名师导学——4.4 电动机

4.4 电动机
点击要点
1．通电直导线在磁场中的受力实验。
(1) 通电导体在磁场中受到 的作用。
(2) 通电导体在磁场中的受力方向与 和 有关。
(3) 当只改变电流方向或只改变磁场方向时，通电导体受到磁场的力的方向也发生改变。
(4) 同时改变电流方向和磁场方向时，通电导体受到的磁场的力的方向不变。
(5) 通电导体在磁场中受到力的大小与磁场强弱、电流大小、导体长短有关。
2．通电线圈在磁场中受到力的作用。
(1) 通电线圈在磁场中会受到力的作用而转动，但不能持续。
(2) 通电线圈在磁场中的受力方向与 有关：当通电线圈所在平面与磁感线方向一致是 ；当通电线圈所在平面与磁感线方向垂直是 。（填“转动位置”或“平衡位置”）
(3) 通电导体在磁场中会受到力的作用，是 转化为 的结果。当磁场方向与电流方向一致或反向时，受到的作用力为零。当磁场方向与电流方向垂直作用时，受到的作用力最大。
3．直流电动机。
(1) 直流电动机是把 能转化为 能的装置；它的工作原理是利用了 。
(2) 直流电动机的关键部件之一是换向器，其作用是：当线圈因 转过平衡位置时，改变 ，使线圈按原方向继续转动。
(3) 直流电动机是由磁极、线圈、换向器、电刷（定子、转子）等部件构成的。
课堂讲练
例1 安装正确的直流电动机模型，直接通电源，线圈中有电流时，电动机不转。不可能造成这一现象的原因是( )
A．线圈刚好处在平衡位置 B．转轴受到的摩擦太大
C．电源的正负极接反 D．电源电压太低
巩固训练1 一台组装齐全的直流电动机模型，接通电源后电机不转，用手拨动一下转子后，线圈转子就正常转动起来，则该电动机模型开始时不转的原因可能是( )
A．线圈内部断路
B．电刷与换向器接触不良
C．磁铁的磁性不强，或线圈中电流不够大
D．线圈正好处于平衡位置
例2 在下列各种情况下，导体在磁场中一定受到磁场力的作用的是( )
A．导体与磁场方向平行放置 B．导体与磁场方向垂直放置
C．通电导体与磁场方向垂直放置 D．通电导体与磁场方向平行
巩固训练2 如图所示，在磁场中，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．弹簧的长度增大
B．弹簧的长度减小
C．弹簧的长度不变
D．弹簧受到一个扭力作用而转过一个角度
跟踪演练
一、选择题
1．在下列的家用电器中，应用直流电动机工作的是( )
A．电烫斗 B．电冰箱
C．电吹风 D．电动剃须刀
2．在安装直流电动机模型的实验中，要减小电动机的转速，正确的措施是( )
A．增大电源电压 B．调换磁铁的两极
C．改变线圈中的电流方向 D．减小线圈中的电流大小
3．如右图所示的实验装置，是用来研究( )
A．电流周围是否存在磁场
B．磁化现象
C．电流磁效应
D．通电导体在磁场中是否会受到力的作用
4．下列说法正确的是( )
A．通电导体在磁场中受力运动是机械能转化为电能
B．通电导体在磁场上受力的方向只与磁场方向有关
C．同时改变电流方向和磁感线方向，导体运动方向不变
D．电磁铁就是根据通电导体能在磁场中运动而制成的
5．小明给自己的航模新配了一只小电动机，结果发现电源接通后，电动机不转。他检查了一下导线，没发现问题。请你帮他找出可能的原因( )
A．线圈烧坏了 B．电源正负极不小心接反了
C．线圈平面恰好在平衡位置 D．电池没电了
6．要改变通电导体在磁场中的受力方向，以下方法中可行的是( )
①只改变电流的方向 ②只改变磁场的方向 ③只改变电流的强弱 ④同时改变电流方向和磁场的方向
A．①④ B．①②④ C．①②③ D．①②
7．在安装直流电动机模型的实验中，如果已安装完毕，闭合开关后，线圈顺时针方向转动，那么操作中能使线圈逆时针方向转动的是( )
A．减少一节电池，使通过线圈的电流强度减小
B．把电源两极对调，改变线圈中的电流方向
C．不能把磁铁的两极对调，即不能改变磁感应线的方向
D．同时把电源的两极及磁铁的两极对调
8．电动机组装过程中发现没有装上换向器，则可能出现( )
A．不转动 B．能转动，但不能连续转动
C．一会儿顺转一会儿倒转 D．无关系
9．在装配直流电动机模型时，下列做法错误的是( )
A．交换电源正、负极，可以改变电动机的转动方向
B．改变磁铁的两个磁极的位置，可以改变电动机的转动方向
C．换一个磁性更强的蹄形磁铁，可以加快转子的转速
D．任意增加并联的电池节数，可以加快转子的转速
10．如图所示，是小明同学探究“磁场对通电导体的作用”的实验装置，ab是一根金属棒，通过金属导轨连接到电路中，闭合开关后，金属棒没有运动（仪器、电路都完好），要想使金属棒运动起来，下列措施不可行的是( )
A．将蹄形磁体的N、S极对调
B．换用磁性强一些的蹄形磁体
C．换用能提供较大电流的直流电源
D．使用轻质金属棒，减小金属棒与导轨之间的摩擦力
二、填空题
11．通电导体在磁场里的受力方向与 方向以及 方向有关。电动机是利用 的原理制成的，它是把 能转化为 能的机器。
12．要使直流电动机的线圈持续转动，必须设法使线圈一到 位置，就自动地改变线圈里的 ，能够完成这一任务的装置叫做 。
13．电动车使用的是 电动机。洗衣机使用的是 电动机。
14．如图所示电路中，要增加直流电动机的转速，变阻器的滑片P移动方向应向 移动（填“左”或“右”）。
三、实验、简答题
15．小张在探究“通电导线在磁场中的受力方向与什么有关”时，做了如图(a)(b)(c)的三个实验。图中AB表示闭合电路的一部分导线，导线上的箭头表示电流的方向，F表示导线受力的方向，S、N表示蹄形磁铁的南北极。
(1) 通过实验(a)和(b)说明，通电导线在磁场中的受力方向与 的方向有关。
(2) 通过实验(a)和(c)说明，通电导线在磁场中的受力方向与 的方向有关。
(3) 实验表明，通电导线在磁场中要受到 的作用，力的方向跟 方向、 方向都有关。
提高班习题精选
1．(2011黄冈)家用电器电冰箱、电风扇等，其主要部件都是电动机，那么电动机是根据下列哪种现象制成的( )
A．磁场对电流的作用 B．电能转化成机械能
C．电流的磁效应 D．电流的热效应
2．直流电动机上装换向器的作用是( )
A．改变线圈的转向 B．改变磁场的方向
C．改变外电路的电流方向 D．改变内电路的电流方向
3．直流电动机中的线圈每转动一圈，线圈中的电流方向( )
A．改变一次 B．改变两次
C．改变三次 D．不改变
4．通电直导线在磁场中受到的力的方向( )
A．跟磁感线方向平行，跟电流方向垂直
B．跟磁感线方向垂直，跟电流方向平行
C．跟磁感线方向垂直，跟电流方向垂直
D．跟磁感线方向平行，跟电流方向平行
5．(2010赤峰)如图所示，是小华同学探究“磁场对电流的作用”的实验装置，AB是一根金属棒，通过导线接在电路中，闭合电键后，金属棒没有运动（仪器、电路都完好），要使金属棒运动起来，下列措施可行的是( )
A．将蹄形磁体的N、S极对调
B．换用磁性弱一些的蹄形磁体
C．换用电压大一些的直流电源
D．将滑动变阻器的滑片向右移动
6．如图所示是检验磁场对通电导体作用力的实验装置。当导线ab中有某方向电流通过时，它受到磁场的作用力向上。
(1) 如果仅将两磁极对调位置，导线ab受力方向是 ；
(2) 如果磁极位置不变，仅改变ab中的电流方向，导线ab受力方向是 ；
(3) 如果同时对调磁极位置和改变电流方向，导线ab受力方向是 。
7．（2011沈阳）小明同学设计了一个电动按摩棒，其结构示意图如图所示，ABO可以看做是一个杠杆。O为支点，B处有一个条形磁体，A为按摩槌头。当电磁铁输入方向改变的交流电时，条形磁体会受到引力或斥力，带动按摩槌头A振动。某一时刻，电磁铁与条形磁体间的磁感线如图所示，请画出此时：
(1) 磁感线方向并标出电磁铁上端的磁极。
(2) 螺线管中的电流方向。
(3) 条形磁体所受磁力的示意图。
8．右图为我们实验室所用电流表的内部结构示意图。当接入电路，有电流通过线圈时，线圈带动指针偏转。该电流表的工作原理是____
。
9．（2010潍坊）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，请问：
(1) 推一下线圈的原因是：__ __。
(2) 线圈不停转动的原因是：__ ______。
(3) 要使线圈的转动方向发生改变，请提出两个方案：
① __ __；
② _ ___。
10．(2011赤峰)如图所示，闭合开关后，导线ab会运动，说明磁场会对通电导体产生力的作用。我们知道，力是有大小的，这个作用力的大小与什么因素有关呢？完成下列问题：
(1) 猜想：磁场对通电导体作用力的大小与什么因素有关？（写出一条即可）
(2) 你做出上述猜想的依据是什么？
4.4 电动机
【点击要点】
1．(1) 力（安培力）
(2) 磁场方向 电流方向
2．(2) 电流方向和磁场方向 转动位置 平衡位置
(3) 电能 机械能
3．(1) 电 机械 通电线圈在磁场中受力而转动
(2) 惯性 线圈内电流方向
例l C 巩固训练l D
例2 C 巩固训练2 C
【跟踪演练】
1．D 2．D 3．D 4．C 5．C 6．D 7．B 8．B 9．D 10．A
l1．磁场 电流 通电线圈在磁场中受力转动 电 机械
12．平衡 电流方向 换向器
l3．直流 交流
14．左
15．(1) 电流
(2) 磁场
(3) 磁力 电流 磁场
【提高班习题精选】
1．A 2．D 3．B 4．C 5．C
6．(1) 向下
(2) 向下
(3) 向上
7．如图
8．电动机或通电导线在磁场中受到力的作用 或磁场对电流有力的作用
9．(1) 使线圈越过平衡位置
(2) 通电线圈在磁场中受力的作用
(3) ①只改变磁场方向 ②只改变电流方向
10．(1) 与导体中电流大小有关（或磁体磁性强弱、通电导体长度等有关）
(2) 磁场对通电的导体才有作用力，电流有大小之分，力也有大小之分，所以猜测二者有关。