20.4电动机 2023－2024学年人教版物理九年级全一册

第4节 电动机 1.通电导体在磁场中受到力的作用,其受力方向与电流的方向和磁感线的方向有关。 2.电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。电动机中能量是由电能转化为机械能。 力 电流 磁感线 通电线圈在磁场中受力转动 电 机械 1.磁场对通电导体的作用 (1)由于通电导体周围存在磁场,因此磁场对通电导体产生力的作用,实质上是磁体间通过磁场而发生的作用。(2)改变导体中的电流方向或者改变磁场方向,都能改变导体运动的方向,但二者同时改变时,导体运动方向不变。 2.直流电动机 (1)原理:直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。它在工作时将电能转化为机械能。(2)换向器的作用:当线圈刚转过平衡位置时,就自动改变线圈中的电流方向。(3)电动机工作时能量的转化:当电动机正常工作时,电能转化为机械能和内能,即W>Q;当电动机不转时,电能全部转化为内能,即W=Q。(4)直流电动机的转向与转速的调节:若要改变直流电动机的转向,只要改变电流的方向或磁场的方向即可;若要改变直流电动机的转速,只要改变电流的大小或磁场的强弱即可。 知识点1:磁场对通电导线的作用 1.[教材情境素材改编]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)闭合开关前,导体棒ab静止,闭合开关后,导体棒ab向右运动,说明通电导体在磁场中受到力的作用。 (2)断开开关,将图中磁铁的N、S极对调,再闭合开关,会发现导体棒ab的运动方向与对调前的运动方向相反,说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。 (3)断开开关,将图中电源的正、负极对调,再闭合开关,会发现导体棒ab的运动方向与对调前的运动方向相反,说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。 (4)如果同时改变磁场方向和电流方向,不能(选填“能”或“不能”)确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。 通电导体在磁场中受到力的作用 相反 磁场方向 相反 电流方向 不能 知识点2:电动机 2.电动机是利用磁场对电流的作用工作的。如图所示,如果要改变电动机的转动方向,可以通过改变线圈内电流的方向来实现。图中的线圈所在的位置是(选填“是”或“不是”)平衡位置,此时线圈由于惯性会继续转动,从而越过此位置。 磁场对电流的作用 是 惯性 3.如图所示是扬声器的构造示意图,它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。当线圈中有电流通过时,线圈受到磁场力的作用而运动;由于通过线圈的交变电流方向不断变化,线圈就不断地来回运动,带动纸振动发声。扬声器的原理与 电动机的原理大致相同。 磁场 振动 电动机 4.如图为小强同学探究“让线圈转起来”的实验 装置图,线圈能够转动的原理是通电导体在磁 场中受力的作用。在实验中,为了使线圈将能 持续转动,可采取的方法是将线圈引线一端接触支架的绝缘层全部刮掉, 另一端刮掉半周;要使线圈转得更快些,采取的方法是增大电流(或增强磁场) 。 通电导体在磁 场中受力的作用 将线圈引线一端接触支架的绝缘层全部刮掉, 另一端刮掉半周 增大电流(或增强 磁场) 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。此实验现象说明通电导体在磁场中受到力的作用,电动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磁场方向与导体运动的关系,当滑动变阻器的滑片向左移动后,金属棒的移动速度将变大(选填“变大”“变小”或“不变”)。 通电导体在磁场中受到力的作用 电动 磁场方向与导体运动的关系 变大 6.[科学思维]小明将直流电动机模型接入电路,闭合开关后,发现电动机不工作。他用手轻轻地碰了一下线圈后,直流电动机模型开始正常转动,其原因可能是 ( ) A.直流电动机的铜半环与电刷接触不良 B.电源电压太低 C.线圈刚好处于平衡位置 D.线圈中的电流太小 C 7.【探究名称】电风扇的转向与什么因素有关 【问题】小雪自制了一个小风扇,使用时发现小风扇转动,但风却向后吹。她设计了如图所示的实验,探究其原因。 【证据】 (1)闭合开关,给铜棒ab通电,发现铜棒ab向右运动。 (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。 (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。 【解释】 (1)对调电源正负极后,铜棒ab运动方向与对调前反向,这表明通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关。 (2)对调磁体磁极后铜棒ab运动方向与对调前反向,这表明通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关。 【交流】 (1)根据实验,要改变小风扇转动方向,小雪应该改变电流方向。 (2)请列举一个和小风扇工作原理相同的用电器:电吹风。 电流方向 磁场方向 改