2022-2023学年九年级物理《电动机（双基过关+考点突破）》原卷

第4节电动机双基过关知识点一、磁场对通电导线的作用1.实验探究——磁场对通电导线有力的作用（1）实验器材：电源、开关、直导线、蹄形磁铁等。（2）实验原理图（3）实验步骤①如原理图所示,把导线ab放在磁场里,接通电源,观察ab是否运动；②把电源的正负极对调,观察ab的运动方向；③保持电流方向不变,把蹄形磁铁的磁极调换一下,观察ab的运动方向。（4）实验现象导线ab放在磁场里,接通电源,ab向右运动；把电源的正负极对调,ab向左运动；保持电流方向与第二次一样,把蹄形磁铁的磁极调换一下,ab向右运动。（5）实验结论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和磁感线的方向都有关系,当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反2.左手定则——判断通电导线在磁场中受力的方向（1）内容伸开左手，使拇指与其他四指垂直且在一个平面内，让磁感线从手心流入，四指指向电流方向，大拇指指向的就是通电导线受力的方向。（2）图示（3）应用左手定则是判断通电导线处于磁场中时，所受力F(或运动)的方向、磁场的方向，以及通电导体棒的电流I三者方向之间的关系的定律。若已知三个物理量中其中两个物理，可判断第三个物理量的方向。3.使通电尽线受到磁场力的方内相反的措施(1)只让电流方向与原来相反；(2)只让磁场(或磁感线)方向与原来相反。注:当电流方向和磁场方向都与使来相反时，则通电导线受力方向不变。4.磁场过通电导线作用力的大小的影响因素(1)电流的大小：其他条件不变时，电流越大，通电导线受到的作用力越大；(2)磁场的强弱：其他条件不变时，磁场越强，通电导线受到的作用力越大；基础自测：1．如图，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（）A．换用更细的铜棒B．将磁体的N、S极对调C．移动滑动变阻器的滑片D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调2．观察实验，选择正确的答案．在如图所示的实验装置中，接通电源后，导体AB受力的作用发生运动，然后改变电流方向或磁场方向，则下列叙述中错误的是（）A．在上述实验现象中，是机械能转化为电能B．通电导体在磁场中受力方向跟电流方向有关C．通电导体在磁场中受力的方向跟磁场方向有关D．同时改变电流方向和磁场方向，通电导体的受力方向不变3．如图所示的装置，闭合开关时，静止的轻质铜棒ab水平向右运动（铜棒ab上的箭头代表电流的方向）。要使铜棒ab水平向左运动，下列方法中可行的是（）A． B． C． D．4．如图所示的是通电导体在磁场中受力情况，图中圆圈表示的是通电导体的横截面。圆圈中的“×”和“•”分别表示导体中电流垂直于纸面向里和向外的方向。请根据图所表示的磁场方向、电流方向和导体受力方向三者的关系，判断出图中有关三者方向表示正确的是（）A． B． C． D．5．在如图所示的实验装置中，当给金属棒通电时，观察到金属棒在轨道上运动起来。此实验现象说明___________，___________机就是利用这个原理制成的。实验中将磁极对调，观察金属棒的运动情况，这样操作是为了探究___________，当滑动变阻器的滑片向左移动后，金属棒的移动速度将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。6．在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中，小明设计了如图所示的电路，导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。（1）磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是_____（选填“磁场”或“磁感线”）；（2）闭合开关前，导体棒ab静止，闭合开关后，导体棒ab向右运动，说明磁场对_____有力的作用；（3）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向_____，说明通电导体在磁场中的受力方向与_____有关；（4）断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向_____，说明通电导体在磁场中的受力方向与_____有关；（5）如果同时改变磁场方向和电流方向，_____（填“能”或“不能”）确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。知识点二、电动机、扬声器1.通电线圈在磁场中受力如图甲所示，把一个线圈放入磁场中，接通电源后，发现该通电线圈转动起来，但转到图乙所示的位置时，线圈转动几下后保持静止。要使线圈能持续转动，需要解决的问题是如何让线圈中的电流变为跟原来反向。2.电动机(1)制作原理:确场对通电导线的作用。(2)问题的解决:通过换向器，让线圈刚转过平衡位置时，两边中电流方向变为跟原来相反，则受力方向均与原来相反，这样线圈就继续沿原来方间转动，就可以实现连续转动。(3)结构:转子、定子和换向器。(4)能的转化:电能转化为机械能。(5)改变电动机转动方向的办法：只让线圈中电流方向与原来相反；只让磁场方向与原来相反。(6)改变电动机转速的方法：改变线圈中电流的大小,或改变磁场的磁性强弱。3.扬声器的原理(如图所示):当线圈中通有电流时，线圈受到磁铁的作用而运动；当线圈中的电流反向时，线圈向相反方向运动。扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，使得它在上一个瞬间和下一个瞬间受到不同的力，力的方向不断变化，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。基础自测7．曲靖开通高铁已经有近5年时间，高铁利用牵引电机将电能转换成列车的机械能。下图中与牵引电机工作原理相同的是（）A． B．C． D．8．小明同学用如图所示的装置研究通电线圈在磁场中将如何运动的实验，闭合开关，下列关于此实验说法正确的是（）A．根据此装置的原理制成了发电机B．当线圈由图示位置顺时针转动90°时，线圈受平衡力作用C．当线圈由图示位置顺时针转动90°时，线圈中无电流，ab边和cd边将不受力的作用D．当线圈由图示位置顺时针转动90°时，线圈由于惯性会越过平衡位置持续转动9．关于直流电动机，下列叙述正确的是（）A．直流电动机正常工作时，是将电能转化为内能B．直流电动机的工作原理是电磁感应C．电源的正、负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向也改变D．直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的10．安装直流电动机模型时，要改变直流电动机的转动方向，可以（）A．改变电流大小B．将磁体的N、S极对调C．改变磁性强弱D．将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调11．如图所示是扬声器（喇叭）的结构图，当扬声器的线圈中通入携带声音的信息、时刻变化的电流时，线圈会在永久磁体的作用下受到力的作用并带动纸盆振动发声，下列说法中正确的是（）A．扬声器工作时是将机械能转化为电能B．扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动C．锥形纸盆振动得越快，响度越大D．扬声器的工作原理与发电机的工作原理相同12．（2022·全国·九年级专题练习）电动机：（1）改变电动机转动方向的方法：改变______（交换电源接线）或改变______（对调磁极）；（2）提高电动机转速的方法：增加线圈______、增加磁体______、增大______。考点突破考点1.通电导体受磁场力方向的判断方法：（1）若作图中出现，通常用“左手定则”直接判断；（2）磁场对通电导体产生力的方向的变化情况可归纳为三类:①只有电流方向与原来相反，受力方向与原来相反；②只有磁场方向与原来相反，受力方向与原来相反；③电流方向和磁场方向都与原来相反，受力方向与原来相同。即“两反则不变”。例1.（2022·四川省遂宁市第二中学校九年级期末）如图，通电直导线在磁场中受力方向如图A所示，请根据A图在B图中作出通电直导线在水平方向上的受力方向（“⊗”表示电流垂直纸面向里，“⊙”表示电流垂直纸面向外）。例2.（2022·黑龙江牡丹江·中考真题）【分析归纳，拓展提升】如图甲是小雪自制的小风扇，使用时发现小风扇转动，但风却向后吹。小雪设计了如图乙所示的实验，探究其原因。（1）闭合开关，给铜棒ab通电，发现铜棒ab向右运动，这表明铜棒ab在磁场中受到___________的作用；（2）保持磁场方向不变，将电源正负极对调后接入电路，闭合开关，发现铜棒ab向左运动，这表明___________；（3）保持电流方向不变，将磁体的两极对调，闭合开关，发现铜棒ab向右运动，这表明___________；（4）根据实验，要改变小风扇转动方向，小雪应该___________；（5）请列举一个和小风扇工作原理相同的用电器___________。考点2.通电导体受磁场力的大小方法：通过对比，区别影响磁场对通电导体力的方向因素和影响磁场对通电导体力的大小的因素:（1）磁场对通电导体力的方向：磁场方向和电流的方向；（2）磁场对通电导体力的大小：磁场强弱和电流的大小。例3.（2022·全国·九年级专题练习）小明利用如图所示装置做“探究通电导体在磁场中受力的方向和大小与什么因素有关”实验。（1）闭合开关，悬挂的导体棒向右运动，对调电源正负极后，发现导体棒向左运动，说明通电导体在磁场中受力方向与___________方向有关；（2）若要探究通电导体在磁场中受力的方向和磁场方向是否有关，接下来的操作是___________；（3）通电导体在磁场中受力的大小与什么有关？小明有两个猜想：①与电流大小有关；②与磁场强弱有关；实验采取的研究方法是___________，针对猜想①，可添加的器材是___________；针对猜想②，可添加的器材是___________；（4）小明由实验得到启发，想要导体棒持续左右摇摆，可采取的方法是___________。考点3.通电导体受磁场力的现象分析及应用方法