2022浙教版八下科学1.4电动机（1）学案（含答案）

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浙教版八下§1.4电动机（1）学案
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[学习目标]
1、知道磁场对通电导体有作用力。知道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。
2、知道通电线圈在磁场中转动的道理。知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动，是消耗了电能，得到了机械能。
一、知识点梳理：
知识点1、磁场对通电导线的作用
1、通电导线在 中会受到力的作用，其受力方向与 方向、导体中的 方向有关。
2、当电流方向 磁场方向改变时，导线的受力方向就会改变；当两者的方向 改变时，导线的受力方向不变。即当两者中任意一个的方向 ，导体的受力方向就会 。
知识点2、磁场对通电线圈的作用
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1、当通电线圈所在平面与磁场平行时，由于通电线圈的两条对边中电流方向相反，它们在磁场中受到磁力的方向 且不在一条直线上，在这两个力的作用下，线圈会发生 (如图甲所示)。当线圈从其所在平面与磁场平行的位置转过90°时，这两个力恰好在同一直线上，而且 相等、方向 ，是一对平衡力(如图乙所示)。静止的线圈在这对平衡力的作用下可以在该位置保持静止。这一位置叫做 ，此时线圈所在平面恰好与磁感线 。
2、通电线圈转到平衡位置时，不会立即停下来，而是在此位置附近摆动几下才停下来。这是因为通电线圈转到 时具有一定的速度，由于 它会继续运动，但线圈这时受到 的作用，它又会返回平衡位置，所以它会摆动几下后再停下来。
二、例题讲解
例题1、在磁场中的通电导体( )
A．一定受到磁场力的作用 B．可能受到磁场力的作用
C．一定不受磁场力的作用 D．以上说法均不正确
例题2、如图所示,在蹄形磁体的磁场中放置一根与螺线管连接的导体棒ab,当ab棒水平向右运动时,小磁针N极转至右边。可使如图所示位置的小磁针N极转至左边的操作是图中的( )
A. ab水平向左运动 B. ab竖直向下运动 C. ab竖直向上运动 D. ab水平向左运动
例题3、如下图所示，在“研究影响通电导体在磁场中受力因素”的实验中，要使导体运动方向改变，以下操作中可行的是（ ）
A. 减少磁铁的数量 B. 增大导体的直径 C. 增大导体中的电流 D. 改变导体中的电流方向
例题4、如图所示，干电池底 部吸有强磁铁(可导电)，在干电池的正极上支有一“门”字形导线框，导线框B侧和套在强磁铁上的导电圆环C连接，导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动，圆环C在转动过程中与强磁铁接触良好。导线框转动的动力来源(　　)
A．只有线框A侧受到磁场对电流的作用
B．只有线框B侧受到磁场对电流的作用
C．线框A侧、B侧都受到磁场对电流的作用
D．线框A侧、B侧都未受到磁场对电流的作用，是受到的其他外力
（例题4图） （例题5图） （例题6图）
例题5、用如图所示的实验装置进行实验，下列说法正确的是(　　)
A．该实验装置是用来研究电流磁效应的
B．电动机的工作原理与该装置相同
C．闭合开关，金属棒ab运动，此过程是把机械能转化为电能
D．将磁铁N，S极对调，同时改变金属棒ab中电流的方向，金属棒ab的运动方向也会改变
三、随堂练习：
1、如图的磁场中，一通电导线AB被弹簧悬挂着，在水平位置上处于静止状态，当开关断开后，则（ ）
A．导线AB受力情况不变 B．弹簧转过一个角度 C．弹簀的长度增大 D．弹簧的长度减小
（第1题图） （第2题图） （第3题图）
2、如图所示是实验室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。线圈中电流越大，指针偏转角度就越大。关于该现象，下列说法正确的是(　　)
A．该电流表是利用电磁感应原理工作的 B．线圈中有电流通过时，把机械能转化为电能
C．线圈中电流越大，其所受磁场力就越大 D．改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向不会改变
3、如图所示，导体ab在外力作用下向左运动时电流表指针偏转，向右运动时电流表指针向另一方向偏转。这个实验事实说明(　　)
A．通电导线在磁场中受力大小与电流大小有关
B．通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关
C．感应电流的大小与导体在磁场中切割磁感线运动的快慢有关
D．感应电流的方向与导体在磁场中切割磁感线运动的方向有关
4、遥控赛车能前进又能后退，是因为里面的马达（电动机）可以顺时针或逆时针旋转。如果要改变其旋转方向，下列方法中可行的是(　　)
A．交换两个磁极的位置 B．增加内部磁铁的磁性 C．减少放入电池的节数 D．增加放入电池的节数
5、在一次科学探究活动中，小明把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间，他惊讶地发现灯丝在晃动。关于这种现象，下列说法正确的是(　　)
A．灯丝晃动是一种电流的磁现象 B．灯丝晃动时受力平衡
C．灯丝晃动是受到磁体的吸引作用 D．灯丝晃动是磁场对通电线圈的作用
（第5题图） （第6题图） （第7题图）
6、我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器工作原理与下列设备或用电器工作原理一致的是(　　)
A．电铃 B．发电机 C．电风扇 D．电磁铁
7、如图所示的演示实验，给直导线（铝棒）通电，观察到直导线运动起来。
（1）　 　就是根据这个原理制成的（选填“电动机”或“发电机”）。
（2）当改变直导线中的电流大小时，发现导线运动情况不同，请根据这个现象提出一个可探究的问题　 　。
8、网络上有一个国外“牛人”制作的“电池磁力小火车”的视频。视频中，“牛人”把由铁铷合金制作的超强磁铁分别吸附在电池的正负极两端制成“小火车”，并将其整个放入自制的铜质螺线管中，发现电池与磁铁竟然沿着螺线管向右运动起来，直到从螺线管的另一端穿出（如图1）。小明对“小火车”为什么会运动非常感兴趣，便动手进行了实验。
（1）图1中，两侧磁铁之间的线圈中会有电流通过，他由此推测：只有当线圈中有电流通过时，火车才会受力运动。为验证这一假设，他需要进一步的操作是 ；
（2）预测图2中的小火车将向________运动（选填“左”或“右”）；
（3）要让小火车更快地过螺线管，可以采取的措施是________（写出一种方法）；
四、课后巩固：
1、通电导体在磁场中的受力方向是( )
A．跟电流和磁感线方向有关 B．只跟电流有关，跟磁感线方向无关
C．只跟磁感线有关，跟电流方向无关 D．跟电流和磁感线方向都无关
2、下列关于导体在磁场中受力的说法中，正确的是（　　）
A．通电导体在磁场中一定受到力的作用
B．通电导体在磁场中有时不会受到力的作用
C．通电导体中的电流方向与磁场方向不平行也不垂直时，不会受到力的作用
D．只要导体放入磁场中，无论是否通电都会受到力的作用
3、如图是“混合动力汽车”原理结构的示意图，该车行驶过程中把电能转化为机械能的部件是（　　）
A．汽油发动机 B．电池 C．发电机 D．电动机
（第3题图） （第4题图） （第5题图）
4、用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源，发现导体ab向右运动；把电源正负极对调后接入电路，发现导体ab向左运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力(　　)
A．方向与电流方向有关 B．方向与磁感线方向有关
C．大小与电流大小有关 D．大小与磁场强弱有关
5、矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示，ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力，下列哪两段受到该磁场的作用力方向相同（　　）
A．ab段与bc段 B．ab段与ed段 C．ab段与fe段 D．fe段与ed段
6、如图所示，将一对磁性材料制成的弹性舌簧密封于玻璃管中，舌簧端面互叠，但留有间隙，就制成了一种磁控元件-----干簧管，以实现自动控制。某同学自制了一个线圈，将它套在干簧管上，制成一个干簧继电器，用来控制灯泡的亮灭，如图所示。干簧继电器在工作中所利用的电磁现象不包括（　　）
A．电流的磁效应 B．磁场对电流的作用 C．磁极间的相互作用 D．磁化
7、关于通电导线在磁场里受力的方向与电流方向和磁感线方向之间的关系,下列说法中错误的是（ ）
A.电流方向变为和原来相反,导线受力方向也变为和原来相反
B.磁场方向变为和原来相反,导线受力方向也变为和原来相反
C.电流方向和磁场方向同时变为和原来相反,导线的受力方向也变为和原来相反
D.电流方向和磁场方向同时变为和原来相反,导线的受力方向和原来相同
8、如图所示为通电线圈在磁场中不能连续转动的情况。下列叙述中，错误的是（ ）
A．从图甲到图丙的过程中，线圈的ab边受到的磁力的方向相同
B．线圈转到图乙所示位置后还能继续转动至图丙所示位置是由于惯性
C．如果通电时间足够长，那么线圈最终会停止在图乙所示的位置
D．只要保持通电，线圈就一定会在图乙所示的平衡位置左右摆动
9、如图所示，线圈abcd位于磁场中，K与1接通时，ab段导线受磁场力F的方向向上；当K改为与2接通时，ab段导线受磁场力(　　)
A．方向向下 B．方向向上 C．为零，因为电源反接 D．为零，因为电路一定是开路
（第9题图） （第10题图）
10、《是真的吗？》节目中，主持人做了图甲实验：电池下端吸引磁体，上端吸引螺丝和磁体，将导线连接上下磁体后，电池自动旋转起来。关于上述实验说法错误的是(　　 )
A．本实验中磁体、螺丝是导体 B．电池旋转会越来越慢
C．将电池上下颠倒，旋转方向改变 D．实验与图丙作用原理相同
11、(1)我们学过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________，磁体会对通电导体产生力的作用吗？
(2)如图所示，将一根导体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________导体有力的作用。
(3)断开开关，将图中蹄形磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体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____________有关。
12、小红在学习了磁场对通电导体有力的作用后，进一步查阅资料，了解到当电流与磁场垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度、导体在磁场中的长度以及导体中的电流强度有关。她设计了如图所示的装置，先初步探究磁场对通电导体的作用力与电流大小的关系。实验步骤如下：
①将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上，并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直；②给导体两端加电压U1，导体静止时，观察悬线与竖直方向偏转的角度为α1；③ ，导体静止时，观察悬线与竖直方向偏转的角度为α2；④比较α1、α2的大小，发现α2＞α1，即可初步验证其它条件一定，通电导体的电流越大，受到磁场的作用力越大。
（1）请将第③步的步骤补充完整：　 　。
（2）小红想继续探究通电导体在磁场受到作用力的大小与导体在磁场中的长度是否有关，于是她将图中的导体棒换成了一根较长的导体棒，其它条件不变，此时她发现悬线与竖直方向偏转的角度变小了，于是她得出结论，“其它条件一定，通电导体在磁场中的长度越长，受到的磁场作用力越小”。但她查阅一些资料后发现，理论上通电导体在磁场中的长度越长，受到的磁场作用力越大，这与她实验所得到的结论相反。请你说明小红得出的结论与资料不符的原因。　 　。
参考答案：
一、知识点梳理：
知识点1、
1、磁场； 磁场； 电流； 2、或 同时 改变 改变
知识点2、
1、相反 转动 大小 相反 平衡位置 垂直
2、平衡位置 惯性 磁力
二、例题讲解：
例题1、B
解析：当通电导线在磁场中与磁感线平行时，是不受磁场力的，只要通电导体与磁感线不平行，才会受到磁场力作用；故通电导体可能受到磁场力的作用也可能不受。
例题2、A
解析：（1）电磁感应现象中，产生的电流方向与磁场方向和导体的运动方向有关； （2）通电螺线管的极性与电流方向有关。 如果小磁针转向左边，那么它的转动方向与原来相反，即通电螺线管的极性发生改变，也就是通过线圈的电流方向发生改变。 要改变金属棒ab中的电流方向，可以改变磁场方向而保持运动方向相同，即ab水平向右运动而磁铁的上端为S极；也可以改变运动方向保持磁场方向相同，即ab水平向左运动，而磁铁的上端还是N极，故A正确，D错误； 当ab沿竖直方向上下运动时，它不能切割磁感线，因此不会产生反应电流，螺线管就不会产生磁场，小磁针的指向就不会改变，故B、C错误。
例题3、D
解析：通电导体在磁场中的受力方向与两个因素有关：①磁场方向；②电流方向，据此分析判断。 A.减少磁铁的数量，会减小磁场的强度，进而影响导体受力的大小，但不能改变受力的方向，故A错误； B.增大导体的直径，会增大受力的范围，进而增大导体受力的大小，但不能改变受力的方向，故B错误； C.增大导体中的电流，会增大导体受力的大小，但不能改变受力的方向，故C错误； D.改变导体中的电流方向，可以改变导体的受力方向，故D正确。
例题4、B
解析：A、B两个线圈都处在磁场中，但是只有线圈B接通电池的正负极，其中有电流经过，所以只有线圈B会受到磁场对电流力的作用，故B正确，而A、C、D错误。
例题5、B
解析：根据图片可知，闭合开关后，通过电流的导体ab在磁场中受力会运动起来，这就是电动机的工作原理，故A错误，B正确；闭合开关，ab运动，此过程将电能转化为机械能，故C错误；将磁铁N，S极对调，此时金属棒ab受力的方向与原来相反；再同时改变金属棒ab中电流的方向，金属棒ab的运动方向又再次发生调转，最终ab的运动方向与原来相同，故D错误。
三、随堂练习：
1、 A 2、C 3、D 4、A 5、D 6、C
7、（1）电动机 （2）磁场对通电导体产生的力的作用大小与电流大小的关系
8、（1）将电池的一端与磁铁断开（2）左
（3）增强磁铁的磁性（或者使螺线管的绕线更密集以增加与磁铁接触的那一段螺线管匝数、或增加电池电压以增大螺线管中电流从而增强其磁场）
四、课后巩固：
1、A 2、B 3、D 4、A 5、B 6、B
7、C 8、D 9、A 10、D
11、（1）磁场 （2）静止不动 运动 通电 （3）磁场方向
12、（1）给导体两端加电压U2，U2＞U1 （2）没有控制电流大小相同
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