(教参)第17章 第3节 科学探究：电动机为什么会转动-【提分教练】2022-2023学年九年级物理全一册同步(沪科版)

第三节　科学探究：电动机为什么会转动 素养 目标 1. 知道电动机的工作原理，知道电动机的构造、转动原理以及电动机的应用。(物理观念) 2. 利用转换法探究磁场对通电导体有力的作用。(科学思维) 3. 经历探究电动机的工作原理和制作电动机模型的过程，培养初步分析问题的能力。(科学探究) 4. 初步了解物理知识如何转化成实际应用技术，提高学习科学知识和应用物理知识的兴趣。(科学态度与责任) 一、磁场对通电导体的作用 1. 磁场对通电导体具有 力 的作用。 2. 通电导体在磁场中受力的方向与 电流 方向和 磁场 方向有关。 二、电动机 3. 结构：主要由 磁铁 和 线圈 两部分组成。 4. 原理：通电线圈在磁场中 受力转动 。 5. 能量转化： 电能 转化为 机械能 。 6. 换向器的作用：当线圈转过平衡位置时自动改变线圈中的 电流方向 。 【判一判】 1. 磁场对放入其中的物体有力的作用。 (　×　) 2. 将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调可以改变通电导体在磁场中的受力方向。 (　×　) 3. 当线圈在磁场中转动时，换向器可随时改变线圈中的电流方向。 (　×　) 4. 直流电动机工作时，线圈刚转至平衡位置，换向器就自动改变线圈中的电流方向。 (　√　) 【填一填】 5. 电风扇的工作过程，是通过电动机带动叶片旋转，电动机工作过程是将 电 能转化为 机械 能的过程。 　　磁场对电流的作用 如图所示是探究磁场对电流作用的实验装置，请探究并回答下列问题。 闭合开关时发现导体棒ab运动起来，这说明了什么问题？ 答案：闭合开关时导体棒ab运动起来是受到了力的作用，这说明了磁场对通电导体有力的作用。 若要改变导体棒的运动方向，有哪些措施？ 答案：若要改变导体棒的运动方向，也就是改变导体棒的受力方向，可以改变电流方向(对调电源的正、负极)，或者改变磁场的方向(对调磁极)。 该过程中有没有能量的转化？有的话能量是怎样转化的？ 答案：该过程中有能量的转化，导体棒获得机械能，消耗电能。所以能量的转化是电能转化为机械能。 若要增大导体棒受到的力，可以采取什么措施？ 答案：若要增大导体棒受到的力可以移动滑片增大电流，或者换用磁性更强的磁铁。 用如图所示的装置探究磁场对通电直导线的作用，给铝棒AB通电，观察到铝棒AB向右运动，要使铝棒AB通电后向左运动，下列做法可行的是(　C　) A. 仅换用磁性更强的磁体 B. 仅增加铝棒AB中的电流强度 C. 仅将磁体的N、S极对调 D. 仅将铝棒AB换成铜棒 通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向有关；换用磁性更强的磁体，增加铝棒AB中的电流强度，只会增加通电导体受到的力，不会改变运动方向。 1. 有一束电子流，在经过一盒子附近时，运动轨迹发生偏转，如图所示。则盒子内可能存在的物体是(　A　) ①磁铁；②铅块；③带正电荷的物体；④带负电荷的物体 A. ①③　　　　　 B. ②③ C. ②④ D. ③ 解析：如图所示，电子流发生偏转，说明电子流受到了力的作用，从我们所学的知识分析，有两种可能，一是异种电荷相互吸引，即盒子中可能是带正电的物体；二是电子流会受到磁场力的作用，即盒子中可能有一块磁体。故①③正确。 2. 在如图所示的实验中，开关闭合后，支架上原先静止的轻质铝管ab会朝某个方向运动，这表明磁场对通电导体会产生 力 的作用，改变磁场方向或者改变 电流 方向，可以使铝管ab运动的方向发生改变。 电动机 (选填“电动机”或“发电机”)就是根据这个原理制成的。 解析：开关闭合前，导体不运动，开关闭合后，导体中有电流通过，导体运动起来，说明磁场对通电导体会产生力的作用；改变磁场的方向或者电流的方向，铝管ab运动的方向发生改变；根据这一原理制成了电动机。 　　电动机 如图所示是电动机的工作原理图，请探究并回答下列问题。 甲 乙 丙 如图甲所示，线圈的ab边和cd边受力方向是否相同，为什么？线圈受到的力会产生什么效果？ 答案：ab边和cd边受力方向相反，因为这两条边的电流方向相反。在这两个相反的力的作用下，线圈会发生转动。 如图乙所示，ab段和cd段导线受到的力是平衡力。物理学中把这一位置叫做什么位置？线圈会不会继续转动？ 答案：当线圈平面和磁感线垂直时，ab段和cd段导线受到的力是平衡力，这个位置叫做平衡位置。在平衡位置线圈不会继续转动。 为了使线圈能够持续转动，可以在电路中接入一个什么装置？该装置起什么作用？ 答案：为了使线圈能够持续转动，可以在电路中接入换向器(如图丙所示的两个扣在一起彼此绝缘的半铜环)。它的作用是在线圈由于惯性刚转过平衡位置时改变线圈中的电流方向。 怎样改变电动机的转动方向？电动机工作过程中能量如何转化？ 答案：要