第十七章第三节　科学探究 电动机为什么会转动—2020秋九年级沪科版物理全册导学课件（16张）

第十七章　从指南针到磁浮列车
第三节　科学探究:电动机为什么会转动
【导学园地】
Ⅰ.(1)导体中电流越大,磁场越强,导体受到的力就越大。
(2)通电导线在磁场中的受力方向与导线中的电流方向和磁场方向有关。
Ⅱ.线圈转到平衡位置时,线圈里没有电流通过,那一瞬间线圈是不受力的,靠惯性继续转过平衡位置。
【知识梳理】
一、电动机为什么会转动Ⅰ
1.电动机构造:
(1)转子:　　 　　的部分。(2)定子:　 　　　的部分。?
2.磁场对通电导线的作用:
(1)作用:通电导线在磁场中受到　　 　　。?
(2)方向:力的方向跟　　　　 　、　　 　　　　有关。?
二、电动机及其原理Ⅱ
1.原理:根据　 的原理制成的。?
2.换向器的作用:每当线圈刚转过　 　　　　时,自动改变线圈中的　　 　　方向,使线圈持续转动下去。?
3.能量转化:　　　 　能转化为　　 　　能。?
能够转动
固定不动
力的作用
电流方向
磁感线的方向
通电导体在磁场中受力而运动
平衡位置
电流
电
机械
知识点一:电动机为什么会转动
【典题1】(2020昆明盘龙区二模)如图所示,图甲是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图。小谦同学实际探究时,在电路中连接了一个滑动变阻器,实验记录如表所示。
(1)用笔画线代替导线,在乙图中将变阻器正确连入电路。小谦在电路中接入滑动变阻器的作用是　　　　　　　　　　　　　　。?
防止电源短路(或保护电路)
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}实验
序号
磁场方向
ab中电
流方向
ab运动方向
1
向下
无电流
静止不动
2
向下
由a向b
向左运动
3
向上
由a向b
向右运动
4
向下
由b向a
向右运动
(2)比较实验2和3,说明通电导线在磁场中受力方向与　　　 　有关;比较实验
　　　　,说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。?
(3)小谦通过观察导线运动方向,来判断导线在磁场中受力方向,用到的科学方法是　　　　。?
磁场方向
规律总结
((1)磁场对通电导线产生力的实质:磁体的磁场对电流磁场的作用。
(2)磁体对通电导线力的方向:与电流方向和磁场的方向有关,可用“一变则变,全变不变”的口诀来记忆与分析。
(3)磁体对通电导线力的大小:与电流大小和磁场的强弱有关。电流越大,磁场越强,通电导线受到的力越大。
(4)磁场对通电导线力的作用中的能量转化:把电能转化为机械能。
2和4
转换法
【变式1-1】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,下列说法错误的是(　 )
A.磁感线方向变为和原来相反,导体受力方向和原来相反
B.电流方向变为和原来相反,导体受力方向和原来相反
C.电流方向和磁感线方向同时变为和原来相反,导体受力方向也变为和原来相反
D.电流方向和磁感线方向同时变为和原来相反,导体受力方向和原来相同
【变式1-2】如图,闭合开关,导体ab向左运动,若只改变电流方向,ab向　　　　(选填“左”或“右”)运动,以此为原理可制成　　　　。?
C
右
电动机
知识点二:电动机及其原理
【典题2】(2019曲靖二模)如图为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图,下列分析不正确的是(　　)
A.导线ab中的电流在这两个时刻方向不同,受到的磁场力方向也不同
B.甲、乙两图中的线圈再转动90度角,都能到达平衡位置
C.由上往下看,线圈中电流均为顺时针方向
D.如果电动机持续转动,则电动机内外流的都是方向不变的电流
D
规律总结
(1)电动机转动方向的确定:电动机的转动方向与电流方向和磁场的方向有关。电流方向和磁场方向有一个改变,电动机的转动方向就改变。若二者都变,电动机的转动方向不变。
(2)电动机内部电流方向的变化:线圈每转到平衡位置,线圈中的电流方向就改变一次,所以线圈每转动一周,线圈中的电流方向改变两次。
(3)电动机转速的改变:与电流大小和磁场的强弱有关。电流越大,磁场的磁性越强,电动机的转速就越快。
【变式2-1】电动机的工作原理是( 　)
A.磁场之间的相互作用 　　
B.电流周围存在磁场
C.磁场对通电导线的作用 　　
D.同名磁极互相排斥
【变式2-2】小明同学自己做了一个直流电动机模型,接通电路后,发现电动机不转动。下列原因中不可能的是(　 )
A.电源电压太低
B.电源正、负极接反了
C.开始时,线圈处于平衡位置
D.电刷接触不良
C
B
【基础巩固练】
1.如图所示,将垂直于金属导轨的导体ab置于蹄形磁铁的磁场中,闭合开关后,导体ab沿导轨运动,根据此实验原理可以制成(　 )
A.电热器
B.电动机
C.电磁铁
D.电磁继电器
2.直流电动机工作时,当线圈转到什么位置时,换向器改变线圈中的电流方向( 　)
A.线圈转动到任意位置
B.线圈平面与磁感线垂直
C.线圈平面与磁感线平行
D.线圈平面与磁感线成45°角
B
B
3.如图所示的四种电器中,利用电动机原理工作的是(　 )
4.(2019扬州中考)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
B
A
5.如图甲、乙所示是通电线圈在磁场中的两个位置,关于在这两个位置的说法中正确的是(　 )
A.通电线圈在甲位置时会静止,此时线圈不受磁场对它的作用力
B.通电线圈在乙位置时会静止,此时线圈不受磁场对它的作用力
C.通电线圈在甲位置时会静止,此时线圈仍受磁场对它的作用力
D.通电线圈在乙位置时会静止,此时线圈仍受磁场对它的作用力
D
6.(2020大理祥云县二模)在安装直流电动机模型的实验中,接好电路,合上开关后,
发现电动机不转,若轻推一下线圈,电动机马上就转起来,刚开始时不转的原因可能
是(　　)
A.磁铁的磁性不强 B.通过线圈的电流太小了
C.电动机线圈平面恰好处在平衡位置 D.电刷与换向器之间的摩擦太大了
7.(2020官渡一模)如图所示,a表示垂直于纸面的一根导体,它是闭合电路的一部分,通过电流时在磁场中受到力的作用。????表示导体中电流方向垂直纸面向里,☉表示电流方向垂直纸面向外,参照甲图情况,导体a受到向下作用力的有(　　)
A.乙 B.丙 C.丁 D.乙和丙
C
C
8.一次科学探究活动中,小明把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间,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导线的作用
D
9.如图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　　　　的工作原理相同;由于通过线圈的电流是　　　　电流,线圈就不断地来回振动,带动纸盆也来回振动,于是扬声器就发出了声音。?
10.实验发现,两条平行放置的直导线,当通以相同的电流时相互吸引(如图),这是因为电流能够产生磁场,而磁场对电流又有力的作用。我们可以这样分析它的受力,对a导线:通电导线b产生的磁场对它具有向右的作用力;对b导线:
?　 。
电动机
交变
通电导线a产生的磁场对它具有向左的作用力
11.图中的线圈abcd位于磁场中,(1)通电后,cd段导线的电流方向
　　　　(选填“由c到d”或“由d到c”)。?
(2)cd段导线受磁场力的方向如图所示,在图中画出ab段导线受磁
场力的方向。
12.将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极,将一根硬铜线折成导线框abcd搭在干电池的正极和磁铁上(如图),导线框abcd就会以干电池为轴转动起来。
(1)图中4条弧线为磁感线,请标出它们的方向。
(2)如果将磁铁的N、S极对调,导线框将_________________。
(3)通电时间稍长,干电池会明显发热,原因是?　　　　　　　　　　。?
由c到d
反转
干电池被短路
【核心素养练】
13.如图所示是某互助小组制作的一台简易电动机。用硬金属丝做两个支架,分别与电池的两极相连,用漆包线绕成一个矩形线圈,以线圈引线为轴。用小刀刮去轴的一端全部漆皮,另一端刮去半周漆皮,将线圈放在支架上,磁体放在线圈下。接通电源并用手轻推一下线圈,线圈就会不停地转动起来。请回答下列问题:
(1)电动机的工作原理是　 。?
(2)要使线圈的转动方向发生改变,请提出两个方案:
①　 ;?
②　 。?
(3)开关闭合后,如果电动机不转,原因不可能是　　　　。?
A.磁铁磁性太弱
B.线圈处于平衡位置
C.通过线圈的电流太大
D.电池电压太低
?
?
通电线圈在磁场中受力转动
保持磁场方向不变,改变电流方向
保持电流方向不变,改变磁场方向
C