资源简介

(共36张PPT)
第十七章 电动机与发电机
第十七章 温故
知识清单
磁场
电流
通电导体
换向器
电
机械
切割磁感线
磁场
导体运动
电磁感应现象
机械
电
重难点解读
重难点1 四个电磁实验的辨析与应用
实验 装置图 实验结论 能量转化 应用示例
奥斯特实 验 ________________________________ 通电导体周围存在 磁场，磁场的方向 与电流的方向有关 — 通电螺线
管
实验 装置图 实验结论 能量转化 应用示例
探究通电 螺线管外 部磁场的 方向 _____________________________________ 通电螺线管外部的 磁场与条形磁铁周 围的磁场很相似， 其磁场的极性与螺 线管中电流的方向 有关 — 由右手螺
旋定则判
断通电螺
线管的磁
极
续表
实验 装置图 实验结论 能量转化 应用示例
探究磁场 中通电导 体受到的 作用力 _________________________________________ 通电导体在磁场中 受到磁场对它的作 用力，力的方向跟 电流方向、磁场方 向都有关系 电动机、
动圈式扬
声器
续表
实验 装置图 实验结论 能量转化 应用示例
探究导体 在磁场中 产生感应 电流的条 件 _________________________________________ 闭合电路的一部分 导体在磁场里做切 割磁感线的运动， 就会产生电流，感 应电流的方向与导 体的运动方向和磁 场方向有关 发电机、
动圈式话
筒
续表
例1 （多选）探究电和磁现象的四个实验装置如图17-1所示，下列说法
正确的是( )。
图17-1
A.图甲实验中，直导线通电后小磁针会偏转，
说明通电导体周围存在磁场
B.图乙实验中，通电导体在磁场中受到力
的作用，可利用这一原理制成发电机
C.图丙实验中，探究的是电磁感应现象，该
实验过程将机械能转化为电能
D.图丁实验中，通过铁屑的分布情况可判
定通电螺线管外部磁场的方向
图17-1
【解析】题图甲实验说明通电导体周
围存在磁场，故A正确。题图乙实验装
置中有电源，开关闭合后通电导体会
在磁场中运动，说明通电导体在磁场
中受到力的作用，电动机就是根据这
个原理制成的，故B错误。题图丙实验
装置中无电源，闭合电路的一部分导
体在磁场中做切割磁感线运动时，灵敏电流计的指针发生偏转，说明导
体中有感应电流产生，该实验过程将机械能转化为电能，故C正确。题
图17-1
图丁实验中用铁屑进行实验，可观察到通
电螺线管外部磁场的磁感线分布情况，但
铁屑没有磁极指向，不能确定磁场的方向。
【答案】AC
小锦囊 “探究产生感应电流的条件”和“探究磁场对通电导体的作用”的
实验装置均有磁体和导体棒（或线圈），辨别它们的关键是电路中有
无电源，电路中无电源且导体棒（或线圈）与灵敏电流计连接的为“探
究产生感应电流的条件”的实验。
图17-1
针对训练
1.我国自主研制的航母“福建舰”因配备电磁弹射系统而受到军迷们的关
注。电磁弹射系统的弹射车与舰载机前轮连接，并处于强磁场中，当弹
射车的导体有强电流通过时，就会受到磁场强大的作用力，以推动弹射
车和舰载机向前运动。在图17-2所示的四个实验中，与电磁弹射系统工
作原理一致的是( )。
A. B.
C. D.
【答案】D
2.（多选）在某电视节目中，一名嘉宾用一把如图17-3所示的“铜丝琴”
演奏音乐，他将一根张紧的铜丝两端与扬声器接通，铜丝旁边放置一块
磁铁，用手指拨动铜丝，就能使扬声器发声。关于这一过程，下列说法
正确的是( )。
图17-3
A.这个声音是通电铜丝在磁场中受力振动而发出的
B.振动的铜丝切割磁感线产生感应电流使扬声器发声
C.该“铜丝琴”的工作原理与电动机相同
D.扬声器工作时，电能转化为机械能
图17-3
【解析】由题意可知，我们听到的声音是由扬声器发
出的，不是由振动的铜丝直接发出的。铜丝与扬声器
接通，构成了一个闭合电路，在铜丝旁边放置一块磁
铁，当用手指拨动铜丝时，铜丝在磁场中做切割磁感
线运动，铜丝中就会产生感应电流，感应电流通过扬
【答案】BD
声器而发声，故A错误，B正确。“铜丝琴”的工作原理是电磁感应现象，
扬声器的工作原理是磁场对通电导体的作用，将电能转化为机械能，故
C错误，D正确。
的工作过程与该原理相同。为使观察到的现象更明显，导体 应选择
__________（选填“空心铜管”或“实心铜棒”）。
图17-4
3.利用图17-4所示的装置进行电与磁
的相关实验。
（1）利用该装置探究磁场对电流的
作用时，则应将开关的接线柱1与
___（选填“2”或“3”）接通，______
___（选填“扬声器”或“动圈式话筒”）
图17-4
【解析】利用该装置探究磁场对电
流的作用，电路中必须有电源，故
应将开关的接线柱1与3接通。在电
流大小、磁场强弱不变的情况下，
导体的质量越小，受到的摩擦阻力
越小，越容易改变运动状态，实验
现象越明显。
图17-4
3.利用图17-4所示的装置进行电与磁
的相关实验。
（1）利用该装置探究磁场对电流的
作用时，则应将开关的接线柱1与
___（选填“2”或“3”）接通，______
___（选填“扬声器”或“动圈式话筒”）
3
扬声器
空心铜管
的工作过程与该原理相同。为使观察到的现象更明显，导体 应选择
__________（选填“空心铜管”或“实心铜棒”）。
（2）将开关反方向闭合，利用该装置探究产生感应电流的条件。
图17-4
①让悬挂的导体 在图示的位置沿竖直方向上下运动，则灵敏电流计的
指针______（选填“会”或“不会”）发生偏转。
不会
图17-4
②保持磁体不动，若导体 水平向右
运动，则灵敏电流计的指针向左偏转；
若要使灵敏电流计的指针向右偏转，
则可以___ （填字母代号）。
B
A.将磁体的磁极对调，且让导体
向左运动
B.保持磁体不动，让导体 向左运
动
重难点2 电动机与发电机
直流电动机 交流发电机
构造的区别 外电路上有电源，与电刷接触 的是换向器（两个金属半圆 环） 外电路上无电源，与电
刷连接的是两个半环
模型示意图 ______________________________________ ____________________________________________
直流电动机 交流发电机
工作原理 通电导体在磁场中受到力的作 用 电磁感应现象
能量转化
续表
图17-5
例2 电动汽车是用电动机驱动车轮行驶的车
辆，为了增加续航里程，有的电动汽车还安
装有发电机，当汽车靠惯性滑行或刹车时，
电动机自动停止工作，车轮带动发电机发电
并给蓄电池充电。图17-5是某电动汽车的内
部电路示意图，、 为车载电脑控制的电
路开关。下列说法正确的是( )。
图17-5
A.当汽车启动时，闭合， 断开，此时电动
机将机械能转化为电能
B.当汽车滑行时，发电机工作，其原理是通电
导体在磁场中受到力的作用
C.当闭合、 断开时，电动机相当于用电器
D.当闭合、 断开时，发电机相当于用电器
图17-5
【解析】当汽车启动时，电动机工作，发电机不
工作，则需闭合、 断开，使电动机与蓄电池
串联，此时电动机将电能转化为机械能，故A错
误。发电机是利用 电磁感应现象的原理制成的，
故B错误。由上述分析可知，当开关闭合、
【答案】C
断开时，蓄电池对电动机供电，电动机相当于用电器，故C正确。当开
关闭合、 断开时，发电机与蓄电池串联，发电机发电并给蓄电池充
电，发电机相当于电源，故D错误。
针对训练
4.小强将一个小电风扇与小灯泡按如图17-6所示的电路连接并进行实验，
用手快速拨动电风扇叶片，发现小灯泡发光，电风扇居然变成了“发电
机”。关于该实验，下列说法正确的是( )。
B
图17-6
A.这一过程中的能量转化情况是电能 机械能
B.电风扇发电是因为扇叶转动时带动线圈切割磁感线产
生感应电流
C.电风扇发电的原理是通电导体在磁场中受到力的作用
D.此实验说明发电机和电动机的工作原理相同
5.图17-7为电动机和发电机模型，其中图____（选填“甲”或“乙”）为电
动机模型，其工作原理是__________________________。电动机工作时，
线圈能连续不断地转动下去是靠________（填部件名称）实现的。
甲
通电线圈在磁场中受力转动
换向器
图17-7
实验 探究产生感应电流的条件
实验 方法 （1）转换法：通过灵敏电流计指 针的偏转方向来判断电路中产生电 流的方向 （2）控制变量法：保持磁体的磁 场方向不变，改变导体运动的方 向；保持导体运动的方向不变，改 变磁体的磁场方向 实验电路
______________________________________________________________
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
注意 事项 （1）电路必须是闭合的，导体是闭合电路的一部分
（2）要选用磁性较强的磁铁进行实验
实验 结论 闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中
就会产生感应电流，感应电流的方向与磁场的方向和导体运动
的方向有关
评估 交流 使实验现象更明显的方法：①换用磁性较强的磁铁；②加快导
体的运动速度；③换用精确度较高的灵敏电流计
深入 拓展 实际应用：发电机
能的转化：机械能转化为电能
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
例 图17-8是小明做“探究产生感应电流的条件”的实验装置。
图17-8
（1）实验时，小明通过观察____________________________来判断电
路中是否产生感应电流。
灵敏电流计指针是否发生偏转
（2）小明进行了如图17-9所示的五次操作，其中能产生感应电流的是
________（选填所有符合要求的序号）。
图17-9
①③④
（3）完成实验后，小明认为实验现象不太明显，请你提出一条改进措
施：________________________________________________。
换用磁性更强的磁铁（或加快导体棒的移动速度等）
图17-8
小梅在物理课上曾经使用过的一个实验装置如图17-10甲所示，它由铁
架台、蹄形磁体、灵敏电流计、开关、导体棒和几根导线等器材组成。
图17-10
（1）这一实验装置是用来研究__________现象的。
电磁感应
（2）小梅至今对这个实验的下列过程记忆犹新：
①为使灵敏电流计的指针发生偏转，她首先闭合开关，然后要使导体棒
______（选填“上下”或“左右”）运动。
②保持导体棒的运动方向不变，将蹄形磁体、 极的位置对调，灵敏电
流计指针的偏转方向也会改变。这说明感应电流的方向与______的方向
有关。
左右
磁场
（3）通过图17-10甲所示的实验，小梅断定：利用图17-10乙所示的实验
装置，闭合开关后，拿一根条形磁铁向右插入线圈中时，也会观察到灵
敏电流计指针的偏转。请你简要说明小梅这样断定的理由：__________
______________________________________________________________
___________。
条形磁铁
与线圈发生相对运动时，线圈也会切割条形磁铁周围的磁感线，从而产
生感应电流
图17-10(共37张PPT)
第十七章 电动机与发电机
17.3 发电机发电的原理
17.3 发电机发电的原理
新知预习 导学
知识梳理
1.实验：探究导体在磁场中产生感应电流的条件
（1）实验器材：蹄形磁铁、灵敏电流计、导体棒（或线圈）。
（2）探究影响感应电流方向的因素
①转换法：通过灵敏电流计指针的__________来判断电路中产生电流的
方向。
②控制变量法：保持磁场的方向不变，改变导体____________；保持导
体运动的方向不变，改变____________。
偏转方向
运动的方向
磁场的方向
2.电磁感应及其应用
（1）电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场里做____________
的运动时，导体中就会产生电流，电流的方向与______方向和导体
_______方向有关。
（2）动圈式话筒：声波振动膜片带动线圈在磁场中切割磁感线 产
生随声音变化的电流。
切割磁感线
磁场
运动
3.交流发电机
（1）构造：线圈、磁极、铜制滑环和电刷。
（2）工作原理：外部施力使线圈切割磁感线，从而产生感应电流，即
__________现象。
（3）工作特点：线圈每转动一周，电流的方向和大小就发生一个周期
性变化，这种电流叫做______电。
（4）说明：实际大型发电机中，转子是产生磁场的________，定子是线圈。
电磁感应
交流
电磁铁
问题导思
1.只要导体在磁场中运动，就一定能产生电流吗？
答：不一定，需同时满足“闭合电路”和“一部分导体做切割磁感线运动”
的条件。
2.发电机为什么不能直接提供直流电？
答：感应电流的方向与导体做切割磁感线运动的方向有关。实际上，导
体不可能一直沿同一方向运动下去，磁场也不可能无限长。比较合理的
发电方法是使导体在同一磁场中不停旋转，在此过程中，导体切割磁感
线的方向一直在改变，电流方向也一直在改变，最终形成交流电。
17.3 发电机发电的原理
重点直击 导析
典例精析
知识点1 探究导体在磁场中产生感应电流的条件
图17-3-1
例1 小明用如图17-3-1所示的装置探究电
磁感应现象，悬挂的导线 静止在条形
磁铁的两极正对区域中。
图17-3-1
（1）实验中，可以通过灵敏电流计的指
针是否偏转来判断电路中是否有电流产生，
还可以通过指针偏转的方向来判断电流
______。
方向
【解析】当电路中没有电流时，灵敏电流
计的指针指在表盘中央；当电路中有电流
时，灵敏电流计的指针偏转方向与电流方
向有关。
（2）闭合开关，保持磁铁两极的位置不变进行实验探究，实验记录如
下表所示。
实验序号 磁场方向 灵敏电流计的指针偏转情况
1 竖直向下 竖直向上 不偏转
2 水平向左、斜向左 向右偏转
3 水平向右、斜向右 向左偏转
图17-3-1
①比较序号为1、2（或1、3）实验的现象
可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做
____________运动时，导体中就会产生电
流。
切割磁感线
【解析】比较序号为1、2（或1、3）实验
的现象可知，只有在导体 的运动方向
与磁感线不平行（即做切割磁感线运动）
时才会产生感应电流。
②比较序号为2、3实验的现象还发现，产
生的电流方向跟导体的_______________
有关。
运动方向
【解析】比较序号为2、3实验的现象可知，
磁场方向相同，导体运动的方向不同，灵
敏电流计指针的偏转方向不同，说明产生
电流的方向不同，即产生的电流方向跟导
体运动方向有关。
图17-3-1
图17-3-1
（3）保持导线 的运动方向不变，仅将磁
铁的、 极对调，重复上述实验，是为了
探究产生的电流方向与__________的关系。
磁场方向
【解析】保持导体的运动方向不变，仅将磁体的、 极对调，则只
有磁场的方向发生了改变，可探究感应电流的方向与磁场方向的关系。
小锦囊
产生感应电流的条件：
①“闭合电路”，即电路必须是通路；
②“一部分导体做切割磁感线运动”，即不能是全部的导体
（如整个闭合线圈）参与运动，且导体的运动方向与磁感线不平行。
针对训练
1.小明用如图17-3-2甲所示的装置探究电磁感应现象，在磁场中悬挂一
根导线 ，把它的两端跟灵敏电流计连成闭合回路。
（1）在实验中，用蹄形磁铁提供磁场，在图17-3-2乙中标出经过 点的
磁感线的方向。
图17-3-2
【答案】如答图17-1所示
答图17-1
图17-3-2
（2）灵敏电流计的作用是检测电路
中有无____________________产生。
电流（或感应电流）
（3）下列操作能使灵敏电流计的指
针发生偏转的是______（填符合要
求的序号）。
②③
①蹄形磁铁和导线都静止
②蹄形磁铁静止，导线左右运动
③导线静止，蹄形磁铁左右运动
知识点2 交流发电机
图17-3-3
例2 图17-3-3为发电机的工作原理示意图，线圈
在磁场中转动，则下列说法正确的是( )。
A.两磁极间的磁场方向向左
B.线圈总是在磁场中切割磁感线
C.通过灯泡的电流方向不变
D.线圈不一定受磁场力作用
图17-3-3
【解析】磁感线的方向由极指向 极，故两磁极
间的磁场方向向右，故A错误。线圈处于竖直平
面时，其中两条边的运动方向与磁感线方向平行，
此时线圈在磁场中没有切割磁感线，感应电流为
零，故B错误。交流发电机工作时，感应电流的
大小和方向随时间做周期性变化，故C错误。线
【答案】D
圈中有感应电流时，线圈受磁场力作用；线圈中无感应电流时，线圈不
受磁场力作用，故D正确。
小锦囊 交流发电机中，与电刷接触的是两个铜圆环，工作时线圈中的
两条边的运动方向在周期性变化，切割磁感线产生电流的大小和方向
也在周期性变化。
针对训练
图17-3-4
2.如图17-3-4所示，放在磁场中的矩形线圈
自图示位置（即线圈平面垂直于磁感线
的位置）开始绕轴沿逆时针匀速转动。线圈在
磁场内转动的过程中( )。
A.每一条边都不停地切割磁感线
B.每时每刻都有感应电流产生
C.线圈中的电流方向在周期性变化
D.将电能转化为机械能
图17-3-4
【解析】边和 边没有切割磁感线，故A
错误。当线圈处在题图位置时，边和 边
的运动方向与磁场方向平行，没有切割磁感线，
此时没有感应电流产生，故B错误。
【答案】C
17.3 发电机发电的原理
素养达标 导练
基础巩固
1.下列设备利用电磁感应原理工作的是( )。
B
A.电磁铁 B.发电机 C.电磁继电器 D.电动机
2.产生感应电流的条件是 ( )。
D
A.一段导体在磁场内沿着磁感线运动
B.一段导体在磁场内做切割磁感线运动
C.闭合电路的一部分导体在磁场内沿着磁感线运动
D.闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动
3.商场销售的服装贴有磁性标签，未消磁的标签通过安检门时，安检门
上的线圈会产生电流，触发报警器。则安检门的工作原理是( )。
D
A.磁极间的相互作用 B.电流的磁效应
C.通电导体在磁场中受力运动 D.电磁感应现象
图17-3-5
4.用如图17-3-5所示的装置探究感应电流产生的条件
时，应在图中、 之间接入( )。
B
A.电阻 B.灵敏电流计
C.电源 D.滑动变阻器
5.图17-3-6是一种常用的动圈式话筒（麦克风）的原理图。当你对着话
筒说话时，声带______发出声音，声波使与金属膜片相连的线圈振动，
线圈在磁场中做_________磁感线运动，从而产生随声音变化而变化的
_______，这是__________现象。
振动
切割
电流
电磁感应
图17-3-6
能力提升
6.发电机的线圈在磁场中转动一圈的过程中，经过的四个位置如图17-3-7
所示，电路中有感应电流的是( )。
D
图17-3-7
A.甲和乙 B.丙和 C.甲和丙 D.乙和丁
7.在科学活动中，小明展示了一个“隔板推物”的节目，其原理如图17-3-
8所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过
导线连接构成一个闭合电路，用手推动甲线圈使其摆动时，乙线圈也会
随之摆动。下列说法正确的是( )
图17-3-8
A.推动甲线圈摆动的过程与电动机原理相同
B.乙线圈摆动的方向与甲线圈摆动的方向无关
C.甲线圈不动，水平推动左侧磁铁，乙线圈也
可能摆动
D.乙线圈随之摆动的原理和发电机原理相同
【解析】甲线圈摆动时切割磁感线，闭合回路中产生感应电流，此时乙
线圈在磁场中受到力的作用，其运动方向与电流方向及磁场方向有关，
若改变甲线圈摆动的方向，则感应电流的方向发生变化，乙线圈受力的
方向也会改变。
图17-3-8
【答案】C
8.小夕用如图17-3-9甲所示的装置探究电磁感应现象。
图17-3-9
（1）他上下移动单根导线时，观察到灵敏电流计的指针________；左
右移动该导线时，观察到灵敏电流计的指针______。
不偏转
偏转
（2）他通过这个实验现象得出初步结论：闭合电路的一部分导体在磁
场内做______磁感线的运动时，导体中就会产生电流。
切割
图17-3-9
图17-3-9
（3）为了进一步验证这个结论，他
又用如图17-3-9乙所示的装置进行实
验，发现将条形磁铁向下插入线圈
时，灵敏电流计的指针______；保
持条形磁铁在线圈中不动，向上提
偏转
偏转
【解析】当线圈不动，而条形磁铁向下运动（或条形磁铁不动，线圈向
上运动）时，线圈也会切割条形磁铁周围的磁感线，产生感应电流。
起线圈时，灵敏电流计的指针______，结果符合上述实验结论。
综合拓展
9.小明在探究“怎样产生感应电流”的实验中，用导线将金属棒、开关、
灵敏电流计连接成图17-3-10甲所示的电路。
（1）悬挂的金属棒静置于蹄形磁铁的磁场中，
此时两极正对区域的磁感线方向是竖直向____
（选填“上”或“下”）。
下
图17-3-10
（2）若闭合开关后并未发现灵敏电流计的指针偏转，经检查器材均完
好，各器材间连接无误，那么接下来你认为最应该关注的器材是______
___。
金属棒
图17-3-10
图17-3-10
（3）小明认为是原来磁铁的磁性
太弱所致，他提出更换磁性更强的
磁铁，就在他移动原磁铁时，发现
灵敏电流计的指针出现了晃动。为
了找到让电流计指针偏转的原因，
接下来最应该__________________
_________（仅写出最应该进行的
一步操作）。
图17-3-10
【解析】移动原磁铁时，发现灵敏
电流计的指针出现了晃动，即产生
了感应电流。产生感应电流的条件
之一是导体在磁场中做切割磁感线
运动，下一步应让金属棒向不同的
方向运动，观察电流计指针的偏转
情况。
图17-3-10
（3）小明认为是原来磁铁的磁性
太弱所致，他提出更换磁性更强的
磁铁，就在他移动原磁铁时，发现
灵敏电流计的指针出现了晃动。为
了找到让电流计指针偏转的原因，
接下来最应该__________________
_________（仅写出最应该进行的
一步操作）。
让金属棒向不同的
方向运动
图17-3-10
（4）如图17-3-10乙所示，小明用
漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端
的漆皮全部刮去，然后放入磁场，
用纸做一个小风车固定在转动轴上，
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
交流
转动时产生了______（选填“直流”
或“交流”）电。(共35张PPT)
第十七章 电动机与发电机
目标素养 导航
课标 要求 1.通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，知道
力的方向与哪些因素有关
2.通过实验，探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流
的条件。了解电磁感应在生产、生活中的应用
3.了解电动机与发电机的工作原理 沿科技成果，强化探索
与发现的责任感和使命感
核心 素养 1.物理观念：通过实验探究，了解通电导线在磁场中受到力
的作用，并知道影响力的方向的因素，了解电磁感应现象产生
的条件和在生产生活中的应用
核心 素养 2.科学思维：了解电和磁的联系，能够找出各种电磁现象在
生产生活中的实际应用，分析和解决生活中遇到的磁场和电的
相关问题
3.科学探究：能运用控制变量法设计实验，探究各种因素对
电磁现象的影响；能分析实验中出现的问题
4.科学态度与责任：了解科学家对电磁现象的探索历程，了
解电磁相关知识与社会生活和科技发展的联系，结合我国特高
压输电等前
续表
第十七章 电动机与发电机
17.1 关于电动机转动的猜想
17.2 电动机转动的原理
17.1 关于电动机转动的猜想
17.2 电动机转动的原理
新知预习 导学
知识梳理
1.电动机的结构
（1）主要部件：______组成的定子和______组成的转子。
（2）部件简化：转子上的线圈组可简化为一个线圈中的一段________；
定子槽内的通电线圈（电磁铁）可简化为__________。
磁体
线圈
直导线
蹄形磁铁
2.磁场对通电导体的作用
（1）通电导体在磁场中会受到磁场对它的作用力，力的方向跟______
的方向和导体中______的方向都有关系。
（2）动圈式扬声器：随声音______的电流通过扬声器的线圈时，在磁
场力的作用下，线圈和与它相连的振膜也随之______，从而发出声音。
磁场
电流
变化
振动
3.直流电动机
（1）组成：线圈、磁体、换向器、直流电源、电刷等。
（2）工作特点：当线圈转至______位置时（线圈平面与磁感线垂直），
两对边受到的磁场力恰好在同一直线上，且大小相等、方向相反，彼此
平衡。
平衡
（3）换向器：由两个彼此______的金属半圆环组成，两个半圆环分别
与线圈的两端相连接，并通过电刷连接到电源的两极。
（4）工作原理：通电导体在磁场中受到____的作用使线圈转动，同时
通过换向器及时改变线圈中的__________，以保持线圈的持续转动。
绝缘
力
电流方向
问题导思
1.通电导体在磁场中一定会受到磁场力的作用吗？
答：不一定，当通电导体中电流的方向与磁感线平行时，所受的磁场力
为零。
图17-1-1
2.图17-1-1为实验室用电流表的内部结构示意图。当接
线柱正确接入电路，有电流通过线圈时，线圈会带动
指针顺时针偏转；当正、负接线柱接反，电流通过线
圈时，指针会反向偏转。这是为什么？
答：因为通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关，在
磁场方向不变的情况下，改变电流方向会改变通电线圈的受力方向。
17.1 关于电动机转动的猜想
17.2 电动机转动的原理
重点直击 导析
典例精析
知识点1 探究磁场中通电导体受到的作用力
图17-1-2
例1 在“探究磁场对电流的作用”的实验中，
小明设计了如图17-1-2所示的电路，金属
棒 用导线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。
（1）为了使实验顺利进行，金属棒 应
选用轻质的______（选填“铁棒”或“铝棒”）。
铝棒
【解析】因为蹄形磁铁能吸引铁、镍等磁性
物质，故用铁棒进行实验会受到影响。
图17-1-2
（2）闭合开关前，金属棒 静止，
闭合开关后，金属棒 向右摆动，说
明______导体在磁场中会受到____的
作用。
通电
力
【解析】闭合开关前后，电路中的电
流从无到有，导体由静止变为运动，
由“力是改变物体运动状态的原因”可
知，通电导体在磁场中受到力的作用。
图17-1-2
（3）断开开关，仅将电源的正、负
极对调，再闭合开关，会发现金属棒
的摆动方向与对调前的相反，这说
明通电导体在磁场中的受力方向与
______方向有关。
电流
【解析】只将电源的正、负极对调，
则导体中电流的方向改变，而磁场方
向不变，闭合开关后金属棒 的摆动方向与对调前的相反，这说明通电
导体在磁场中的受力方向与电流的方向有关。
图17-1-2
（4）断开开关，只将磁铁的、 极
对调，再闭合开关，会发现金属棒
的摆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
______方向有关。
磁场
【解析】仅将磁体的、 极调换，则
磁场的方向改变，而导体中电流的方
向不变，闭合开关后，金属棒 的摆动方向与对调前的相反，说明通电
导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。
小锦囊 通电导体在磁场中会受到力的作用，但不一定会运动（如导体所受阻力较大时），且力的方向与电流方向和磁场方向都有关。若电流方向或磁场方向两者有一个改变，则通电导体的受力方向也随之改变；若两者同时改变，则通电导体的受力方向不变。
针对训练
1.“探究磁场对电流的作用”的实验装置如图17-1-3所示，将一根金属棒
置于蹄形磁铁的磁场中，并垂直于两根平行的金属导轨。
图17-1-3
（1）小明在电路中连接了一个滑动变阻器，它
的作用是__________。
保护电路
（2）小明通过观察金属棒 的__________来
判断导体在磁场中的受力方向。
运动方向
图17-1-3
（3）小明左右移动滑动变阻器的滑片，发现导
轨上的金属棒 始终处于静止状态。经检查，
全部实验器材均无故障且连接无误，金属棒
在磁场中处于静止的原因可能是_____________
_________________________________________
_________________________________________
_____________________（填写一种即可）。
蹄形磁铁的磁
性太弱（或电源电压较低、电流太小；或金属
棒的质量太大，导致对轨道的压力太大，金属
棒所受的摩擦力过大）
知识点2 直流电动机
图17-1-4
例2 图17-1-4为直流电动机的示意图，线圈 处
于向右的磁场中，两个彼此绝缘的铜半圆环和
跟线圈两端相连，可随线圈一起转动；和 是电
刷，它们分别跟两个半圆环接触，使电源和线圈组
成闭合电路。在图示位置，电流沿 流过线圈，
边受到磁场的作用力向下，则( )。
A.线圈在图示位置时， 边受到磁场的作用力向下
B.线圈由图示位置转过 时，电流沿 流过
线圈
C.线圈由图示位置转过 时， 边受到磁场的
作用力向下
D.线圈由图示位置转过 时， 边受到磁场的
作用力向下
图17-1-4
【解析】在图示位置时，电流沿流过线圈，则边与 边的电流方
向相反，而磁场方向不变，则边受到磁场的作用力方向与 边的相反，
即向上，故A错误。线圈由图示位置转过 时，
边转到右侧，边转到左侧，电流沿 流过
线圈，边和 边此时的电流方向与它们在图示
位置时的电流方向相反，而磁场方向不变，则 边
受到磁场的作用力向上， 边受到磁场的作用力向
下，故B、C错误，D正确。
【答案】D
图17-1-4
小锦囊 直流电动机工作时，依靠换向器（两个铜半圆环）与电刷的配
合，线圈每转过一周，线圈中的电流方向就改变两次，但外部电路的
电流方向始终不变（由直流电源的正负极位置决定）。
针对训练
图17-1-5
2.图17-1-5是直流电动机的工作原理图。线圈所在的
位置____（选填“是”或“不是”）平衡位置，由图中
、 组成的装置叫做________，它的作用是在线圈
________（选填“即将转到”或“刚转过”）平衡位置
时，及时改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续
转动。
是
换向器
刚转过
【解析】当线圈刚转过平衡位置时，如果没有换向器改变线圈中的电流
方向，则线圈的受力方向与转动方向相反，导致线圈不能持续转动。
17.1 关于电动机转动的猜想
17.2 电动机转动的原理
素养达标 导练
基础巩固
1.某地马拉松比赛使用“机器兔”（图17-1-6）担任配速员，“机器兔”内部
电动机的工作原理是( )。
D
图17-1-6
A.电流的热效应
B.电流的磁效应
C.磁极的相互作用
D.通电导体在磁场中受到力的作用
2.下列家用电器与电动机工作原理相同的是( )。
B
A.电饭锅
B.电风扇
C.手电筒
D.电视机
3.如图17-1-7所示，闭合开关后导体棒 向右运动。下列操作能使导体
棒 向左运动的是( )。
C
图17-1-7
A.将导体棒的、 端对调
B.增加一节干电池
C.将磁体的、 极对调
D.向左移动滑动变阻器的滑片
图17-1-8
4.如图17-1-8所示，将矩形铜线圈 上的、
两点接入电路并放入磁场中，、 、和
段都受到磁场的作用力，则在磁场中受力的方向
相同的是( )。
B
A.段与段 B.段与 段
C.段与段 D.段与 段
【解析】磁场方向一定，若导体中的电流方向相同，则导体所受磁场力
的方向相同。线圈段和段并联在电源上，则 段中的电流
向下、段中的电流向上、段中的电流向上、 段中的电流向下。
5.一台组装齐全的直流电动机模型，接通电源后不能运转，用手拨动转
子后，线圈（转子）就正常转动起来，则该电动机模型开始时不能运转
的原因可能是( )。
D
A.线圈内部开路
B.电刷与换向器接触不良
C.磁铁的磁性不够强，或线圈中的电流不够大
D.线圈正好处于平衡位置
【解析】用手拨动转子后，转子就正常转动起来，说明线圈不存在开路
故障。当线圈处在平衡位置时，线圈两对边中的电流方向相反，受到的
力恰好在同一直线上，且大小相等，方向相反，故线圈不能转动。
6.图17-1-9是直流电动机的示意图。
图17-1-9
（1）填写序号所表示部件的名称：①______，
②______，③________，④______。
线圈
磁体
换向器
电刷
（2）电动机工作时，当线圈转动到______位置的瞬
间，线圈中的电流断开，由于______，线圈还会继
续转动；转过这个位置后，线圈中的电流方向靠
________的作用而发生了改变，以保证线圈持续转
动。
平衡
惯性
换向器
能力提升
图17-1-10
7.图17-1-10是动圈式扬声器的结构
示意图，当线圈中通入的电流方向
如图中箭头所示时，线圈向左运动；
当线圈中通过相反方向的电流时，
线圈将向____运动。线圈中通入随
声音不断变化方向的电流，线圈带
动纸盆来回______而发出声音。工
右
振动
电动机
作原理与扬声器相似的是________（选填“电磁继电器”或“电动机”）。
图17-1-11
8.“探究磁场对电流的作用”的实验装置如图
17-1-11所示，小明在两根水平且平行的光滑
金属轨道上放一根金属棒，并置于蹄形磁铁
的磁场中。
（1）闭合开关，观察到原来静止的金属棒
在轨道上向左运动，说明磁场对通电导体具
有____的作用。
力
（2）小明通过观察金属棒的运动方向来判断它在磁场中的受力方向，
用到的科学方法是________。
转换法
图17-1-11
（3）实验中小明发现金属棒较重，不易动
起来。为使实验效果更理想，他在实验室中
找到了外形相同的其他材料，其中不可采用
的是___（填字母代号）。
A
A.细薄塑料管
B.细薄铜管
C.细薄铝管
【解析】细薄塑料管是绝缘体，绝缘体不会有电流流过，在磁场中不受力。
（4）探究过程中的实验记录如下表所示。比较序号为2和3的实验，说
明通电导体在磁场中的受力方向与__________有关；比较序号为______
的实验，说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。
实验序号 磁场方向
1 向下 无电流 静止不动
2 向下 向左运动
3 向上 向右运动
4 向下 向右运动
磁场方向
2和4
综合拓展
图17-1-12
9.如图17-1-12所示，小华利用一节干电池、铜导线
和磁铁，组装成一个电池转动线圈。他先将强磁铁
放在电池负极上，再将铜丝弯曲成线圈，最后将线
圈上端弯折处尖端放在电池正极上，放手后观察到
线圈以干电池为轴转动起来。请回答下列问题：
（1）举出一例生活中利用铜丝线圈转动原理工作的用电器。
示例：电风扇、洗衣机、电动自行车等。
图17-1-12
（2）小华想改变线圈转动的方向，请你帮他
写出一条可行的操作方法。
答：调换磁铁的上、下两面位置或调换
电池的正、负极。

展开更多......

收起↑