20.4　电动机- 2025-2026学年物理人教版（2024）九年级全一册

该初中物理课件围绕“电动机”这一核心知识点展开，从通电导线在磁场中受力的实验探究入手，逐步引导学生理解电动机的基本构造、工作原理及能量转化过程，通过对比实验现象与操作变化建立物理观念，形成由浅入深的学习支架。 其亮点在于深度融合科学思维与科学探究素养，以实验数据表格和问题链设计促进学生进行模型建构与推理论证，如通过改变电流方向或磁场方向观察导线运动方向的变化，强化对“力的方向与电流和磁场方向有关”的认知。同时借助换向器功能分析线圈连续转动机制，体现质疑创新意识。教学内容结构清晰，注重实践操作与生活应用结合，既提升学生解决实际问题的能力，又帮助教师高效落实核心素养目标。

第4节 电动机 课前 教材认知 课堂 重难突破 课前 教材认知 任务一 探究磁场对通电导线的作用 1.实验装置: 2.实验操作、现象及结论: 实验操作 实验现象 把导线ab放在磁场里,接通电源,让电流通过导线ab,观察它 的运动 通电导线向左运动 把电源的正负极对调后接入电路,观察导线ab的运动方向 通电导线向_运动 保持导线ab中的电流方向不变,把蹄形磁铁上下磁极调换 一下,观察导线ab的运动方向 通电导线向_运动 把电源的正负极和蹄形磁铁的上下磁极均对调,观察导线 ab的运动方向 通电导线向_运动 实验结论: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。当电流方向或磁场的方向变得相反时,通电导线受力的方向变得_; 当二者方向同时改变时,通电导线受力的方向_ 右 右 左 力 电流 磁场 相反 不变 任务二 了解电动机 1.基本构造:能够转动的_和固定不动的_。 2.工作原理:_。 3.工作分析: (1)线圈不能连续转动的原因:因为线圈越过_后,受到的力阻碍了 它的转动。 (2)使线圈连续转动起来的操作:在线圈刚转过_时,通过_ 自动改变线圈中的电流方向,从而使线圈持续转动下去。 4.能量转化:将_能转化为_能。 转子 定子 通电导线在磁场中受力运动 平衡位置 平衡位置 换向器 电 机械 课堂 重难突破 考点一 探究磁场对通电导线的作用 【一题式探究】在“探究磁场对通电导线的作用”实验中: 【提出问题】 (1)我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中, 那么通电导体周围也存在_,磁体会对通电导体产生力的作用吗? 【实验设计】 (2)如图所示,将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间,未闭合开关前,导体静止,闭合开关 后,如果导体_,则说明磁场对_导体有力的作用。 磁场 运动 通电 【实验操作】 (3)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ab的运动方向 与对调前的运动方向_,说明通电导体在磁场中的受力方向与_ 方向有关。 (4)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ab的运动方向 与对调前的运动方向_,说明通电导体在磁场中的受力方向与_ 方向有关。 (5)如果同时对调磁铁的N、S极和电源的正、负极,导体ab的运动方向_ (选填“改变”或“不改变”)。 相反 磁场 相反 电流 不改变 【实验延伸】 (6)小明同学闭合开关后左右移动滑动变阻器的滑片,发现导体ab始终处于静止状态。 经检查,全部实验器材均无故障且连接无误,你认为通电导体ab在磁场中处于静止的原 因是_。(写出一条即可) (7)通电导体在磁场中受力的大小与什么有关?小明有两个猜想: ①与电流大小有关; ②与磁场强弱有关。 针对猜想①,小明的操作是_。 针对猜想②,小明的操作是_。 磁铁磁性太弱 移动滑动变阻器的滑片后,再观察导体ab的摆动幅度 更换磁性更强的磁铁,再观察导体ab的摆动幅度 技法点拨 1.通电导体在磁场中运动不明显的原因: 通电导体受到的力太小或者摩擦力太大或磁场太弱。 2.使实验现象更明显的方法: 增大电源电压、换用磁性更强的磁体。 考点二 电动机 【典题】研究电动机的工作过程: (1)电动机的工作原理是磁场对_有力的作用。图甲中,线圈左右两 边框ab、cd的受力方向相反,其原因是_。线圈从图示位置再 转动_度后线圈将恰好达到平衡位置,并最终停在该位置。 通电线圈 电流方向相反 90 (2)图乙中的线圈可以持续转动,是因为它加装了_,该装置能在线圈 _(选填“刚转到”“即将转到”或“刚转过”)平衡位置时,自动改变线圈中 的电流方向。 (3)线圈正常转动后,若把电源的两极对调一下,观察到线圈转动的方向_ (选填“改变”或“不变”)。 (4)为了提高电动机转速,可采取的方法是_。 换向器 刚转过 改变 增大电源电压 技法点拨 电动机通电后不转的原因: (1)电源电压太低;(2)电路断路; (3)线圈恰好位于平衡位置。 A 基础必会 B 能力提升 C 素养培优 A 基础必会 考点一 探究磁场对通电导线的作用 1.图甲是探究磁场对通电导线的作用的实验示意图,小林同学实际探究时,在电路中连接了一个滑动变阻器,如图乙所示,实验数据记录如表。 实验序号 磁场方向 ab中电流方向 ab运动方向 1 向下 无电流 静止不动 2 向下 由a向b 向左运动 3 向上 由a向b 向右运动 4 向下 由b向a 向右运动 (1)小林在电路中接入滑动变阻器的作用是_。 (2)闭合开关前,导线ab静止,闭合开关后,发现导线ab运动,这说明磁场对通电导线 有_的作用。 (3)比较实验2和3,说明通电导线在磁场中的受力方向与_有关;比 较实验_,说明通电导线在磁场中的受力方向与电流方向有关。 (4)小林通过观察导线运动方向,来判断导线在磁场中受力方向,用到的物理学方 法是_。 (5)根据这个实验原理发明了_,这个机器将电能转化为_ 能。 保护电路 力 磁场方向 2、4 转换法 电动机 机械 考点二 磁场对通电导线的作用 2.在如图所示的装置中,下列操作可以改变导体棒运动方向的是( ) A.断开开关S B.只将磁体的N、S极位置对换 C.将滑动变阻器的滑片向左移动 D.同时改变电源的正、负极和磁 体的N、S极位置 B 3.如图所示,铝棒用导线悬挂在磁体两极之间,通电后铝棒向左侧摆动,这是因为受到了_对它的作用力,这是_能转化为_能。 磁场 电 机械 考点三 电动机 4.(2024 江西中考)在大力倡导节能环保、践行低碳生活的新时代,新能源汽车越 来越普及。其中新能源电动汽车中的电动机利用通电线圈在_中受力 转动,把_能转化为机械能,从而驱动汽车行驶。 磁场 电 5.电动机在现代生产、生活中有广泛的应用。 (1)如图所示是电动机原理图,将通电线圈abcd置于磁场中,线圈的ab、cd边受力 方向_,不在一条直线上,使线圈转动起来; (2)某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的,遇到障碍时,只要按下倒车开关就 能改变线圈中_来实现倒车。 相反 电流的方向 6.小明组装好如图所示的电动机,接入电路进行调试,闭合开关后发现电动机不 转动,此时小明为了检查出问题所在,他应优先进行的操作是( ) A.换用磁性更强的蹄形磁铁 B.检查电刷与换向器是否接触不良 C.轻轻拨动一下线圈的位置 D.给电动机提供更大的电压 C B 能力提升 7.(多选)(2024 广西中考)如图,兴趣小组制作了一个电动机,给线圈通电,轻轻一 推,线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有( ) A.电动机主要由磁体和线圈组成 B.电动机主要把动能转化为电能 C.对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向 D.电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关 A、C 8.(新考法)(2024秋 苏州质检)有人做了如图所示的实验:向环形塑料凹槽内注满 水银,然后通过接线柱将凹槽内的水银接入电路,再在圆环中央放置一块圆柱形 磁铁。闭合开关,凹槽内的水银会逆时针流动起来,则下列说法中不正确的是( ) A.水银流动的原理是磁场对通电导体有力的作用 B.若只对调电源正负极,水银将顺时针流动 C.该过程中将机械能转化为电能 D.若将串联的蓄电池再增加一节,水银的流 动速度将变快 C 9.(2024秋 汕尾质检)如图所示,将铜导线折成线框并放在干电池的正极上,负极 吸附着强力磁铁,线框与磁铁组成闭合回路,线框在磁场中受到_的 作用而转动起来。转动过程中,电能转化为_能,如果再吸附一块磁铁, 线框的转速会变_。 磁场力 机械 大 10.(2024秋 郑州质检)小路同学在学习了电与磁知识后,对磁现象很感兴趣。一天晚上,他在台灯下研究磁铁,发现当磁铁靠近发光的台灯时,灯泡内的灯丝晃动了。小路同学对这一现象提出了猜想假设,并进行了初步论证。 (1)猜想假设:_; (2)论证方法:_。 磁铁对通电导体有力的作用 关闭台灯,磁铁再次靠近台灯,看灯丝是否晃动 11.利用图甲所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”。 (1)应该在M、N之间接入_(选填“小测量范围电流表”“电源”或“灯泡”), 装置中的导体棒应选用轻质的_(选填“铁棒”或“铝棒”); (2)如图乙中,磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体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,通电后若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,理由是_。 电源 铝棒 竖直向上 不是 两个力不在同一条直线上 C 素养培优 12.(科学思维)科技小发明能够培养学生的动手创作能力。如图所示是某次科技小发明展览会上的作品,它叫电磁秋千或电磁摆,秋千底部由一个线圈缠绕而成,线圈下方放一块永久磁铁,线圈通电后,就能不停地摆动。 (1)在磁场中,通电后线圈会受到力的作用而发生偏转,利用这一原理可制成 _。 (2)电磁秋千摆动过程中将_能转化为_能。 (3)若想让电磁秋千摆得更高些,你的建议是:_ _。 电动机 电 机械 增加电池节数(或换用磁性更强 的磁铁) 本课结束 $