17.1 关于电动机转动的猜想
17.2 电动机转动的原理
学习目标
1.能准确描述直流电动机模型组成及主要部件功能。 2．对照实物了解电动机基本构造和工作原理，会做简易电动机。 3．了解磁场对通电导体有力的作用，作用力的方向与电流方向、磁场方向有关。 4．了解电动机在现代生活中的重要性和广泛应用。
知识点一 电动机的结构
1．通过观察电动机，可以看到它由两部分构成：能够转动的线圈和固定不动的磁体。在电动机里，能够转动的部分叫转子，固定不动的部分叫定子。电动机在电路中的图形符号是。
知识点二 通电导体在磁场中受到力的作用
2．通电导体在磁场中会受到磁场对它的作用力，力的方向跟磁场的方向和导体中电流的方向都有关系。当电流方向或者磁场方向改变时，通电导线受力的方向改变；当电流方向和磁场方向同时改变时，通电导线受力的方向不改变(后两空选填“改变”或“不改变”)。
知识点三 换向器的作用
3．换向器：由两个彼此绝缘的金属半圆环组成，当线圈刚越过平衡位置时，由于换向器的作用，改变了线圈中的电流方向，使线圈继续不停地转动下去。
知识点四 电动机的工作原理
4．直流电动机的工作原理：通电导体在磁场中受到力的作用使线圈转动，同时通过换向器及时改变线圈中的电流方向，以保持线圈的持续转动。
5．提高电动机转速的方法：增加线圈的匝数、增强磁体的磁性、增大电流。
6．能量转化：电动机工作时主要将电能转化为机械能，部分转化为内能。
7．动圈式扬声器是把电信号转化为声信号的装置，它是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的。
重点一 探究磁场对电流的作用
【跟踪训练】 1.小明用如图所示的装置做通电导线在磁场中受力运动的实验。
(1)把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会发现导线ab________(选填“运动”或“静止”)。
(2)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，这时导线ab反向运动；把电源的正、负极对调后接通电路，使通过导线的电流方向与原来相反，这时导线ab反向运动。由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，且受力的方向跟________的方向和导体中________的方向都有关系。
(3)若增加电源电压或增强磁体的磁性，导体的运动速度会________(选填“加快”或“减慢”)，这是因为通电导体在磁场中受到力的大小跟____________和____________有关。
【答案】(1)运动 (2)磁场 电流
(3)加快 电流的大小 磁场的强弱
重点二 电动机
【跟踪训练】 2.如图为玩具小汽车内直流电动机的结构简图，该电动机工作时将电能转化为________能；线圈能连续不停转动下去是靠__________实现的，如果想改变该直流电动机的转动方向，你可以采取的方法是__________________(写一条合理方法即可)。
【答案】机械 换向器 改变磁场方向
基础巩固
1．如图所示的四种电器中，用到电动机的是( B )
2.如图所示，当线圈刚转过平衡位置时，如果不改变电流的方向，则线圈( D )
A．立即停止转动
B．立即反转
C．按原方向一直转下去
D．在平衡位置附近摆动几下才停下来
3．直流电动机中使用了换向器，它的作用是( C )
A．当线圈刚越过平衡位置时，改变线圈外的电流方向
B．当线圈刚越过平衡位置时，改变线圈的转动方向
C．当线圈刚越过平衡位置时，改变线圈中的电流方向
D．当线圈刚越过平衡位置时，改变磁感线的方向
4.如图所示的通电线圈置于磁场中，在某时刻线圈平面刚好与磁感线的方向相平行，则下列说法正确的是( D )
A．ab边与cd边所受的磁场力大小相等，方向相反，线圈处于平衡状态
B．ab边与cd边所受的磁场力大小不相等，但方向相反，故线圈处于不平衡状态
C．ab边与cd边所受的磁场力大小不相等，方向也不相反，故线圈处于不平衡状态
D．ab边与cd边所受的磁场力大小相等，方向相反，但不在同一条直线上，故线圈处于不平衡状态
5.如图为直流电动机的工作原理图，下列分析正确的是( A )
A．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
B．电动机通电后不转，一定是电路断路
C．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
D．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
6．电动自行车、电动摩托车、电动汽车、电动公交车等已广泛应用于现代生活中，它们都是利用电动机工作的，电动机工作过程中能量转化情况主要是( B )
A．电能转化为热能
B．电能转化为机械能
C．机械能转化为电能
D．太阳能转化为机械能
能力达标
7．电磁轨道炮是一种新概念武器，利用电磁轨道进行发射。电磁轨道炮发射时，通过磁场与电流相互作用，将弹丸以极高的初速度发射出去。下列选项中与电磁轨道炮的发射原理相同的是( D )
8.如图所示的是将绝缘导线缠绕在指南针上而制成的简易电流计。现将导线的两端接到电源两极，磁针发生了偏转，下列关于该装置的说法错误的是( B )
A．该简易电流计是利用电流的磁效应制成的
B．若将电源的两极对调，则磁针偏转方向不改变
C．若断开电路，则磁针回到原来的位置
D．若断开电路，则磁针静止时，其S极将指向地理南极附近
9.将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：
①a接正极，b接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流
②b接正极，a接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流
③a接正极，b接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流
④b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( D )
A．①和③ B．②和④
C．①和④ D．②和③
素养提升
10．图甲为一台简易电动机，由一节旧电池、一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________(选填“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________(选填“向外”或“向里”)。线框在转动过程中将________能转化为________能。
【答案】N 向外 电 机械
11．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)于是，他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，相距较近地平行固定在接线板上，实验电路如图甲所示，通过实验观察到的现象如图乙所示。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导体中________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发生改变。
(3)如果开始实验时，小刚和小强没有找到柔软的导线，而是用较硬的普通电线进行实验，你认为会出现怎样的情况？从中你能得到怎样的启示？
【答案】(1)产生力的作用 (2)电流 电流 磁场 (3)使用较硬的普通电线进行实验，可能观察不到(或电流很大时才能观察到)两通电导体间的相互作用。从中可以得到的启示是合理选用实验器材非常重要。 17.1 关于电动机转动的猜想
17.2 电动机转动的原理
学习目标
1.能准确描述直流电动机模型组成及主要部件功能。 2．对照实物了解电动机基本构造和工作原理，会做简易电动机。 3．了解磁场对通电导体有力的作用，作用力的方向与电流方向、磁场方向有关。 4．了解电动机在现代生活中的重要性和广泛应用。
知识点一 电动机的结构
1．通过观察电动机，可以看到它由两部分构成：能够转动的线圈和固定不动的磁体。在电动机里，能够转动的部分叫 ，固定不动的部分叫 。电动机在电路中的图形符号是 。
知识点二 通电导体在磁场中受到力的作用
2．通电导体在磁场中会受到 对它的作用力，力的方向跟 的方向和导体中 的方向都有关系。当电流方向或者磁场方向改变时，通电导线受力的方向 ；当电流方向和磁场方向同时改变时，通电导线受力的方向 (后两空选填“改变”或“不改变”)。
知识点三 换向器的作用
3．换向器：由两个彼此绝缘的 组成，当线圈刚越过 位置时，由于换向器的作用，改变了线圈中的 方向，使线圈继续不停地转动下去。
知识点四 电动机的工作原理
4．直流电动机的工作原理：通电导体在磁场中受到力的作用使 转动，同时通过 及时改变线圈中的 ，以保持线圈的持续转动。
5．提高电动机转速的方法：增加线圈的 、增强磁体的 、增大 。
6．能量转化：电动机工作时主要将 能转化为 能，部分转化为 能。
7．动圈式扬声器是把电信号转化为声信号的装置，它是利用 的原理制成的。
重点一 探究磁场对电流的作用
【跟踪训练】 1.小明用如图所示的装置做通电导线在磁场中受力运动的实验。
(1)把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会发现导线ab________(选填“运动”或“静止”)。
(2)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，这时导线ab反向运动；把电源的正、负极对调后接通电路，使通过导线的电流方向与原来相反，这时导线ab反向运动。由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，且受力的方向跟________的方向和导体中________的方向都有关系。
(3)若增加电源电压或增强磁体的磁性，导体的运动速度会________(选填“加快”或“减慢”)，这是因为通电导体在磁场中受到力的大小跟____________和____________有关。
1．如图所示的四种电器中，用到电动机的是( )
2.如图所示，当线圈刚转过平衡位置时，如果不改变电流的方向，则线圈( )
A．立即停止转动
B．立即反转
C．按原方向一直转下去
D．在平衡位置附近摆动几下才停下来
3．直流电动机中使用了换向器，它的作用是( )
A．当线圈刚越过平衡位置时，改变线圈外的电流方向
B．当线圈刚越过平衡位置时，改变线圈的转动方向
C．当线圈刚越过平衡位置时，改变线圈中的电流方向
D．当线圈刚越过平衡位置时，改变磁感线的方向
4.如图所示的通电线圈置于磁场中，在某时刻线圈平面刚好与磁感线的方向相平行，则下列说法正确的是( )
A．ab边与cd边所受的磁场力大小相等，方向相反，线圈处于平衡状态
B．ab边与cd边所受的磁场力大小不相等，但方向相反，故线圈处于不平衡状态
C．ab边与cd边所受的磁场力大小不相等，方向也不相反，故线圈处于不平衡状态
D．ab边与cd边所受的磁场力大小相等，方向相反，但不在同一条直线上，故线圈处于不平衡状态
5.如图为直流电动机的工作原理图，下列分析正确的是( )
A．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
B．电动机通电后不转，一定是电路断路
C．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
D．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
6．电动自行车、电动摩托车、电动汽车、电动公交车等已广泛应用于现代生活中，它们都是利用电动机工作的，电动机工作过程中能量转化情况主要是( )
A．电能转化为热能
B．电能转化为机械能
C．机械能转化为电能
D．太阳能转化为机械能
能力达标
7．电磁轨道炮是一种新概念武器，利用电磁轨道进行发射。电磁轨道炮发射时，通过磁场与电流相互作用，将弹丸以极高的初速度发射出去。下列选项中与电磁轨道炮的发射原理相同的是( )
8.如图所示的是将绝缘导线缠绕在指南针上而制成的简易电流计。现将导线的两端接到电源两极，磁针发生了偏转，下列关于该装置的说法错误的是( )
A．该简易电流计是利用电流的磁效应制成的
B．若将电源的两极对调，则磁针偏转方向不改变
C．若断开电路，则磁针回到原来的位置
D．若断开电路，则磁针静止时，其S极将指向地理南极附近
9.将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：
①a接正极，b接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流
②b接正极，a接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流
③a接正极，b接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流
④b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
素养提升
10．图甲为一台简易电动机，由一节旧电池、一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________(选填“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________(选填“向外”或“向里”)。线框在转动过程中将________能转化为________能。
11．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)于是，他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，相距较近地平行固定在接线板上，实验电路如图甲所示，通过实验观察到的现象如图乙所示。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导体中________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发生改变。
(3)如果开始实验时，小刚和小强没有找到柔软的导线，而是用较硬的普通电线进行实验，你认为会出现怎样的情况？从中你能得到怎样的启示？
