动过程中______能转化为______能；
（5）如图所示，再将线圈两端的漆全部刮去，然后放入磁场，用纸做一个小风车固定在转动轴上，就做成了一个小发电机。使小风车转动，发现灵敏电流计的指针左右摆动说明线圈在磁场中转动时产生了______（选填“直流”或“交流”）电。
12．在探究“电动机为什么会转动”的实验中：
（1）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另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在______，磁体会对通电导体产生力的作用吗？
（2）如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间，未闭合开关前，导体______，闭合开关后，导体______，说明磁场对通电导体有力的作用。
（3）断开开关，将图中磁体的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______，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。
（4）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______，说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。
（5）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。
13．下面是课本中的几幅图：
（1）甲图是动圈式扬声器它的原理与___________（电动机/发电机）相同。
（2）乙图人的前臂在举起杠铃时___________（省力/费力/等臂）杠杆。
（3）丙图两个铅块磨光后，压在一起就会粘住，这个现象说明___________。
（4）丁图人工心脏泵工作时，当电流从线圈A端流入，血液___________（流入/流出）泵室；若线圈中的电流大小增大，则心脏泵每分钟“跳动”的次数___________（增大/减小/不变）。
答案
1、 ①. N ②. 电动机
2、（1）力的作用；（2）电流的方向。
解析:（1）将通电线圈abcd置于磁场中，线圈的ab、cd在磁场中受到磁力的作用，ab、cd的受力方向相反，使得线圈转动起来；（2）某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的，遇到障碍时，磁场的方向不变，只要按下倒车开关就能改变线圈中电流的方向，从而改变磁场力的方向，来实现倒车。
3、A
4、D
5、A
解析：A．插入钥匙并旋转才能启动汽车，所以旋转钥匙相当是闭合开关，接通电路，故A正确；
B．电磁铁是在电流通过线圈时，线圈产生磁性，所以电磁铁利用电流的磁效应工作的，故B错误；
C．图示中的电磁铁，电流从其上端流入，下端流出，据安培定则知，电磁铁的下端为S极，故C错误；
D．电动机工作时，大部分电能转化为机械能，小部分电能转化为内能，故D错误。
6、AC
解析：A B．当单刀双掷开关S的触片P置于c点，电源、开关、导体、导线组成了闭合回路，由电源，故可以成为电动机的原理图，故A正确；当单刀双掷开关S的触片P置于d点时，没有电源，故是发电机，故B错误；
C D．撤走蹄形磁铁，在Q点放置一小磁针，同时将单刀双掷开关S的触片置于c点，有电源，验证通电导线周围存在磁场，故该装置可验证奥斯特实验是正确的，故C正确；当单刀双掷开关S的触片P置于d点时，没有电源，没有电流，故不是奥斯特实验，故D错误。
故选AC。
7．B
解析：
A．扬声器的原理与电动机相同，是利用磁场对电流的作用工作的，故A错误；
B．电熨斗是利用导体中通过电流时产生热量的原理制成的，故B正确；
C．电动机是利用通电线圈在磁场中受力从而产生转动的原理工作的，故C错误；
D．柴油机和汽油机的差别是使用的燃油种类不同、构造略有不同 、吸入的气体也不同，故D错误。
故选B。
8．C
解析：
AB．导线在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关，只对调电磁铁的电源两极或只对调铅蓄电池的电源两极，分别改变了磁场方向和电流方向，所以导线在磁场中受力方向改变，故AB错误；
C．根据安培定则可知，电磁铁B端为N极，A端为S极，所以电磁铁外部磁感线的方向是从B端出发回到A端，故C正确；
D．将一枚小磁针放在电磁铁B端旁，静止时它的N极指向电磁铁A端，故D错误。
故选C。
9．① 磁场 改变电流方向（调换电源两极接线）
解析：
[1]由安培定则可知，甲图中螺线管左侧为极，右侧为极，且同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，磁体外部的磁感线是从极回到极，甲图中①错误。
[2]接通电源，发现导体向左运动，导体受到向左的作用力；把磁体两极对调放置，发现导体向右运动，导体受到向右的作用力。这说明通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关。
[3]改变导体运动方向的方法是改变导体的受力方向，调换磁极方向可以改变导体的受力方向，也可以用改变电流方向的方法来改变导体的受力方向。
10．力的作用 电流的方向
解析：
（1）[1]一方面，磁场对通电线圈有力的作用；另一方面，线圈转动了起来，运动状态发生的了改变，说明线圈受到了力的作用。
（2）[2]通电线圈在磁场中受到力的作用，受到的力的方向与电流方向和磁场方向有关，当电流方向或者磁场方向变得相反时，线圈受到的力的方向也变得相反。但如果同时改变电流方向和磁场方向，则线圈受到的力的方向则不变。按下倒车开关，改变了线圈中的电流方向，使线圈受力的方向发生改变，从而实现倒车。
11．B 用手轻推一下 电流方向 磁场方向 电 机械 交流
解析：
（1）[1]为了使线圈能够持续转动，可以将线圈一端的绝缘漆全部刮去，另一端刮去一半，这样线圈在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动，故选B。
（2）[2]接通电源后，线圈不转动，则可能是线圈处于平衡位置，故可用手轻推一下线圈。
（3）[3][4]将电源的两极位置对调，电流的方向发生了变化，将强磁铁磁极的位置对调，磁场的方向发生了变化，可知，通电导体在磁场中受到的力的方向与电流方向和磁场方向都有关。
（4）[5][6]线圈在转动过程中消耗电能，故是将电能转化为机械能。
（5）[7]灵敏电流计的指针左右摆动，说明电流的方向在发生变化，故线圈在磁场中转动时产生了交流电。
12．磁场 静止 运动 相反 相反 不能
解析：
（1）[1]根据课本奥斯特实验知，通电导体周围存在磁场。
（2）[2][3]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。
（3）[4]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，此时力的方向相反，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。
（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。
（5）[6]如果同时改变磁场方向和电流方向，存在多个变量，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。
13．电动机 费力 分子之间存在相互作用的引力 流入 不变
解析：
（1）[1]扬声器工作时把电信号转换成声信号，电能转化成机械能，其原理是通电导体在磁场中受力运动，与电动机的工作原理相同。
（2）[2]人的前臂在举起杠铃时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
（3）[3]分子间同时存在相互作用的引力和斥力，两个铅块磨光后，压在一起就会粘住，这个现象证实了分子之间有引力。
（4）[4]当电流从线圈A端流入过程，根据安培定则，螺线管左端为S极，此时异名磁极相互吸引，活塞左移，S1关闭，S2打开，血液从S2流入泵室。
[5]图中的活塞移动变化频率与交流电的频率有关，交流电电流方向改变的频率影响跳动次数，与电流大小无关，若线圈中的电流大小增大，则心脏泵每分钟“跳动”的次数不变。
1题
2题
4题
5题
6题
试卷第2页，总3页
试卷第5页，总5页(共37张PPT)
17.2 探究电动机转动的原理
沪粤版 九年级下
新知导入
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？
新知讲解
一、磁场对通电导体的作用
通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？
S
N
I
+
_
磁体周围存在________
通电直导体周围_________
磁体间的相互作用是通过磁场发生的
磁场
磁场
（一）猜想
（二）设计实验
S
N
I
+
_
闭合开关，观察原来静止在磁场中的导体发生运动。
金属导轨
直导体
+
-
（三）进行实验
实验1：让通电导体在磁场中动起来
（1）闭合开关， 蹄型磁体中的金属棒AB是否动起来，使金属棒运动起来的原因是什么？
运动起来了
使金属棒运动起来的原因是金属棒受到了力的作用，因为力可以改变物体的运动状态，使金属棒由静止变为运动。
金属导轨
直导体
+
-
（2）如果将蹄型磁体移开，通电金属棒AB还会动吗？这个现象说明了什么？
将蹄型磁体移开，通电金属棒AB不动了，这个现象说明了通电导体在磁场中受到了力的作用。
结论：通电导体在磁场中受到力的作用
金属导轨
直导体
+
-
实验中，通电金属棒AB受力的方向并不相同，你认为是什么原因造成的？（做出猜想）
实验2:探究通电导体受力的方向跟哪些因素有关
（1）保持磁场方向不变，改变电流的方向，观察金属棒运动的方向是否改变。
N
I
F
甲
S
I
F
丙
N
S
现象：保持磁场方向不变，改变电流的方向，金属棒运动的方向改变。
（2）保持电流方向不变，改变磁场的方向，观察金属棒运动的方向是否改变。
N
I
F
甲
S
I
乙
F
N
S
现象：保持电流方向不变，改变磁场的方向，金属棒运动的方向改变。
I
乙
F
N
S
I
F
丙
N
S
（3）同时改变电流方向和磁场的方向，观察金属棒运动的方向是否改变。
现象：同时改变电流方向和磁场的方向，观察金属棒运动的方向不变。
N
I
F
甲
S
I
乙
F
N
S
I
F
丙
N
S
实验结论：通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关.
只改变电流方向或磁场方向，受力方向发生改变。同时改变电流方向或磁场方向，电流方向不变。
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。那么线圈可以持续地转动吗？
二、通电线圈在磁场中的运动
（1）在图中，线圈红色边和绿色边受力方向为什么不同？
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，磁场方向一定，线圈红色边和绿色边电流方向不同，所以受力方向不同。
（2）当线圈转动到图中的位置时，线圈红色边和绿色边受到的两个力有什么特点，为什么？
平衡
因为两个力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，并在同一直线上，符合二力平衡的条件。
平衡位置
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。
通电线圈最后静止在平衡位置。
通电线圈最后静止在平衡位置。
方法一：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？
如何让线圈继续转动下去呢？
方法二：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？
讨论：
1、观察换向器的结构，换向器是如何通过电刷连接到电源两极上的？
三、换向器
换向器的结构：两个金属半圆环
E、F是换向器
（两个半圆金属环）
A、B是电刷
作用：与半环接触，
使电源和线圈组成闭合电路。
两个
铜半环
电刷
换向器
两个金属半圆环分别跟线圈的两端相连接，并通过电刷连接到电源两极。
2、线圈转动到什么位置，换向器会改变线圈中的电流方向？
电源的正极接蓝色半环
电源的正极接红色半环
平衡位置，电路中没有电流
换向器的作用
当线圈越过平衡位置时，由于换向器的作用，改变了线圈中电流的方向,使线圈继续转动下去。
定子（磁体）
转子（线圈）
换向器
换向器：使线圈一转过平衡位置就改变线圈中的电流方向
电刷
四、电动机的工作原理
（一）电动机的结构
电动机的基本原理是：通电导体在磁场中受到力的作用使线圈转动，同时用换向器及时改变线圈里的电流方向，以保持线圈的持续转动。
（二）电动机工作原理
两个
铜半环
电刷
换向器
电动机优点
（1）构造简单、制造便宜、体积小；
（2）容易控制操作；
（3）效率高、没有污染。
（三）实际电动机
1、（2021山东潍坊）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
C
课堂练习
2、（2021新疆）如图所示为小琴做的小小电动机．矩形线圈的左端引线漆皮被全部刮掉，右端引线漆皮只刮掉了上半周，小小电动机由两节干电池供电．线圈快速稳定转动过程中，线圈受到磁场的作用力时，线圈中的电流为 0.67 A，则线圈快速稳定转动1 min 内电路消耗的电能约为（ ）
A．150 J B．120 J
C．90 J D．60 J
B
3、（2021安徽）图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成合闭电路，在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，则（ ）
A．线圈在图示位置时，ab边受到
磁场的作用力向下
B．线圈由图示位置转过180°时，电流沿dcba流过线圈
C．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下
D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下
答案：
D
4、（2021湖南长沙）天气越来越炎热，妈妈给小伟买了一个手持式充电小风扇，下列与小风扇有关的说法中正确的是( )
A.小风扇的工作原理是电磁感应
B.小风扇工作时，将机械能转化为电能
C.小风扇充电时，将化学能转化为电能
D.小风扇的效率不可能达到100%
D
5、（2021浙江嘉兴）.电动机在现代生产、生活中有广泛的应用，
（1）如图所示是电动机原理图，将通电线圈abcd置于磁场中，线圈的ab、cd边受到________________，使线圈转动起来。
（2）某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的，遇到障碍时，只要按下倒车开关就能改变线圈
中______________来实现倒车。
力的作用
电流的方向
6、如图所示的实验装置，下列说法正确的是（ ）
A．该装置能将机械能转化为电能
B．该装置可用来研究电流的磁效应
C．该装置可用来研究电磁感应现象
D．该装置研究的是电动机的工作原理
D
7、图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，则（ ）
A．线圈在图示位置时，ab边
受到磁场的作用力向下
B．线圈由图示位置转过180o时，电流沿dcda流过线圈
C．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下
D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下
D
课堂总结
磁场对电流的作用：通电导体在磁场受到力，受力方向与磁场方向和电流方向有关。 换向器的作用:每当线圈转过平衡位置就自动改变线圈中的 电流方向。
电动机的工作原理：通电线圈在磁场中受力而转动。
探究
电动
机的
转动
原理
作业布置
沪粤版物理课本自我评价与作业第30页1、2、3、4题
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php
