资源简介

/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
第3节 电动机及其应用（第1课时）教学设计
——磁场对通电导体的作用
【核心概念】物质的运动与相互作用
【内容要求】
1.学习内容：电磁相互作用
2.内容要求：通过实验认识通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向、电流方向有关。
【教学目标】
1.通过实验认识通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向、电流方向有关。
2.认识通电线圈的平衡位置，进一步理解力是改变物体运动状态的原因。
3.建构通电线圈能在磁场中持续转动的模型，培育学生创造性思维能力。
4.培养学生善于在实验中发现科学知识，形成科学规律的能力。
【教学思路】
以“活动或实验演示——观察现象——分析现象——归纳总结规律”为主线，通过实验认识通电直导线在磁场中的受力方向与磁场方向、电流方向有关。在此基础上，认识通电线圈在磁场中受力情况，理解通电线圈的平衡位置，进一步理解力是改变物体运动状态的原因。围绕如何让通电线圈能在磁场中持续转动起来，引导学生构建的通电线圈能在磁场中持续转动模型，培育学生创造性思维能力。逐步培养学生善于在实验中发现科学知识，形成科学规律的能力。
【教学过程】
【引入】在生活中，电风扇、洗衣机在工作时在转动，这是什么原因？
【学习主题】磁场对通电导体的作用
奥斯特实验告诉我们，通电导体对小磁针会产生力的作用。根据力的作用是相互的原理，小磁针也会对通电导体产生力的作用。接着我们用实验来进行探究。
【探索活动1】磁场对通电直导线的作用
1.如图3.3-1所示的装置中，把导体棒AB放在磁场中，当合上开关使导体棒AB通电时，看到什么现象？
【现象】导体棒AB产生运动。
2.改变通过导体棒AB中的电流方向，观察导体棒AB运动的方向。
【现象】导体棒AB的运动方向发生改变。
3.保持导体棒AB中的电流方向不变，改变磁场的方向，观察导体棒AB运动的方向。
【现象】导体棒AB的运动方向发生改变。与第一次运动方向相同。
【结论】通电导体在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流方向及磁场方向有关。当电流方向或磁场方向改变时，导体的受力方向也会改变。
【思考与讨论】如果同时改变电流方向和磁场方向，则通电导线的受力方向是否改变？
导体棒AB的运动方向不发生改变。说明同时改变电流方向和磁场方向，通电导线的受力方向不改变。
【实验提示】
1.导体棒不能用铁棒，应选用不被磁化的材料，如铜、铝等。
2.导体棒与支架之间越光滑越好，减少摩擦，使实验现象更明显。
【问题与思考】如果将导体棒改变形状，变成圆形、矩形等形状，其运动状况将发生怎样的改变？
【探索活动2】磁场对通电线圈的作用
1.如图3.3-2，将矩形线圈放入磁场中图甲所示的位置，给矩形线圈通电，观察矩形线圈能否转动。
现象：当矩形线圈静止在图甲位置时，给线圈通电，线圈不发生转动。
原因：这是由于线圈ab边和cd边受到的力的大小相等、方向相反，即线圈受力平衡。这个位置是线圈的平衡位置。
【拓展】对于优秀学生来说，可引入左手定则，帮助理解。左手定则的内容：伸开左手，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向，大拇指所指方向，就是导体的受力方向。
2.让矩形线圈处于图乙中的位置，给矩形线圈通电，观察矩形线圈的转动情况。
现象：当矩形线圈静止在图乙位置时，给线圈通电，沿顺时针方向转动。但线圈转过平衡位置后，线它不能继续转动下去，而是返回到平衡位置，沿逆时针方向转动。最后停止在平衡位置。
原因：当矩形线圈静止在图乙位置时，给线圈通电，线圈受到不平衡力的作用，沿顺时针方向转动。但线圈转过平衡位置后，线圈受到阻碍它沿顺时针方向（即逆时针方向）转动的力的作用，使它不能继续转动下去，而是返回到平衡位置。由于线圈具有惯性，在平衡位置附近摆动，随着时间的推移，摆动幅度越来越小，最后停止下来。
【思考与讨论】如何让线圈持续转动下去呢？
改变线圈中的电流方向或改变磁场方向。
（设计目的：为建构电动机模型作铺垫。给学生以充分的讨论时间与空间）
【课堂总结】
1.通电直导线在磁场中的受力方向与哪些因素有关？
2.什么是通电线圈的平衡位置？
3.如何让通电线圈在磁场中持续转动？
【随堂例题】
例1．小实对电与磁实验进行整理，归纳出如图实验模型，若要探究“通电导体在磁场中受力转动”现象，则在虚线框中放入的器材是（　　）
A．电源 B．电流表 C．电压表 D．滑动变阻器
【答案】A
【解析】探究“通电导体在磁场中受力转动”，需要有电流通过导体ab，根据形成的电流的条件可知，在虚线框中放入的器材是电源，故A正确、BCD错误。
例2．如图甲、乙所示，在线圈转动过程中，经过图甲位置时，线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力 　 　 ；经过图乙位置的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于　 　不会静止；如图丙所示的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变 　 　 中的电流方向。
【答案】不在同一直线上；惯性；线圈。
【解析】（1）在图甲中，通电线圈左右两边中的电流大小相等、方向相反，所处磁场的方向和强弱相同，所以线圈左右两边所受的两个力大小相等、方向相反，且不在同一直线上，故线圈左右两边所受的两个力不平衡。
（2）在图乙中，当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈上下两边所受的两个力大小相等、方向相反，且在同一直线上，线圈处于平衡状态，但由于线圈具有惯性，线圈会继续转动，不会静止。
（3）图丙所示的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，换向器的作用是当线圈刚刚转过平衡位置时，能够自动改变线圈中的电流方向，从而让线圈能够持续转动。
例3．课堂上，柯老师利用如图装置研究磁场对通电导体的作用。请回答下列问题：
（1）闭合开关，此时导体ab会向　 　 （填“左”/“右”/“上”/“下”）移动；
（2）生活中，　 　 （填“发电机”/“电动机”）就是利用这个现象制作的；
（3）若要研究导体受到力的方向与电流方向的关系，可以怎么操作？
　 　 。
【答案】（1）右；（2）电动机；（3）磁场方向不变，改变电流方向，观察导体运动方向。
【解析】（1）由左手定则可判断导体向右运动。
（2）通电导体在磁场中会受力运动，说明磁场对电流有力的作用，利用这个原理制造出电动机。
（3）由控制变量法可知，研究导体受到力的方向与电流方向的关系，应保持磁场方向不变，改变导体ab中的电流方向，观察其运动方向。
【板书设计】
第3节 电动机及其应用（第1课时）
——磁场对通电导体的作用
【布置作业】
1.完成作业本上相应内容
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共21张PPT)
第3章 电磁及应用
第2节 电动机及其应用（第1课时）
（浙教版）八年级
下
——磁场对通电导体的作用
【引入】
在生活中，电风扇、洗衣机在工作时在转动，这是什么原因？
【学习主题】
磁场对通电导体的作用
奥斯特实验证明通电导体对小磁针会产生力的作用。根据力的作用是相互的原理，小磁针也会对通电导体产生力的作用。
【探索活动1】磁场对通电直导线的作用
【现象】导体棒AB产生运动。
1.如图3.3-1所示的装置中，把导体棒AB放在磁场中，当合上开关使导体棒AB
通电时，看到什么现象？
2.改变通过导体棒AB中的电流方向，观察导体棒AB运动的方向。
导体棒AB的运动方向发生改变。
3.保持导体棒AB中的电流方向不变，改变磁场的方向，观察导体棒AB运动的方向。
导体棒AB的运动方向发生改变。与第一次运动方向相同。
通电导体在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流方向及磁场方向有关。当电流方向或磁场方向改变时，导体的受力方向也会改变。
【思考与讨论】
如果同时改变电流方向和磁场方向，则通电导线的受力方向是否改变？
导体棒AB的运动方向不发生改变。说明同时改变电流方向和磁场方向，通电导线的受力方向不改变。
【实验提示】
1.导体棒不能用铁棒，应选用不被磁化的材料，如铜、铝等。
2.导体棒与支架之间越光滑越好，减少摩擦，使实验现象更明显。
【拓展深化】左手定则
伸开左手，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向，大拇指所指方向，就是导体的受力方向。
【问题与思考】
如果将导体棒改变形状，变成圆形、矩形等形状，其运动状况将发生怎样的改变？
（设计意图：创设矛盾情景，促进认知深化。建议在上课过程中给学生以充分的讨论与思考时间。）
【探索活动2】磁场对通电线圈的作用
当矩形线圈静止在图甲位置时，给线圈通电，线圈不发生转动。
1.如图3.3-2，将矩形线圈放入磁场中如图所示的位置，给矩形线圈通电，观察矩形线圈能否转动。
这是由于线圈ab边和cd边受到的力的大小相等、方向相反，即线圈受力平衡。这个位置是线圈的平衡位置。
2.让矩形线圈处于如图中的位置，给矩形线圈通电，观察矩形线圈的转动情况。
当矩形线圈静止在图乙位置时，给线圈通电，沿顺时针方向转动。但线圈转过平衡位置后，线它不能继续转动下去，而是返回到平衡位置，沿逆时针方向转动。最后停止在平衡位置。
当矩形线圈静止在图乙位置时，给线圈通电，线圈受到不平衡力的作用，沿顺时针方向转动。但线圈转过平衡位置后，线圈受到阻碍它沿顺时针方向（即逆时针方向）转动的力的作用，使它不能继续转动下去，而是返回到平衡位置。由于线圈具有惯性，在平衡位置附近摆动，随着时间的推移，摆动幅度越来越小，最后停止下来。
【思考与讨论】
如何让线圈持续转动下去呢？
改变线圈中的电流方向或改变磁场方向。
（设计目的：为建构电动机模型作铺垫。给学生以充分的讨论时间与空间）
【课堂总结】
1.通电直导线在磁场中的受力方向与哪些因素有关？
2.什么是通电线圈的平衡位置？
3.如何让通电线圈在磁场中持续转动？
【随堂巩固】
【例1】小实对电与磁实验进行整理，归纳出如图实验模型，若要探究“通电导体在磁场中受力转动”现象，则在虚线框中放入的器材是（　　）
A．电源 B．电流表 C．电压表 D．滑动变阻器
【答案】A
【解析】探究“通电导体在磁场中受力转动”，需要有电流通过导体ab，根据形成的电流的条件可知，在虚线框中放入的器材是电源。
【例2】如图甲、乙所示，在线圈转动过程中，经过图甲位置时，线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力 　 　 ；经过图乙位置的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于　 　不会静止；如图丙所示的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变 中的电流方向。
【答案】不在同一直线上；惯性；线圈。
【解析】（1）在图甲中，通电线圈左右两边中的电流大小相等、方向相反，所处磁场的方向和强弱相同，所以线圈左右两边所受的两个力大小相等、方向相反，且不在同一直线上，故线圈左右两边所受的两个力不平衡。
（2）在图乙中，当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈上下两边所受的两个力大小相等、方向相反，且在同一直线上，线圈处于平衡状态，但由于线圈具有惯性，线圈会继续转动，不会静止。
（3）图丙所示的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，换向器的作用是当线圈刚刚转过平衡位置时，能够自动改变线圈中的电流方向，从而让线圈能够持续转动。
例3．课堂上，柯老师利用如图装置研究磁场对通电导体的作用。请回答下列问题：
（1）闭合开关，此时导体ab会向　 （填“左”/“右”/“上”/“下”）移动；
（2）生活中，　 （填“发电机”/“电动机”）就是利用这个现象制作的；
（3）若要研究导体受到力的方向与电流方向的关系，可以怎么操作？
　 。
【答案】（1）右；（2）电动机；（3）磁场方向不变，改变电流方向，观察导体运动方向。
【解析】（1）由左手定则可判断导体向右运动。
（2）通电导体在磁场中会受力运动，说明磁场对电流有力的作用，利用这个原理制造出电动机。
（3）由控制变量法可知，研究导体受到力的方向与电流方向的关系，应保持磁场方向不变，改变导体ab中的电流方向，观察其运动方向。
【板书设计】
第3节 电动机及其应用（第1课时）
——磁场对通电导体的作用
磁场方向
影响通电导体在磁场中受力方向的因素
电流方向
平衡位置
【布置作业】
1.完成作业本上相应内容
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php
让备课更有效
www.21cnjy.com
Thanks!/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
第3节 电动机及其应用（第1课时）同步作业
（教师版）
1．图示为直流电动机的工作原理图，在图示位置，电流沿dcba流过线圈，此时dc边受到磁场的作用力向下，则（　　）
A．线圈在图示位置时，ab边受到磁场的作用力向下
B．线圈由图示位置转过180°时，电流沿adcb流过线圈
C．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下
D．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向上
【答案】D
【解析】A、在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，此时ab边电流方向与dc边相反，磁场方向相同，所以ab边受到磁场的作用力向上，故A错误。
B、线圈由图示位置转过 180° 时，换向器会改变电流方向，电流应沿abcd流过线圈，而不是adcb，故B错误。
C、线圈由图示位置转过 180° 时，电流方向改变，磁场方向不变，原来dc边受到磁场的作用力向下，此时dc边受到磁场的作用力向上，故C错误。
D、线圈由图示位置转过 180° 时，电流方向改变为沿abcd流过线圈，磁场方向不变，ab边此时受到磁场的作用力向下，dc边受到磁场的作用力向上，故D正确。
2．将矩形线圈放入磁场中处于如图所示的位置，给矩形线圈通电，发现矩形线圈会沿顺时针转动，下列说法正确的是（　　）
A．该装置产生的现象在生活中的应用是发电机
B．将N磁体去除，通电后矩形线圈仍沿顺时针转动
C．此时矩形线圈处于平衡位置
D．电流方向和磁场方向同时改变，线圈的受力方向也发生改变
【答案】B
【解析】A．由图可知，此装置研究的是通电导体在磁场中受力的作用，应用是电动机，故A错误；
B．将N磁体去除后，通电线圈所处的磁场方向不变，所以通电后矩形线圈仍沿顺时针转动，故B正确；
C．线圈的平衡位置是指线圈平面与磁场垂直的位置，此时两个边的受力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，线圈受力平衡，不会转动。图中线圈平面与磁场平行，不是平衡位置，故C错误；
D．当电流方向和磁场方向同时改变，线圈的受力方向不改变，因为通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关，故D错误。
3．如图为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　）
A．电动机转动时将机械能转化为电能
B．线圈由图示位置转动180°时，ab边受力方向改变
C．对调磁体的磁极，可以改变线圈转动的速度
D．电动机工作过程中，线圈中电流方向保持不变
【答案】B
【解析】A、直流电动机转动时是将电能转化为机械能，而不是将机械能转化为电能，发电机才是将机械能转化为电能，故A错误。
B、当线圈由图示位置转动 180° 时，ab边所处的磁场方向不变，但电流方向会改变，根据左手定则，受力方向会改变，故B正确。
C、对调磁体的磁极，会改变线圈转动的方向，而不是转动速度。改变线圈转动速度的方法通常是改变电枢电压或改变主磁通等，故C错误。
D、电动机工作过程中，由于电刷和换向器的作用，线圈中电流方向是不断变化的，这样才能保证线圈在磁场中受到的转矩方向始终不变，使电动机能连续地旋转，故D错误。
4．如图甲、乙所示，在线圈转动过程中，经过图甲位置时，线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力 　 　 ；经过图乙位置的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于 　 　 不会静止；如图丙所示的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变 　 　 中的电流方向。
【答案】不在同一直线上；惯性；线圈。
【解析】（1）在图甲中，通电线圈左右两边中的电流大小相等、方向相反，所处磁场的方向和强弱相同，所以线圈左右两边所受的两个力大小相等、方向相反，且不在同一直线上，故线圈左右两边所受的两个力不平衡。
（2）在图乙中，当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈上下两边所受的两个力大小相等、方向相反，且在同一直线上，线圈处于平衡状态，但由于线圈具有惯性，线圈会继续转动，不会静止。
（3）图丙所示的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，换向器的作用是当线圈刚刚转过平衡位置时，能够自动改变线圈中的电流方向，从而让线圈能够持续转动。
5．（1）如图所示实验装置，是用来研究　 　 （选填“电流的磁效应”或“磁场对通电导线的作用”）。把金属棒AB放在磁场里，接通电源，让电流通过AB，发现AB在导轨上向右运动。
（2）①若将电源的正负极对调后接入电路，则金属棒AB向　 　 （选填“左”或“右”）运动。②若保持金属棒AB中的电流方向不变，把U形磁铁上下磁极调换一下，则AB向左运动。这两个实验表明，通电导线在磁场中的受力方向与　 　 有关。
【答案】（1）磁场对通电导线的作用；（2）①左；②电流方向和磁场方向。
【解析】（1）如图所示实验装置，是用来研究磁场对通电导线的作用。
（2）①若将电源的正负极对调后接入电路，则金属棒AB像左运动。
②若保持金属棒AB中的电流方向不变，把U形磁铁上下磁极调换一下，则AB向左运动。这两个实验表明，通电导线在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关。
6．如图所示是灵敏电流计的内部结构示意图，线圈在磁场中，指针与线圈相连。
（1）当线圈中有电流通过时，线圈会转动，这与 　 　 （选填“电动机”或“发电机”）的
原理相同。
（2）若线圈中的电流方向改变，指针的偏转方向将 　 　 （选填“不变”或“改变”）。
【答案】电动机；改变。
【解析】通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，线圈的转动可以带动指针的偏转，线圈中有电流通过时，电能转化为机械能，与电动机原理相同；
通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流的方向有关，若改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向将改变。
7．学习了电磁知识后，小柯了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢？他将两根导线（可伸长）平行放置后固定（如图1甲所示），然后依次通上如图乙、丙、丁所示的电流，通过反复实验证实了他的猜想。请你根据图中的实验现象回答问题。
（1）分析图1 　 　 （选填序号），可知通电导线之间作用力大小与电流大小有关。
（2）得到通电导线之间的相互作用力的方向与电流方向有关的结论，你的依据是 　
　 。
（3）如图2所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将开关S闭合，则该星形回路将 　 　 。
A．不会变形 B．会变形，所围面积减小
C．会变形，所围面积增大 D．会变形，所围总面积不变
（4）两根平行放置的通电导线之间的相互作用力的大小除了与电流大小有关外，还与哪个因素有关？（写出一个因素） 　 　 。
【答案】（1）丙、丁；（2）乙、丙中电流大小相同、方向不同，导线形变程度不同；（3）C；（4）导线间距离（导线的长度）。
【解析】（1）图丙、丁中两根导线中的电流方向相同，电流大小不同，导线的形变程度不同，由此可知，通电导线之间作用力方向与电流大小有关；
（2）图乙中两根导线中的电流方向相同，而两根导线向中间靠拢，说明两根导线相互吸引；图丙中两根导线中的电流方向相反，而两根导线向两侧排斥，由此可知，通电导线之间作用力方向与电流方向有关；
（3）由题意知，当电流通过导线时，会产生电磁场，而导体在磁场中受力的方向与电流的方向有关，当开关闭合后，此时角上相邻靠近的两条导线电流方向相反，所以受力方向也相反，它们相互排斥，故所围面积会增大，故C正确；
（4）通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小、导线的长度、导线见的距离等因素有关。
8．利用如图甲所示装置研究“磁场对通电导体的作用”。
（1）应在图甲装置中的MN之间接入 　 　 （填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”）；
（2）在此实验中，不能做线圈材料的有（ 　 　 ）；
A．铜 B．铝 C．铁 D．塑料
（3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，其目的是 　 　 。
【答案】（1）电源；（2）CD；（3）当通电线圈所在平面与磁感线垂直时（平衡位置），它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。
【解析】（1）图甲所示装置研究“磁场对通电导体的作用”，电路中要有电流，故MN之间接入电源。
（2）AB．在此实验中，通电线圈要转动，说明是导体，不能被磁铁吸引。铜和铝不但不会被磁铁吸引，而且是导体，故可以做线圈材料，故AB不符合题意；
C．铁是磁性材料，会被磁化，干扰实验现象，故线圈材料不能选择铁，故C符合题意；
D．塑料是绝缘体，不能导电，故线圈材料不能选择塑料，故D符合题意。
故选：CD。
（3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，当通电线圈所在平面与磁感线垂直时（平衡位置），它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。
9．小科用如图装置研究环形磁铁周围的磁场分布和磁场对通电导体的作用。
（1）小科把一个可以自由旋转的小磁针的N极涂黑，将它放入环形磁铁的中心静止时，指针方向如图甲所示。用磁感线描述环形磁铁的磁场（只画某一平面内的磁感线），则图甲中环形磁铁对应的磁感线应是选项中的　 　 。
（2）如图乙，不改变环形磁铁的摆放，在闭合电路中的导线PQ紧贴着环形磁铁的表面，闭合开关后，导线PQ在磁场力作用下向上运动，若想使导线PQ在磁场力作用下向下运动，可采取的方法是　 　 。如图丙摆放时导线PQ　 　 （填“有”或“没有”）受到磁场力。
【答案】（1）C；（2）改变电流方向；没有。
【解析】（1）根据磁场中小磁针静止时N极指向与磁场方向一致，图中小磁针N极向右，说明磁感线水平向右，且是闭合的曲线，故C正确。
（2）通电导线周围的磁场与电流方向有关，若想使导线PQ在磁场力作用下向下运动，可采取的方法是改变电流方向；
根据磁场对电流的作用知，乙图，磁场方向不变，电流方向逆时针旋转，则力的方向逆时针旋转，变为水平向左，是受力的，而丙中磁场方向与电流方向平行，不受力。
10．小萧在学习了磁场对通电导体有力的作用后，查阅资料了解到当电流与磁场方向垂直时，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。他设计了如图装置，进行了如下实验：
①将一根导体棒用两根电阻大小忽略不计的细金属线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上，并让导体棒与蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直。
②给导体两端施加电压U1，闭合电路，观察细金属线偏转的角度α1。
③给导体两端施加电压U2，且U2＞U1，闭合电路，观察细金属线偏转的角度α2。
④比较α1与α2的大小，即可判断磁场对通电导体的作用力与导体中电流强度是否有关。
（1）小萧比较发现α2＞α1，即可初步得出结论：　 　 。
（2）实验过程中，若仅将导体的左右两端对调，则导体的运动方向　 　 （填“会”或“不会”）
发生改变。
（3）小山也利用右图的装置探究与小萧相同的问题，但小山在②③两步实验操作中给导体棒所通电流方向均与小萧的相反，其余操作均相同，比较小萧和小山的做法你认为　 　 （填“小萧”或“小山”）的做法更好。
（4）小萧想接着探究磁场对通电导体的作用力大小与导体在磁场中的长度是否有关，于是他换了另一根较长的，且粗细和材质均与之前相同的导体棒进行实验，小山认为这样操作不可行，他的理由　 　 。
【答案】（1）其他条件一定时，通过导体的电流越大，磁场对通电导体的作用力越大；（2）不会；（3）小萧；（4）粗细和材料相同的导体，导体的长度不同，电阻大小不同，相同电压下通过导体的电流强度就会不同，小萧的实验没有控制单一变量。
【解析】（1）实验中，磁场强度和导体在磁场中的长度不变，U2＞U1，根据可知通过导体的电流I2＞I1，且 α2＞α1，即细金属线偏转角度更大，说明导体受力更大，所以得出其他条件一定时，通过导体的电流越大，磁场对通电导体的作用力越大。
（2）磁场对通电导体作用力的方向与电流方向和磁场方向有关，仅将导体的左右两端对调，电流方向和磁场方向都未改变，所以导体的运动方向不会发生改变。
（3）小萧的做法更好。在探究实验中，按照常规方式进行实验操作更便于操作和结果分析，小山随意改变电流方向，可能会引入不必要的干扰因素，不利于准确探究磁场对通电导体作用力与电流强度的关系。
（4）在探究磁场对通电导体的作用力大小与导体在磁场中的长度关系时，需要控制电流强度、磁场强度等其他因素不变。粗细和材料相同的导体，长度不同电阻不同，根据，在相同电压下通过导体的电流强度就会不同，小萧换较长导体实验时没有控制电流这一变量，所以操作不可行。
11．在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根较轻的金属棒ab，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示。
（1）在做实验前，为了排除其他因素的干扰，应选择 　 　 （填“铁”或“铝”）棒为好。
（2）在（1）中提供的金属棒中，选择合适金属棒ab进行实验，看到金属棒ab稳定时如图乙所示，然后小明仅对调磁极位置，再闭合开关，观察到金属棒ab稳定时如图丙所示，由此可得的结论是
　 　 。
（3）然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将金属棒ab两端对调后接入电路，发现金属棒ab的摆动方向依然如图乙所示，由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。小明这样的操作存在的问题是 　 　 。
（4）小明进一步猜想：在同一磁场中，磁场对导线的作用力大小是否与通过导线的电流大小有关呢？为此小明决定在图丙所示的实验基础上，在电路中串入电流表，并通过将金属棒ab换成长短、粗细均相同但电阻更小的铜棒（已知铜的密度均大于铁和铝的密度）来改变电路中的电流，进行对比实验。实验过程中，小明 　 　 推断通电导线在磁场中的受力大小（填：能/不能）。
【答案】（1）铝；（2）通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关；（3）导体中电流方向没有变化；（4）不能。
【解析】（1）在做实验前，为了排除其他因素的干扰，应选择铝棒为好，铝不能被磁化。
（2）根据实验可知：通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关。
（3）小明这样操作实际上并没有改变导体中的电流方向。
（4）实验过程中，小明不能推断通电导线在磁场中的受力大小。
12．如图甲为一电磁秋千，当开关闭合后，秋千能往复摆动。图乙是小明设计的电磁秋千原理图。磁控开关内部装有干簧管，其由两个薄铁片和玻璃管组成。铁片的接触情况会随磁场的有无发生改变，如图丙所示。请结合材料说出铁棒能往复摆动的原因
【答案】根据图乙可知，闭合开关后，电磁铁接入电路中，通过电磁铁有电流，电磁铁具有磁性，铁棒被吸下，使得磁控开关闭合，铁棒、磁控开关把电磁铁短路，通过电磁铁无电流，电磁铁失去磁性，铁棒会弹起，此时通过电磁铁有电流，会继续吸引铝棒，使得铝棒能往复摆动。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
第3节 电动机及其应用（第1课时）同步作业
（学生版）
1．图示为直流电动机的工作原理图，在图示位置，电流沿dcba流过线圈，此时dc边受到磁场的作用力向下，则（　　）
A．线圈在图示位置时，ab边受到磁场的作用力向下
B．线圈由图示位置转过180°时，电流沿adcb流过线圈
C．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下
D．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向上
2．将矩形线圈放入磁场中处于如图所示的位置，给矩形线圈通电，发现矩形线圈会沿顺时针转动，下列说法正确的是（　　）
A．该装置产生的现象在生活中的应用是发电机
B．将N磁体去除，通电后矩形线圈仍沿顺时针转动
C．此时矩形线圈处于平衡位置
D．电流方向和磁场方向同时改变，线圈的受力方向也发生改变
3．如图为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　）
A．电动机转动时将机械能转化为电能
B．线圈由图示位置转动180°时，ab边受力方向改变
C．对调磁体的磁极，可以改变线圈转动的速度
D．电动机工作过程中，线圈中电流方向保持不变
4．如图甲、乙所示，在线圈转动过程中，经过图甲位置时，线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力 　 　 ；经过图乙位置的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于 　 　 不会静止；如图丙所示的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变 　 　 中的电流方向。
5．（1）如图所示实验装置，是用来研究　 　 （选填“电流的磁效应”或“磁场对通电导线的作用”）。把金属棒AB放在磁场里，接通电源，让电流通过AB，发现AB在导轨上向右运动。
（2）①若将电源的正负极对调后接入电路，则金属棒AB向　 　 （选填“左”或“右”）运动。②若保持金属棒AB中的电流方向不变，把U形磁铁上下磁极调换一下，则AB向左运动。这两个实验表明，通电导线在磁场中的受力方向与　 　 有关。
6．如图所示是灵敏电流计的内部结构示意图，线圈在磁场中，指针与线圈相连。
（1）当线圈中有电流通过时，线圈会转动，这与 　 　 （选填“电动机”或“发电机”）的
原理相同。
（2）若线圈中的电流方向改变，指针的偏转方向将 　 　 （选填“不变”或“改变”）。
7．学习了电磁知识后，小柯了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢？他将两根导线（可伸长）平行放置后固定（如图1甲所示），然后依次通上如图乙、丙、丁所示的电流，通过反复实验证实了他的猜想。请你根据图中的实验现象回答问题。
8．利用如图甲所示装置研究“磁场对通电导体的作用”。
（1）应在图甲装置中的MN之间接入 　 　 （填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”）；
（2）在此实验中，不能做线圈材料的有（ 　 　 ）；
A．铜 B．铝 C．铁 D．塑料
（3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，其目的是 　 　 。
9．小科用如图装置研究环形磁铁周围的磁场分布和磁场对通电导体的作用。
（1）小科把一个可以自由旋转的小磁针的N极涂黑，将它放入环形磁铁的中心静止时，指针方向如图甲所示。用磁感线描述环形磁铁的磁场（只画某一平面内的磁感线），则图甲中环形磁铁对应的磁感线应是选项中的　 　 。
（2）如图乙，不改变环形磁铁的摆放，在闭合电路中的导线PQ紧贴着环形磁铁的表面，闭合开关后，导线PQ在磁场力作用下向上运动，若想使导线PQ在磁场力作用下向下运动，可采取的方法是　 　 。如图丙摆放时导线PQ　 　 （填“有”或“没有”）受到磁场力。
10．小萧在学习了磁场对通电导体有力的作用后，查阅资料了解到当电流与磁场方向垂直时，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。他设计了如图装置，进行了如下实验：
①将一根导体棒用两根电阻大小忽略不计的细金属线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上，并让导体棒与蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直。
②给导体两端施加电压U1，闭合电路，观察细金属线偏转的角度α1。
③给导体两端施加电压U2，且U2＞U1，闭合电路，观察细金属线偏转的角度α2。
④比较α1与α2的大小，即可判断磁场对通电导体的作用力与导体中电流强度是否有关。
（1）小萧比较发现α2＞α1，即可初步得出结论：　 　 。
（2）实验过程中，若仅将导体的左右两端对调，则导体的运动方向　 　 （填“会”或“不会”）
发生改变。
（3）小山也利用右图的装置探究与小萧相同的问题，但小山在②③两步实验操作中给导体棒所通电流方向均与小萧的相反，其余操作均相同，比较小萧和小山的做法你认为　 　 （填“小萧”或“小山”）的做法更好。
（4）小萧想接着探究磁场对通电导体的作用力大小与导体在磁场中的长度是否有关，于是他换了另一根较长的，且粗细和材质均与之前相同的导体棒进行实验，小山认为这样操作不可行，他的理由　 　 。
11．在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根较轻的金属棒ab，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示。
（1）在做实验前，为了排除其他因素的干扰，应选择 　 　 （填“铁”或“铝”）棒为好。
（2）在（1）中提供的金属棒中，选择合适金属棒ab进行实验，看到金属棒ab稳定时如图乙所示，然后小明仅对调磁极位置，再闭合开关，观察到金属棒ab稳定时如图丙所示，由此可得的结论是
　 　 。
（3）然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将金属棒ab两端对调后接入电路，发现金属棒ab的摆动方向依然如图乙所示，由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。小明这样的操作存在的问题是 　 　 。
（4）小明进一步猜想：在同一磁场中，磁场对导线的作用力大小是否与通过导线的电流大小有关呢？为此小明决定在图丙所示的实验基础上，在电路中串入电流表，并通过将金属棒ab换成长短、粗细均相同但电阻更小的铜棒（已知铜的密度均大于铁和铝的密度）来改变电路中的电流，进行对比实验。实验过程中，小明 　 　 推断通电导线在磁场中的受力大小（填：能/不能）。
12．如图甲为一电磁秋千，当开关闭合后，秋千能往复摆动。图乙是小明设计的电磁秋千原理图。磁控开关内部装有干簧管，其由两个薄铁片和玻璃管组成。铁片的接触情况会随磁场的有无发生改变，如图丙所示。请结合材料说出铁棒能往复摆动的原因
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑