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第二十章
电与磁
第4节
电动机
人教版物理九年级全一册
学习目标
1．通过实验，知道磁场对通电导线有力的作用，知道力的方向与电流方向和磁场方向有关。
2．通过实验观察，知道磁场能使通电线圈转动，了解换向器的工作原理。
3．了解直流电动机的构造、工作原理及能量的转化。
1
知识点
磁场对通电导线的作用
合作探究
?如图所示：如图所示，把一根导线放在磁体的磁场
中，导体两端通过光滑金属导轨与电源、开关相连。
接通电源，电流通过导线ab，观察发生的现象。
实验探究：磁场对通电导线的作用
1.
磁场对通电导体具有力的作用。
2.
通电导线在磁场中受到力的方向和磁场方向、电流
有关。
【知识拓展】
只改变磁场方向或电流通电导线受到力的方向改变，
如果同时改变电流方向和磁场方向则受到力的方向不
变。
?活动：探究通电导线在磁场中受到力的方向跟磁场
方向、电流方向的关系
S
N
N
S
N
S
I
I
I
F
F
F
结论：
1.通电导线在磁场中受到力的方向和__________、
________有关。
2.只改变_________________或
________________通电
导线受到力的方向_________,如果_________改变电
流方向和磁场方向则受到力的方向_________
。
磁场方向
电流
磁场方向
电流
改变
同时
不变
【例1】
借助如图所示的实验装置，晓明探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关，原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动。要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是(　　)
A．将A、B两端对调
B．将滑动变阻器的滑片向右移动
C．换用磁性更强的蹄形磁体
D．将蹄形磁体的N、S极对调
D
【解析】
将A、B两端对调，电流方向不变，受力运动方向也
不变；
将滑动变阻器的滑片P向右移动，减小电路中的电流，
导线的运动速度变慢，不会改变运动方向；
换用磁性更强的蹄形磁体，将增大导线的运动速度，
不会改变运动方向；
将蹄形磁体的N、S极对调，只改变一个影响因素(磁场
方向)，受力运动方向改变，故D正确。
通电导线在磁场中要受到力的作用，增大电路
中的电流、换用磁性更强的磁铁可以增大作用力。
改变电流方向或磁场的方向可以改变受力方向，若
两者同时改变，则受力方向不变。
新知小结
如图所示，把线圈放在磁场里，接通电源，让电流通过，发现线圈发生扭转。对此，下列说法不正确的是(　　)
A．通电线圈在磁场中受到力的作用
B．通电线圈在磁场中的受力方向与
电流方向无关
C．电能能够转化为机械能
D．磁场与通电线圈中电流产生的磁场发生相互作用
1
B
巩固新知
【中考·漳州】爱动手的小燕从易拉罐剪下一铝条，如图所示，在铝条两端重叠处用图钉从环外扎透，钉尖放在电池的正极上面，电池负极下面吸附一块圆柱形的强磁铁，铝环的侧边与磁铁的柱面相接触时，发现铝环以图钉尖为轴心不停地转动，请说出铝环转动的原因________________________________________。
2
通电铝环在磁场中受力而转动
2
知识点
电动机
想一想
我们知道了通电导体在磁场中受到力的作用。如果
把一个通电的线圈放在磁场里，线圈会运动吗？怎
样运动？
合作探究
N
I
F
F
S
通电线圈在磁场中会发生转动
探究：磁场对通电线圈的作用
但是当线圈的平面与磁场垂直时，就会停止转
动……此时叫平衡位置。
N
F
F
S
如果在线圈靠惯性越过平衡位置的瞬间，立刻改变
其中的电流方向……
线圈就会继续转动下去
改变电流方向
N
S
F
F
能够完成这一任务的装置叫做换向器。
换向器的作用：当线圈刚越过平衡位置时,换向
器自动改变电流的方向使线圈
能持续地转动下去
一对与电源连接的电刷
彼此绝缘的两个半圆环
电动机：把电能转化为机械能
原理：通电导体（ab边和cd边）在磁场里受力
直流电动机
1.
使用直流电的电动机叫
做直流电动机。
2.
电动机把电能转化为机械能。
3.
电动机的原理是磁场对电流
的作用(或通电线圈在磁场中受力转动)
。
直流电动机的基本组成部分
磁体
线圈(电枢)
换向器
转子
定子
直流电动机的优点
转速可以连续调节
日常生活中装有电动机的装置
(a)电动玩具
(b)洗衣机
(c)电车
(d)电风扇
电动汽车
电动机的优点：构造简单、控制方便、体
积小、效率高，而且对环境污染很小。
【例2】如图所示，使线圈位于两磁极间。
(1)通电后，图甲中ab段导线的电流方向是
________(填“由a到b”或“由b到a”)。图中ab段导线受磁场力的方向向上，用箭头标示出图丙中ab段导线所受磁场力的方向。
(2)线圈转过图乙所示位置，用________的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈。
【解析】
(1)由于电流从电源的正极出发，故此时图甲中ab的
电流方向是由a到b；在图丙中，由于电流的方向
和磁场的方向均没有改变，故此时ab段导线所受
力的方向不变，即力的方向仍是向上的。
(2)据图丙能看出，磁场力会阻碍线圈运动，故此时
必须改变线圈的受力方向，所以可以通过改变线
圈中的电流方向使得线圈继续顺时针转动至少半
圈。
【解】
(1)由a到b；如图所示。
(2)改变电流方向
若要想让线圈能持续转动下去，在线圈转过平
衡位置后，应改变电流的方向，换向器就起到了该
作用。
新知小结
电动自行车以它噪音低、运行时几乎无污染、轻便等优点被人们所喜爱。你认为电动自行车调速靠的是(　　)
A．改变电动机线圈的匝数
B．改变油门的大小
C．改变电流的大小
D．改变蓄电池的电压
1
C
巩固新知
【中考·福州】如图是“混合动力汽车”原理结构的示意图，该车行驶过程中把电能转化为机械能的部件是(　　)
A．汽油发动机
B．电池
C．发电机
D．电动机
2
D
3
知识点
扬声器
思考：学校的操场上挂着扬声器（喇叭），收音机、
电视机、音响中都有扬声器，每天我们都能
听到扬声器发出的悠扬声音。那么，扬声器
是怎样发出声音的呢？
合作探究
如图所示是扬声器的构造示意图。它是把电信号转换
成声信号的一种装置，它利用了通电导体在磁场中受
力而运动的道理制成的。它主要由固定的永久磁体、
线圈和锥形盆构成。
扬声器的发声原理：扬声器的线圈中通入携带声音信
息、时刻变化的电流，使得它在一个瞬间和下一个瞬
间受到磁场对它的不同的力，于是带动纸盆振动起
来，发出了声音。
关于扬声器，下列说法正确的是(　　)
A．扬声器是利用线圈振动发声的
B．扬声器是把声信号转换成电信号的一种装置
C．扬声器工作时利用了磁场对电流的作用规律
D．扬声器工作时利用了电流的热效应
1
C
巩固新知
1
知识小结
电动机
能量转化
原理
磁场对通电导线的作用
概念
归纳新知
1.
磁场对电流作用力的方向的影响因素：
(1)电流的方向；(2)磁场的方向。
2.
磁场对电流作用力的大小的影响因素：
(1)电流的大小；(2)磁场的强弱。
3.
电动机：
(1)原理：磁场对通电导线的作用。
(2)结构：定子和转子。
(3)能的转化：电能转化为机械能。
电风扇是我们生活中的常用电器，工作时它自身的温度会升高，下列有关它的说法正确的是(　　)
A．工作时，它将机械能转化为电能
B．工作时，它的机械能是由电能转化来的
C．工作时，它的线圈电阻不发热
D．工作时，它能降低温度
2
易错小结
B
易错点：电动机工作时能量的转化
通电导线在磁场中会受到力的作用，受力的方向跟哪些因素有关？
1
解：实验表明，通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系。
课堂练习
电动机主要由哪两部分构成？电动机换向器的构造大体是怎样的？它有什么作用？
2
解：电动机主要由能够转动的线圈和固定不动的磁体组成，能够转动的部分叫做转子，固定不动的部分叫做定子。换向器由两个与线圈相连的铜半环组成。它的作用是当线圈刚越过平衡位置时，及时地改变线圈中的电流方向。
一台电动机的额定电压是220
V，额定功率是
5.5
kW，它正常工作时的电流有多大？连续工作2h耗电多少？
3
解：由
得，这台电动机正常工作时的电流
根据W＝Pt得，工作2
h耗电
W＝5.5
kW×2
h＝11
kW·h。
设计一个电路，使电动机在人的操作下既能正转，也能反转电动机的符号是“
”。
4
解：如图所示，其他答案合理即可。
【中考·成都】为缓解城市交通压力，近几年成都大力发展有轨交通，几条地铁线路已经开通运行，同时又在积极投建有轨电车，以取代部分用柴油机作动力的公交车。关于电车和柴油车，下列说法不正确的是(　　)
A．电车电动机工作时利用了磁场对电流的作用
B．电车电动机能够将电能全部转化为机械能
C．一般情况下，电车电动机的效率比柴油机的高
D．电车对环境的污染比柴油车对环境的污染小
5
B
1．通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟____________和____________有关。如果这两者其中之一的方向变得与原来相反，则力的方向与原来________；如果两者的方向同时变为与原来相反，则力的方向________。
电流方向
磁场方向
相反
不变
课后练习
2．关于磁场对通电导线作用的相关知识，下列说法正确的是(　　)
A．通电导线在磁场中的受力方向与磁场方向无关
B．通电导线在磁场中的受力方向只与磁场方向有关
C．要改变通电导线在磁场中的受力方向，必须改变电流方向或磁场方向
D．以上说法都不对
C
3．(2019·广东)如图所示，闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向右运动，说明了通电导体在磁场中受到________的作用。若只将电源的正、负极对调，则导体棒ab将向________(填“左”或“右”)
运动；若只将蹄形磁铁的N、S极对调，则导体棒ab将向________
(填“左”或“右”)
运动。
【点拨】闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向右运动，说明了通电导体在磁场中受到力的作用。若只将电源的正、负极对调，则导体棒ab的运动方向与原来相反，将向左运动；若只将蹄形磁铁的N、S极对调，则导体棒ab的运动方向也与原来相反，将向左运动。
【答案】力；左；左
4．(中考·青岛)探究磁场对电流的作用：
(1)过程：如图所示，闭合开关S，导体ab向右运动，说明通电导体在磁场中受到________的作用。
(2)问题讨论：为使实验现象更明显，把导体换用轻质塑料棒，实验________(填“能”或“不能”)成功，
因为____________________。
力
不能
塑料棒是绝缘体
5．电动机原理及构造：电动机是利用________在________中受力而转动的原理制成的。电动机由两部分组成：能够转动的________和固定不动的________。电动机是把________能转化成________能的机器。
通电线圈
磁场
转子
定子
电
机械
6．换向器的作用：为使电动机持续转动，必须要安装________，其作用是每当线圈转到________位置时，就能自动改变线圈中的________方向。
换向器
平衡
电流
7．(中考·岳阳)如图所示，闭合开关，导体ab向左运动，若只改变电流方向，ab向________(填“左”或“右”)运动，以此为原理可制成________(填“电动机”或“发电机”)。
【点拨】通电导体在磁场中受力的作用，作用力的方向与磁场方向和电流方向有关。应用此原理可制成电动机。
【答案】右；电动机
8．我们的生活越来越离不开电，电机(发电机、电动机的统称)在生活中的应用越来越广泛。如图所示简易电机正在实现的能量转化是把__________________。图中的两个分别与线圈两端相连，而又彼此绝缘的铜半环E和F叫________。
电能转化为机械能
换向器
9．扬声器是把电信号转化为声信号的一种装置，它主要由固定的________、______和__________构成。
永磁体
线圈
锥形纸盆
10．扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置，如图所示是扬声器构造示意图。当线圈中通过变化电流时，线圈受到________作用，从而带动与线圈相连的纸盆__________，于是扬声器就发出了声音。
磁场力
来回振动
11．(中考·南京)如图所示，通电导线中电流的方向和磁场对通电导线作用力的方向如图甲所示，改变实验条件，在图乙中画出磁场对通电导线作用力的示意图。
解：如图所示。
12．(中考·云南)电动轮椅为残障人士出行提供了方便，某型号的电动轮椅工作原理如图所示，操纵杆可以同时控制S1和S2两个开关。向前推操纵杆时轮椅前进且能调速，向后拉操纵杆时轮椅以恒定速度后退。已知蓄电池电压为24
V，定值电阻R2＝20
Ω，R1为滑动变阻器。分别将S1和S2同时接触对应点________(填“1”
或“2”)时，轮椅前进；当轮椅后退
时电流表示数________(填“大于”“小
于”或“等于”)1.2
A。
【答案】1；小于
13．(2019·徐州)两个磁体之间有力的作用，同名磁极相________；通电导线能使小磁针发生偏转，这是因为通电导线周围存在________；如图所示，把通电导线放在两个磁极中间，磁极对导线的力垂直指向纸里，如果导线中电流方向相反，则磁极对导线的
力垂直指向________(填“纸里”或“纸
外”)。
斥
磁场
纸外
14．(2019·绵阳)用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源，发现导线ab向左运动；把电源正负极对调后接入电路，发现导线ab向右运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力(　　)
A．方向与电流方向有关　
B．方向与磁感线方向有关
C．大小与电流大小有关
D．大小与磁场强弱有关
【点拨】把电源正负极对调后接入电路，则电路中电流的方向改变。
【答案】A
15．(2018·泰州)如图所示，导体AB放在处于蹄
形磁体磁场中的水平金属轨道上。
(1)接通电源，这时会看到导体AB运动起来，
这表明____________有力的作用。
(2)保持磁场方向不变，改变导体AB中的电流方向，导体AB的运动方向________(填“不变”或“改变”)。
(3)通电后导体AB运动的过程中，是把________能转化为________能的过程。
磁场对电流
改变
电
机械
16．(中考·潍坊)同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线绕成约3
cm×2
cm的矩形线圈。漆包线在线圈的两端各伸出约3
cm。然后，用小刀刮两端引线的漆皮。用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支
架上，线圈下放一块强磁铁，如图所示。
给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会
不停地转下去。
(1)在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是________(填“A”或“B”)。
A．两端全刮掉
B．一端全部刮掉，另一端只刮半周
(2)线圈在转动过程中________能转化为________能。
(3)小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，写出一条可能造成该现象的原因：______________
________________________________________。
B
电
机械
线圈处于平衡位置(或电源电压太低，或轴所受阻力太大)
17．(中考·江西)如图所示的是灵敏电流计内部结构示意图，它的工作原理是利用通电导体在________中会受到力的作用，使指针发生偏转。
【思路点拨】观察电流计的内部
结构示意图可以发现，电流计是
由通电线圈、磁体等组成的，可见电流计实际上是一个电动机，是利用磁场对电流的作用的原理来工作的。
磁场
再见

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