20.4 电动机 学案-2025-2026学年物理人教版九年级全一册

第二十章 电与磁 第4节 电动机 【学习目标】 1.通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，知道力的方向与电流方向和磁场方向有关。 2.了解直流电动机的构造和工作原理及其能量转化。 3.知道换向器的作用。 【学习重点】 磁场对通电导线的作用。 【学习难点】 直流电动机的构造和工作原理。 【自主预习】 1. 磁场对通电导线的作用 通电导线在磁场中受到 的作用，力的方向跟 的方向和 的方向有关。如果这两者其中之一的方向改变，则力的方向 （改变/不变）；如果两者的方向同时改变，则力的方向 （改变/不变）。 2. 电动机 （1）电动机的原理及构造：电动机由能够转动的 和固定不动的 组成。电动机是利用通电线圈在磁场中 而转动的原理制成的。为了使电动机能持续转动，电动机上用到 ，当线圈刚转过平衡位置时，换向器能自动改变线圈中 的方向，从而改变线圈受力方向，使线圈连续转动。 （2）电动机是把 能转化成 能的机器。 【探究新知】 探究点一 磁场对通电导线的作用 1.[演示实验] （1）将演示器接入电路中，闭合开关后，观察金属导体的运动。 现象：导体ab___________。 结论：通电导体在磁场中___________。 （2）磁极不变，改变电流的方向后,观察金属导体的运动；电流方向不变，改变磁极后，观察金属导体的运动。 现象：只改变电流方向或磁场的方向，导体运动的方向___________；同时改变电流方向和磁场方向，导体受力的方向___________。 2.[归纳] 通电导体在磁场中___________，且力的方向与___________和___________有关。当电流的方向或磁场的方向改变时，导体受力的方向___________。当电流方向和磁场方向都改变时，受力的方向___________。 3.[演示实验]通电线圈在磁场中转动 分别按图乙、甲、丙进行实验，观察实验现象。 [小组合作学习] ①图乙位置，线圈为什么静止不动。 ___________ 。 [归纳]此时线圈所处的位置，我们称为平衡位置。 ②图甲位置，线圈为什么能转动？ ___________ 。 ③图丙中线圈为什么逆时针运动？ ___________ ___________ 。 ④思考：图丙位置中，线圈逆时针运动，怎样才能使线圈也顺时针运动？___________。实际的电动机通过___________实现这一功能。 4.[归纳] ①电动机的工作原理： ________ ___。 ②电动机将电能转化为___________。 ③换向器的作用：线圈越过______ _____后，自动改变_______ ____，实现电动机连续转动。 探究点二 电动机的基本构造 电动机的主要部件是： 和 。实际的电动机为了转动平稳，转子由多组线圈组成。 探究点三 扬声器是怎样发声的 1. 作用：它是把 转变为 的装置。 2. 结构：线圈、永久磁体、锥形纸盆。 3. 原理：扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，由于线圈中的电流方向是不断的变化的，线圈就不断的来回 ，带动 也不断地来回振动，于是扬声器就发出了声音。 【当堂练习】 1.如图，闭合开关，铜棒向左运动，为使铜棒向右运动，下列操作不可行的是（ ） A．只对调电源的正、负极 B．只对调磁体的N、S极 C．导线①接A、C接线柱，导线②接B、D接线柱 D．同时对调电源正、负极和磁体N、S极 2. 如图所示，两根绝缘细线悬挂着的导体，放在U形磁铁中央， 两端连接着导线。若要探究电动机的工作原理，虚线方框中接入的实验器材是（　　） A．电源 B．电压表 C．灵敏电流计 D．滑动变阻器 3.如图所示是扬声器的结构图。当扬声器的线圈中通入因携带声音信息而时刻变化的电流时，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。下列说法中错误的是（　） A．扬声器工作时是将电能转化为机械能 B．扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动 C．扬声器中的永久磁体周围存在磁场 D．扬声器工作时线圈中的电流不变 4. 学习了电和磁的知识后，小明将强磁体靠近接在家庭电路中正在发光的白炽灯的灯丝，观察到灯丝来回晃动，经过分析，他认为灯丝动起来的原因是 。 5.如图的线圈abcd位于磁场中，ab和cd的受力方向______，（相同/不同）理由是： ，此时线圈_____（在/不在）平衡位置。 6.如图所示，在“探究磁场对通电直导线的作用”实验中，小明把一根轻质的铝棒EF置于蹄形磁体的磁场中。 （1）接通电源，通过观察___________来判断磁场对通电直导线有力的作用； （2）若只将磁体的两极对调，接通电源，观察到铝棒EF会向相反方向运动，说明力的方向与__________有关； （3）小明想探究“通电直导线在磁场中受力大小是否与电流大小有关”，请你帮助他写出具体的操作： 。 6. 如图甲是叶子姐姐自制的小风扇，使用时发现小风扇转动，但风却向后吹。叶子姐姐设计了如图乙所示的实验，探究其原因。 （1）闭合开关，给导体棒ab通电，发现导体棒ab向右运动，这表明导体棒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，发现导体棒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，发现导体棒ab向右运动，这表明 。 （4）上述实验的原理与_____装置的原理相同。 A．动圈式话筒 B．扬声器 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 。 参考答案 第4节 电动机 【自主预习】 1.力 磁场 电流 改变 不变 2.（1）转子 定子 受力 换向器 电流 （2）电 机械 【探究新知】 探究点一 磁场对通电导线的作用 1.（1）向右运动 受到力的作用 （2）改变 不改变 2.受到力的作用 磁场方向 电流方向 改变 不改变 3.① 线圈上、下两个边受力大小相等、方向相反，受力平衡，所以静止不动 ② 图甲位置，线圈左边与右边中电流方向相反，左边向上运动，右边向下运动，所以线圈顺时针运动 ③ 图丙位置中，绕圈左边与图甲相比，电流方向改变，左边向下运动，同样右边向下运动，线圈逆时针运动，最终静止在平衡位置 ④改变线圈电流的方向 换向器 4.①通电线圈在磁场中受力转动 ②机械能 ③平衡位置 线圈中电流的方向 探究点二 电动机的基本构造 磁体（定子） 线圈（转子） 探究点三 扬声器是怎样发声的 1.电信号 声音信号 3.振动 纸盆 【当堂练习】 1.D 2.A 3.D 4.灯丝受到磁场力的作用 5.不同 ab和cd中电流的方向不同 不在 6.（1）导体EF摆动 （2）磁场方向 （3）调节滑动变阻器的位置，改变电路中电流大小观察导体EF摆动幅度大小 7.（1）力 （2）通电导体棒ab在磁场中受力的方向与导体中的电流方向有关 （3）通电导体棒ab在磁场中受力的方向与磁场方向有关 （4）B 学科网（北京）股份有限公司 $$