苏科版初中九年级物理第十六章电磁转换三磁场对电流的作用电动机四安装直流电动机模型课件

第十六章电磁转换三、磁场对电流的作用电动机四、安装直流电动机模型知识点1磁场对电流的作用基础过关全练1.如图所示为小明探究“磁场对通电导体的作用”的实验

装置,AB是一根铜棒,通过金属导轨连接到电路中,闭合开关

后,铜棒没有运动(仪器完好、电路连接正确),要想使AB运动

起来,下列措施中不可行的是

(

)A.用细砂纸将铜棒外表面打磨一遍B.换用磁性强一些的蹄形磁体C.将直流电源的正、负极对调D.将滑动变阻器滑片向左滑动C解析铜棒长时间放置在空气中会被氧化,导致外表面有一

层氧化铜,氧化铜的导电性能很差,因此可能会造成电路断路

而使铜棒不能运动,用细砂纸将铜棒外表面打磨后会使铜棒

与金属导轨接触良好并能减小摩擦,A可行;换用强磁体后,磁

场力变大,当磁场力大于摩擦力时,铜棒可运动,B可行;将直

流电源的正、负极对调,只能改变电路中电流方向,而铜棒是

否运动与受到的磁场力大小等因素有关,与电流方向无关,C

不可行;滑动变阻器滑片向左滑动,连入电路的阻值变小,通

过铜棒的电流增大,磁场力变大,当磁场力大于摩擦力时,铜棒可运动,D可行。2.(教材变式·P48T3)如图所示,一个不能打开的盒子外面露出一段细长的导线,在不损坏导线的情况下,选取如下器材判断导线中是否有电流,可行的是(

)①小磁针②U形磁铁③铁棒、大头针④铁棒、铁块、弹簧测力计

A.①②③④

B.①②③C.①③④

D.①②A解析方法一:所用器材为小磁针。实验过程及现象:在桌面

上放一个小磁针,小磁针静止时,把导线平行放置于小磁针正

上方,若小磁针发生了偏转,则说明导线中有电流通过。方法

二:所用器材为铁棒、大头针。实验过程及现象:把该导线绕

在铁棒上,制成一个简易的电磁铁,看能否吸引大头针,若能,

说明导线中有电流通过。方法三:所用器材为铁棒、铁块、

弹簧测力计。实验过程及现象:把该导线绕在铁棒上,制成一

个简易的电磁铁;将铁块挂在弹簧测力计下方,靠近电磁铁,

看弹簧测力计示数是否发生变化,发生变化,说明导线中有电流通过。方法四:所用器材为U形磁铁。实验过程及现象:把

该导线放在U形磁铁两磁极间,看导线是否运动,发生运动,说

明导线中有电流通过。故选A。3.(2023江苏无锡东林中学月考)如图所示,用一节干电池、一根导线和一块强磁铁,就可自制一个最简易的电动机。导线会转动是由于磁场对通电导线有

的作用。若要改变导线的转动方向,可进行的操作是

。

将电池正、负极对调(或将磁铁的N、S极对调)磁场力(或力)解析强磁铁周围存在磁场,磁场对通电导线有磁场力(或

力)的作用;若要改变导线的转动方向,根据影响通电导体受

力方向的因素知,可改变电流的方向(或磁场的方向),故可进

行的操作是将电池正、负极对调(或将磁铁的N、S极对调)。知识点2直流电动机4.(新课标·科学论证)(2024江苏南京南师附中树人学校模拟)如图所示为直流电动机工作原理示意图。当线圈处于磁场中如图所示位置通电时,ab边和cd边受到磁场力的方向

(选填“相同”或“相反”),

(选填“是”或“不是”)一对平衡力,线圈

(选填“会”或“不会”)转动。当线圈刚转过平衡位置时,换向器能自动改变

(选填“电路中”或“线圈中”)的电流方向,使线圈持续转动下去。线圈中相反不是会解析当线圈处于磁场中如图所示位置通电时,ab边和cd边

受到磁场力的方向相反,因为这两个力不在一条直线上,不是

一对平衡力,线圈会转动。当线圈刚转过平衡位置时,换向器

能自动改变线圈中的电流方向,使线圈持续转动下去。5.(跨学科·物理学与工程实践)(新独家原创)小明对电流表指针偏转的原因产生了兴趣,他在实验室找到一只可拆卸的电流表,打开外壳,观察电流表的内部结构,示意图如图所示。将电流表按规范串联接入电路,通电后线圈转动,带动指针偏转;撤去磁体再次通电,指针不动。这说明电流表指针偏转的原因是通电线圈在

中受力转动,若让电流从电流表的“-”接线柱流入,磁场“+”接线柱流出,指针偏转方向

,这是因为通电线圈的受力方向与

有关,因此使用电流表时不能把接线柱接反。线圈中电流越大,指针偏转角度越大。这是因为通电线圈的受力大小与

有关。

电流大小相反电流方向解析电流表通电后线圈转动,带动指针偏转;撤去磁体再次

通电,指针不动,这说明电流表指针偏转的原因是通电线圈在

磁场中受力转动;若让电流从电流表的“-”接线柱流入,

“+”接线柱流出,磁场方向不变,电流方向改变,指针偏转方

向相反,因此使用电流表时不能把接线柱接反;线圈中电流越

大,指针偏转角度越大,这是因为通电线圈的受力大小与电流

大小有关。6.(跨学科·物理学与日常生活)(2024江苏苏州立达中学模拟)如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时,音圈带动音膜

(选填“向左”“向右”或“左右往复”)运动。音圈之所以运动,是因为

对通电线圈有力的作用,此过程中,

转化为机械能。电能左右往复磁场解析

当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时,音圈

带动音膜左右往复运动,因为电流方向改变,音圈受力方向改

变。音圈之所以运动是因为磁场对通电导体有力的作用,此

过程中,电能转化为机械能。重点实验安装直流电动机模型7.(2023江苏常州二十四中模拟)一台直流电动机模型通电后不转动,用手轻轻拨动一下线圈就转动起来了,其原因是

(

)A.换向器与电刷刚刚接触B.启动时线圈在平衡位置C.电刷与换向器摩擦太大D.电源正负极接反了B解析换向器与电刷刚刚接触时,不用拨动,线圈也能转动起

来,如果不转动,拨动也不会转动,故A错误;启动时,线圈刚好

处于平衡位置,线圈中无电流,线圈不受力的作用,但只要轻

轻拨动一下,电路中就会有电流,即线圈就会转动,故B正确;

电刷与换向器摩擦太大,线圈可能被卡住,即使拨动线圈,也

不会转动,故C错误;若电源正负极接反了,电动机会反转,故

通电后不会不转动,故D错误。8.(新考向·开放性设问)(2024江苏南京钟英中学模拟)如图是安装好的直流电动机模型接入电路的情况。

(1)如图,电动机的工作原理是

。通电线圈在磁场中受力转动(2)合上开关,假定电动机会按顺时针方向转动,若要使电动机逆时针转动,请写出一种方法

。(3)合上开关,若将滑动变阻器的滑片P向左移动,则电动机的

转速将

(选填“变小”“变大”或“不变”)。变小对调电源的正负极(或对调磁极)

解析

(1)电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动;

(2)线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关,假定电动机会

按顺时针方向转动,若要使电动机逆时针转动可以改变电流

的方向(即对调电源的正负极)或改变磁场方向(即对调磁极);

(3)电动机转动的快慢与电流大小和磁场强弱有关;合上开

关,若将滑动变阻器的滑片P向左移动,变阻器接入电路中电

阻增大,电流减小,电动机转动速度变小。9.(新考向·创新实验)(2023江苏宿迁中考,9, )图中是小明制作的简单电动机模型,其线圈由漆包线绕成,将线圈一端的漆全部刮掉,另一端只刮掉半周,在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中,闭合开关后,线圈转动起来了。关于此电动机模型,下列说法正确的是

(

)

能力提升全练A.利用电磁感应原理工作B.线圈在转动时,始终受到磁场作用力C.将电能转化为机械能D.增大线圈中的电流可改变转动方向C解析电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动,故

A错误;由于线圈中有一端的漆只刮掉半周,会出现电路中无

电流状态,当线圈转到该位置处,由于线圈中无电流,所以不

会受到磁场力的作用,此时线圈依靠惯性继续转动,电动机消

耗电能而转动起来,能量转化关系是电能转化为机械能,故B

错误,C正确;线圈转动的方向与电流的方向有关,增大线圈中

的电流,只会改变线圈受到磁场力的大小,而不会改变其受力

的方向,故D错误。10.(2022江苏无锡中考,19, )如图所示的实验中,闭合开关,观察到铝棒向左运动,实验现象说明磁场对

有力的作用,利用这一原理可以制成

机;断开开关,对调电源正、负两极,重新接入电路,再次闭合开关,观察到铝棒向

运动。右通电导体电动解析如题图所示的实验中,闭合开关,有电流通过铝棒,观

察到铝棒向左运动,这说明磁场对通电导体有力的作用,电动

机就是利用这一原理制成的;对调电源正、负两极,磁场方向

不变,再次闭合开关时,铝棒中的电流方向与原来相反,则铝

棒受力的方向也与原来相反,所以此时铝棒会向右运动。11.(新考法·分析论证)(2024江苏苏州景范中学调研,20, )利用图甲装置研究“磁场对通电直导线的作用”。

(1)应在M、N之间接入

,装置中的导体棒应选用轻质

的

(选填“铁棒”或“铝棒”)。电源铝棒(2)如图乙中,通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下,则ab段导线所受磁场力的方向是

,这两个力

(选

填“是”或“不是”)一对平衡力。

竖直向上不是解析

(1)利用如题图所示的装置研究磁场对电流的作用时

必须有电源,所以在M、N间应接电源;探究磁场对电流的作

用时,磁体能够吸引磁性材料,因此通电导体不能为磁性材

料,故不能选择铁棒进行实验,而是铝棒;(2)在乙图中,磁体间

磁场的磁感线方向从磁体N极水平指向S极,且线圈所处的空

间磁场强弱是恒定不变的,通电后cd段导线受磁场力的方向

为竖直向下,ab段导线中电流方向与cd段导线中电流方向相

反,因此ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上的,这两个力

不是一对平衡力,因为这两个力不作用在一条直线上。12.(新课标·科学推理)(2024江苏苏州星湾学校调研,21, )如图所示,放在磁场中的导体棒ab与螺线管、开关和电源构成闭合回路,可自由转动的小磁针静止在图示位置。

(1)在图中标出闭合开关瞬间螺线管中电流方向、螺线管左

端的极性和小磁针N极的偏转方向;(2)闭合开关后导体棒将沿

(选填“水平”或“竖

直”)方向运动。水平

如图

解析

(1)由图可知,电流从螺线管的右侧流入,左侧流出,根

据安培定则可知,螺线管的左端为S极,右端为N极;根据异名

磁极相互吸引,同名磁极相互排斥知,小磁针顺时针偏转,如

图所示;(2)闭合开关后,导体棒中有电流通过,在磁场中将沿

水平方向运动。13.如图,创新小组自制小小电动机:用硬金属丝制作两支

架m、n,固定在木板上;把一段粗漆包线绕成矩形线圈abcd,

漆包线的两端伸出作为引线,用小刀刮两端引线的漆皮,左端

全部刮掉,右端只刮上半周或下半周,将引线放在支架上;用另一段漆包线绕在铁芯上制作电磁铁,置于线圈之下。

素养探究全练把线圈和电磁铁按图示接入电路,闭合开关,用手轻推一下,

线圈就会不停地转下去。(1)引线上的漆皮要刮掉,原因是漆皮属于

。(2)线圈abcd与电磁铁的连接方式是

联;电磁铁外部的磁场与

磁体的磁场相似,电磁铁上端的磁极是

极。(3)线圈转动一周时,只有半周获得了动力,要靠

转过

另半周。绝缘体并条形

S惯性

(4)若把电池正负极对调,闭合开