20.4 电动机-2024-2025学年九年级下册物理同步辅导（人教版）

在不同位置又重复做了上述实验，仍观察到 引大头针的数量可以得出： 相 如图20一3一10所示类似的现象。根据小 同时，电磁铁线圈的匝数越多，它的磁性 阳的实验现象，问答下列问题。 越强。 精彩一题 小华在河边玩，在河中发现如图20一3一11 的装置，顺着导线小华来到河边的一个小屋，在 屋内发现如图20一3一12所示的装置。屋里的 叔叔告诉小华，这一套装置是一个防汛报警器。 水面 图20-3-10 电 (1)通过观察对比 两种情况可以得 图20-3-11 图20-3-12 出：电磁铁通电时有磁性，断电时没有 (1)请你把两图中的电路按设计要求连接起来。 磁性： (2)请说出：当图20一3-11中的水面升到一定 (2)通过观察对比b、c两种情况可以得出： 相同时，通过电磁铁的电流越 位置时，通过怎样的过程，使图20一3一12 大，它的磁性越强； 中的报警灯发光报警（图20一3一11中的球 (3)通过规察对比d中甲、乙两个电磁铁吸 A是一个浮子，能随水面的升降而升降)。 第 电动机 第4课时 电动机 基础巩固 1.通电导体在磁场中() 2.通电导体在磁场中受力而运动时( A.一定受磁场力作用 A.消耗了电能，产生了机械能 B.只有它垂直于磁场方向放置时，才会受到 B.消耗了机械能，产生了电能 磁场力 C.消耗了机械能，产生了内能 C.只要它不平行于磁场方向放置，就会受到 D.消耗了化学能，产生了电能 磁场力 3.关于直流电动机，下列说法正确的是( D.无论怎样放置都不会受到磁场力 A.电动机工作时，机械能转化为电能 B.电动机是根据通电导线在磁场中受力发生：7.如图20一4一3是小华同学探究“让线圈转起 转动的原理来工作的 来”的实验装置图，线圈能够转动的原因是 C.电动机可以通过换向器来实现连续转动 ,在实验中要想使线圈转 D.同时改变磁场方向和线圈中的电流方向， 动方向与原来相反，可采用 或 才能改变电动机的转动方向 的方法 4.如图20一4一1所示，把一个线圈放在磁场 线圈 里，接通电源，让电流通过线圈，以下关于线 圈的运动情况的说法正确的是( 电池 A.线圈将向上平移 B.线圈将向右平移 图20-4-3 C.线圈将持续转动 8.直流电动机是根据 的原理制成的. 家用电器中，用到电动机的有 等 D.线圈将转动，但不能持续，最后停在某一 9.小明根据所学的电动机知识买了相应的配件 位置 制作了一个小电动机，在使用时出现了以下 5.下列叙述中不属于电动机优点的是() 几个问题，请你帮助小明分析一下原因： A.电动机启动和停止都比较方便 (1)通电后电动机不转，用手轻轻拨动一下就 B.电动机构造简单、体积小 转起来了。 C.电动机效率高，对环境无污染 D.电动机要消耗能源 (2)电动机有时转有时不转。 图20-4-1 图20-4一2 6.(多选)在图20一4一2所示的实验装置中，接 通电源后，导体ab受力的作用产生运动，然 后改变电流方向或磁感线方向，则( A.在上述实验现象里，是机械能转化为电能 B.通电导体在磁场里受力的方向跟电流方向 (3)电动机转速较慢。 有关 C.通电导体在磁场里受力的方向跟磁感线方 向有关 D.同时改变电流方向和磁感线方向，通电导 体受力方向不变 能力提升 1.下列哪些措施中，不能增大直流电动机线圈 A.电流方向变为和原来相反，导线受力方向 的转速的是( 也变为和原来相反 A.换用磁性更强的磁极（其他量不变） B.磁场方向变为和原来相反，导线受力方向 B.换用电压更高的电源（安全范围内） 也变为和原来相反 C.将N、S极对调 C.电流方向和磁场方向同时变为和原来相 D.增大线圈的匝数 反，导线受力方向也变为和原来相反 2.直流电动机换向器的作用是( D.电流方向和磁场方向同时变为和原来相 A.线圈平面与磁感线方向平行时，改变线圈 反，导线受力方向和原来相同 的转动方向 6.小源同学自己动手做了一个直流电动机模 B.线圈平面与磁感线方向垂直时，改变线圈 型，接通电路后发现电动机不转动，可当他拨 的转动方向 了一下线圈后，电动机就快速地转了起来，造 C.线圈平面与磁感线方向平行时，改变线圈 成这一情况的原因可能是( 中的电流方向 A.电源电压太低 D.线圈平面与磁感线方向垂直时，改变线圈 B.电刷接触不良 中的电流方向 C.电源正、负极接反了 3.在安装直流电动机模型的实验中，如果安装 D.开始时，线圈处于平衡位置了 完毕，闭合开关后，线圈顺时针转动，则能使 7.在物理学中，用⑧表示电流的方向垂直于纸面 线圈逆时针转动的做法是( 向里，⊙表示电流的方向垂直于纸面向外。如 A.减少一节电池，使通过线圈的电流减小 图20一4一4所示，图甲表示直导体a在磁场 B.把电源的两极和磁体的两极同时对调 中受到一个既跟电流方向垂直，又跟磁感线 C.改变滑动变阻器的滑片，使通过线圈的电 方向垂直的水平向左的磁场力F,图乙所示 流增大 的四种情况中，通电导体b受到的磁场力方 D.把电源两极对调，改变线圈中的电流方向 向水平向左的是( ) 4.(多选)电动机是一种高效率、低污染的动力 设备，广泛应用在日常生活和生产实践中，下 品正 哥 列家用电器中应用了电动机的是( 乙 A.洗衣机 B电风扇 图20-4-4 C,电饭煲 D.电热毯 8.(多选)如图20一4一5为研究磁场对通电导 5.关于通电导线在磁场中受力的方向与电流方 线作用的实验装置，当接通电源，有电流由 向和磁感线方向之间的关系，下列说法中错 至b通过导线ab时，它将受到磁场力作用而 误的是( 向左运动，则() 11.如图204一7所示为 的模型示 意图。 图20-4-5 A.当磁场方向相反时，ab将向右运动，电能 转化为机械能 B.当电流方向相反时，αb将向右运动，机械 能转化为电能 C.当电流和磁场方向同时改变时，ab将向左 图20-4-7 运动，电能转化为机械能 (1)根据序号填出各部分的名称。 D.当电流和磁场方向同时改变时，ab将向左 ① ；② ；③ 运动，机械能转化为电能 ④ 9.图20一4一6是小明同学“探究通电导体在磁 (2)小明按照说明书组装好了电动机的模 场中的受力情况”而设计的一个实验装置图。 型，但是怎么弄它就是不转，下面是他想 到的可能原因，请你分析， 是可 能的， 是不可能的。 ①接线柱接触不良 ②电池装反了 图20-4-6 ③转子和定子之间的摩擦力太大了 (1)为了探究通电导线受力方向与电流方向 ④磁铁的极性反了 的关系，他的做法是： ⑤电池没有电了 (2)为了探究通电导线受力方向与磁感线方 ⑥磁铁的磁性不够强 向的关系，他的做法是： 12.某电动机工作时的电压为220V,电流为 (3)实验表明：通电导线在磁场中的受力方向 10A,线圈电阻为2Ω，则1s内转化为机械 跟 的方向、 的方向都 能的是多少焦？转化成的内能是多少焦？ 有关。 10.正确连接好直流电动机模型电路后，合上开 关，电动机不转，试列出可能产生故障的原 因及相应的排除故障的办法。 (1)原因： 排除故障的办法： (2)原因： 排除故障的办法： 13.用磁体去靠近点亮的台灯灯泡，观察到里面：时，电动机转速还比较慢，灯泡最亮：而随着电 的灯丝抖动起来，让磁体离开，抖动立即消 动机转速变快，灯泡则逐渐变暗了，并且当电动 失。你亲自做一下，并用所学知识解释这一 机转得最快时，灯泡也最暗，怎么样，你一定觉 现象，并与其他同学交流，找到更合理的 得很新奇有趣吧？那么现在让我们一起来动动 答案。 脑筋。 图20-4-8 (1)在如图所示的电路中，如果用手指捏住玩具 电动机的转轴，使其转动变慢最后完全停下 来，灯泡的亮度将 ,通过电动机的 电流将 (选填“变大”“变小”或“不 变”)。 (2)家用电风扇的主要部分就是电动机，如果转 动中的电风扇受到外物阻碍（如有衣服被吸 到扇叶上)而无法转动，可能会导致火灾的 发生，请你简要分析其中的原因。 精彩一题 阅读下面材料，回答问题。 你肯定见过，电风扇通电后的转速是由慢 逐渐变快的。那么你猜在这个过程中，通过电 风扇内电动机的电流会不会变化呢？如果转动 中的电风扇因为受到阻碍而停止，通过电风扇 内电动机的电流又会如何变化？会带来什么后 果呢？让我们做一个简单的实验吧。如图20一 4一8所示，把一个玩具电动机、一只小灯泡和 两节电池串联起来，接通电路后，电动机便开始 由慢到快转动起来，这时我们会发现，刚通电铁的铁芯必须是软磁性材料，以保证断电 数量较多，说明磁性较强，可得：电流相同 后电磁铁的磁性立即消失。因此应选D。 时，电磁铁线圈的匝数越多，它的磁性 5.A 越强。 6.C点拨：当摄像系统的电路自动拍摄违 精彩一题 章车辆时，工作电路工作，电磁铁有磁性， (1)连接情况如答图所示。 控制电路工作，光控开关和压力开关同时 闭合：如果光控开关和压力开关是并联 的，只要红灯亮或只要车超过停车线，摄 像头就拍摄。 答图 7.磁化磁场通电螺线管铁芯 (2)当水面上升到一定位置时，浮子A因 8.断开开关向右移动滑片P点拨：当开 受到水的浮力作用而上升，托起“工”字形 关断开时，电磁铁将失去磁性，小铁钉在自 铁件，从而使工作电路接通，报警灯发光 身重力作用下落下来：而当滑片向右移动 报警。点拨：本题中控制电路的开关不 时，变阻器连入电路中的电阻变大，电路中 是人为地闭合和断开，而是通过水面升、 的电流变小，故使电磁铁的磁性减弱，因此】 降而自动地闭合和断开，从而控制报警电 其吸引小铁钉的数目会减少。 路自动闭合：即闭合开关灯亮报警和断开 9.吸引弹簧（或弹力）弹性势动 开关灯熄解除警报，具有很高的实用价 10.(1)a、b(或a、c或a、d)(2)电磁铁线圈 值。在回答它的工作原理时，应从开关闭 的匝数(3)电流点拨：(1)a图，开关 合引起的一系列变化按顺序回答。浮子 断开，电路中无电流，电磁铁没有吸引大 所处的部分相当于一个控制开关，由图可 头针，说明没有磁性；b或c或d开关闭 以看出，水面上升时，浮子A在漏斗形的 合，线圈中有电流通过，电磁铁吸引大头 竹片圆筒内上浮，当水面上升达到警戒水 针，说明有磁性；因此通过观察对比a、b 位时，浮子A就会顶起金属板，使触点开 (或a、c或a、d)两种情况可以得出：电磁 关K闭合，电磁铁电路连通，电磁铁通电 铁通电时有磁性，断电时没有磁性：(2)b、 有磁性，吸下衔铁使报警电路的触点开关 c两种情况，线圈匝数相同，电流不同，b 闭合，灯亮发出防汛警报。 电路滑动变阻器的电阻较小，电路中的电 流较大，电磁铁吸引的大头针较多，说明 第4节 电动机 磁性较强，可得：电磁铁线圈的匝数相同 第4课时电动机 时，通过电磁铁的电流越大，它的磁性越 强：(3)d中甲、乙两个电磁铁串联，电流【基础巩固】 相等，甲的线圈匝数较多，吸引大头针的1.C点拨：当通电导体不平行于磁场方向 放置时，电流方向与磁场方向之间不平 (3)电源提供电压不足，或磁场较弱。 行，才会有一定夹角，只有这样才会受到【【能力提升】 磁场力的作用。 1.C2.D3.D 2.A 4.AB点拨：洗衣机、电风扇都是利用电动 3.C点拨：直流电动机是通过换向器来自 机工作的，电饭煲、电热毯是利用电流的热 动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈 效应工作的。 的受力方向，实现连续转动的。 5.C点拨：通电导线在磁场中的受力方向 4.D点拨：当线圈平面与磁感线平行时，ab 跟导线中的电流方向和磁场方向有关，两 和cd边所受磁力大小相等，方向相反，但！ 个因素中的任意一个改变，导线的受力方 不在一条直线上，线圈转动：当线圈平面与 向发生改变，两个因素同时改变则导线的 磁感线垂直时，ab、cd边所受力在同一条 受力方向不改变。 直线上，线圈受平衡力，由于惯性，线圈可6.D 越过该位置，但越过该位置后，线圈将反向7.C点拨：磁场对通电导线产生力的作用 转动，线圈在该位置来回往复摆动，最后由 的方向与两个量的方向有关，只改变磁场 于轴和轴承间摩擦停在该位置。 方向或电流方向时，受力方向改变：两个 5.D点拨：电动机是电能转化为机械能的 量方向同时改变时，受力方向不变，比较 用电器。电动机的启动和停止可以通过通 时将乙图中的每一个图与甲图进行比较， 断电来实现。电动机效率高，只有少量电 把甲图当作参照。 能转化为内能损失了，电动机消耗的电能8.AC点拨：该实验研究过程是将电能转化 不会产生污染环境的废气。电动机构造简 为机械能，所以可将B、D两选项排除，根 单、体积小。 据电流方向与导体运动方向的关系就可找 6.BCD点拨：在题述实验现象里，是电能转 出正确答案。 化为机械能。通电导体在磁场里受力的方9。(1)保持磁场方向不变，改变电流方向，观 向跟电流方向和磁感线方向有关。当电流 察导线的运动方向(2)保持电流方向不 方向和磁感线方向都改变时，通电导体的！ 变，改变磁场方向，观察导线的运动方向 受力方向不会发生改变。 (3)电流磁感线点拨：通电导线在磁场 7.通电导体在磁场中受力的作用 对调电源 中受力方向同时取决于磁场方向和电流方 正、负极对调磁极 向两个因素，所以在探究受力方向跟其中 8.通电线圈在磁场里受力转动 电风扇、洗 一个因素的关系时，应该用控制变量的实 衣机 验方法。 9.(1)电动机线圈刚好处于平衡位置。 10.(1)磁铁无磁性更换磁铁(2)电刷与 (2)电动机电刷与换向器接触不良。 换向器接触不良可压紧电刷与换向器 的接触片(3)线圈正处于平衡位置让 过的电流越大，灯泡越亮。(2)电风扇 线圈越过平衡位置（任选两种答案即可） 将电能转化为机械能和少量内能，风扇不 点拨：电动机的工作原理是线圈在磁场中 转动时，电能全部转化为内能。 受到力的作用而转动，并且所受的力必须 第5节 磁生电 是非平衡力，则电动机不转有可能是磁铁 第5课时 磁生电 无磁性，不受磁场力而线圈不转动：可能 是电动机的换向器与电刷接触不良，使电 【基础巩固】 路中无电流：还可能是线圈正处在平衡位 1.D2.C3.A 置，由于线圈受平衡力，使线圈保持静止！ 4.C点拨：电磁感应现象中，感应电流的方 状态不变等。 向与导体运动方向和磁感线方向有关。当 11.直流电动机(1)①线圈②磁极 ③换 只改变其中一个方向时，感应电流的方向 向器④电刷(2)①③⑤⑥②④ 相反：当两者方向同时改变时，感应电流的 点拨：电动机转动的条件：①电路通路，使 方向不变。故只有C选项正确。 线圈中有电流，且电流足够大：②磁极安↑5.D点拨：此题主要是考查电动机和发电 装正确，且磁场足够强。 机的主要区别，发电机是利用电磁感应现 12.解：电动机消耗的总电能为 象制成的，把机械能转化为电能：电动机是 W=U1t=220V×10A×1s=2200J. 利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制 转化为内能 成的，把电能转化为机械能。 W,=PRt=(10A)2×22×1s=200J。6.大于(1)电磁感应现象(2)电流的磁效 转化为机械能 应点拨：导体棒ef向右滑动时，满足产 W2=W-W1=2200J-200J=2000J. 生感应电流的条件，则有电流通过螺线管， 13.台灯灯丝内通过的是交流电，即导线内电 通电的螺线管具有磁性，再吸引上面的软 流方向来回不停地变化，又由于磁场对通 铁块，使弹簧测力计示数变大。 电导线有力的作用，作用力的方向和电流 【能力提升】 的方向有关，因此，用磁体靠近点亮的灯1.A 泡时，螺旋状的钨丝不停地抖动。 2.C点拨：产生感应电流的条件是：闭合电 精彩一题 路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线 (1)变亮变大(2)主要原因是：风扇停 运动。选项A、B、D中，铝框都没有切割磁 转后，电动机线圈的电阻不变，但电流增 感线，故不正确。选项C,当铝框整体全部 大，根据焦耳定律Q=Rt,相同时间内产 在均匀磁场中时，不会产生感应电流，因为 生的热量大幅度增加，进而可能引发火灾。 这时不满足“一部分导体”，当铝框有部分 点拨：(1)灯泡的亮度可以直接观察，因通 移出均匀磁场中时，这时满足产生感应电