17.1 关于电动机转动的猜想（导学案）物理新教材沪粤版九年级下册

17.1 关于电动机转动的猜想（导学案） 【学习目标】 2022年课程标准 物理素养 3.4.5 结合实例，了解电动机的组成。通过实验，猜想电动机转动的原因，认识科学探究中“简化”思维的应用价值。 物理观念：认识电动机的主要组成部件（定子、转子），明确定子由磁体（或电磁铁）构成、转子由线圈构成，建立电动机结构的具象认知。 科学思维：理解“简化”这一科学研究方法，能将电动机复杂的定子、转子简化为蹄形磁铁和直导线/线圈，发展模型建构能力。 科学探究：通过“让电动机转起来”“观察电动机结构”的实验活动，体验科学探究的基本流程，能基于实验现象猜想电动机转动的原因，提升实验操作和猜想推理能力。 科学态度与责任：感受电动机在生产生活中的广泛应用，激发对电磁学应用的兴趣；在拆装和设计实验的过程中，培养动手实践能力和严谨的科学探究态度。 【学习重点】 1．电动机的主要组成部件（定子、转子）及各自构成； 2．电动机转动原因的猜想（磁场对通电线圈有力的作用）； 3．科学研究中“简化”思维的应用（定子、转子的简化方法）； 4．“让电动机转起来”实验的电路连接与故障分析。 【学习难点】 1．理解“简化”思维的本质（忽略次要因素、抽取主要因素）； 2．基于电动机结构和实验现象，合理猜想转动原因； 3．设计“验证电动机转动原因”的实验方案（控制变量、转换法的应用）。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1．电动机在生活中应用广泛，如电风扇、洗衣机、电动自行车等（举教材中三例），其核心功能是将电能转化为机械能。 2．电动机的主要部件包括定子和转子：由磁体（或电磁铁）组成的是定子，由线圈组成的是转子。 3．为了研究电动机转动的原因，需要对其部件进行简化：复杂的定子（电磁铁）可简化为蹄形磁铁，复杂的转子线圈可简化为单匝线圈或单根直导线。 4．电动机内磁体和线圈无直接接触，但通电后线圈会转动，由此猜想：电动机的转动可能与磁场和电流有关，推测磁场对通电线圈产生了力的作用。 5．“简化”是重要的科学思维方法，指忽略次要因素，抽取主要因素进行研究的做法。 【课堂探究】 探究一、认识电动机的结构 1．探究目标 （1）通过拆装电动机模型，识别定子和转子的组成； （2）理解定子和转子的核心作用，建立电动机结构的直观认识。 2．探究过程 （1）实验活动：参照教材活动2，观察电动机模型的内部结构； ① 拆解电动机，识别主要部件，记录各部件的构成： 部件名称 构成材料/结构 核心作用 定子 磁体（或电磁铁） 提供磁场 转子 嵌有线圈的硅钢片 通电后受力转动 ② 对比教材图17-1-3，明确：定子固定不动，转子可绕轴转动，二者无直接接触。 （2）结构简化：结合教材“金钥匙”，讨论简化依据； ① 定子简化：将复杂的电磁铁线圈简化为蹄形磁铁（图17-1-5），核心是保留其产生的磁场； ② 转子简化：将嵌在硅钢片槽内的多组线圈，简化为单匝线圈或单根直导线（图17-1-4），核心是保留通电导体这一关键因素。 3．探究结论 （1）电动机的基本结构：定子（固定，提供磁场）和转子（转动，通电线组）； （2）简化的核心：忽略不影响“磁场对通电导体作用”的次要因素（如硅钢片、线圈绕制细节），聚焦主要因素（磁场、通电导体）。 【例题1】 下列关于电动机结构的说法，正确的是（ ） A．定子是转动的，转子是固定的 B．定子由线圈组成，转子由磁体组成 C．定子提供磁场，转子通电后受力转动 D．定子和转子直接接触传递动力 【答案】C 【解析】电动机中定子固定、转子转动，A错误；定子由磁体（或电磁铁）组成，转子由线圈组成，B错误；定子的作用是提供磁场，转子通电后在磁场中受力转动，C正确；定子和转子无直接接触，D错误。 探究二、猜想电动机转动的原因 1．探究目标 （1）通过“让电动机转起来”的实验，观察通电后的现象； （2）结合电动机结构，合理猜想转动的根本原因。 2．探究过程 （1）实验活动：参照教材活动1，连接电路并观察现象； ① 实验器材：电动机模型、电源、开关、导线； ② 电路连接：按图17-1-2(a)，将电源、开关、电动机模型串联，闭合开关； ③ 现象记录：若连接正确，电动机的转子会转动；若不转动，需排查电路接触不良、电源电压不足等问题。 （2）猜想推导：基于实验现象和结构分析，小组讨论； ① 关键事实： 定子能产生磁场（磁体/电磁铁的特性）； 转子线圈通电后才会转动，断电后停止； 定子与转子无接触，却能产生转动动力。 ② 猜想：电动机的转动，是因为磁场对通电线圈产生了力的作用，这种力推动转子转动。 3．探究结论 电动机转动的核心原因猜想：磁场对通电线圈有力的作用，通电线圈在磁场中受到力的推动而转动。 【例题2】电动机通电后转子会转动，断电后停止转动，这一现象说明（ ） A．转动与磁场无关 B．转动与电流无关 C．转动与电流和磁场都有关 D．转子的转动是自发的 【答案】C 【解析】通电（有电流）时转动，断电（无电流）时停止，说明转动与电流有关；定子提供磁场，无磁场时线圈无法受力，说明转动与磁场有关，C正确。 探究三、设计验证猜想的实验方案 1．探究目标 （1）基于“磁场对通电导体有力的作用”的猜想，设计科学的验证实验方案； （2）掌握实验设计的核心思路（控制变量、转换法）。 2．探究过程 （1）实验思路分析： ① 简化模型：用蹄形磁铁模拟定子的磁场，用单根直导线模拟转子的通电导体； ② 核心问题：如何判断磁场对通电导体是否有力的作用？（转换法：通过观察导体是否运动来判断）； ③ 控制变量：需保证磁场和电流同时存在，分别验证“无磁场”“无电流”时导体是否运动。 （2）实验方案设计（参考教材要求）： ① 实验器材：蹄形磁铁（提供磁场）、直导线、电源、开关、导线、支架（固定导线，使其可自由运动）； ② 实验步骤： 组装装置：将直导线用支架固定在蹄形磁铁的两极之间，确保导线与磁场方向垂直，连接电源和开关； 情况1：闭合开关（通电流、有磁场），观察直导线是否运动； 情况2：断开开关（无电流、有磁场），观察直导线是否运动； 情况3：移除蹄形磁铁（有电流、无磁场），观察直导线是否运动； 记录各情况下的现象，对比分析。 （3）预期现象与结论： ① 若只有“通电流、有磁场”时直导线运动，说明磁场对通电导体确实有力的作用，猜想成立； ② 若其他情况下导线也运动，或该情况下不运动，说明猜想不成立，需重新分析。 3．探究结论 验证猜想的实验核心：通过转换法将“磁场对通电导体的作用力”转化为“导体的运动”，通过控制变量法排除“单一因素（电流或磁场）”的影响，从而验证猜想是否正确。 【例题3】设计验证实验时，“移除蹄形磁铁（有电流、无磁场）”这一步骤的目的是（ ） A．验证电流是否能使导体自发运动 B．验证磁场是否能使导体自发运动 C．验证磁场对通电导体的作用 D．简化实验装置 【答案】A 【解析】这一步骤中，有电流但无磁场，若导体不运动，说明电流本身不能使导体运动，排除“电流自发导致运动”的可能，从而凸显磁场的作用，A正确。 【归纳整理】 【课堂练习】 题组A 基础过关练 1．关于直流电动机，下列叙述正确的是（　　） A．直流电动机的原理是电流的磁效应 B．直流电动机正常工作时，是将电能转化为内能 C．直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的 D．电源的正、负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向也改变 【答案】C 【解析】A．直流电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，电磁铁的工作原理是电流的磁效应，故A错误； B．直流电动机正常工作时，消耗电能，产生机械能，所以直流电动机正常工作时是将电能转化为机械能，故B错误； C．直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的，换向器是用来改变电流的方向，故C正确； D．电源的正负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向不变，只改变其中一个时，直流电动机的转动方向会发生变化，故D错误。 故选C。 2．安装直流电动机模型时，要改变直流电动机的转动方向，可以（　　） A．改变电流大小 B．将磁体的N、S极对调 C．改变磁性强弱 D．将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调 【答案】B 【解析】AC．电动机的转动方向跟电流方向和磁场方向有关，和电流大小、磁性强弱无关，故AC不符合题意； BD．要想改变电动机的转动方向，可对调磁铁两极或改变线圈中电流的方向，二者同时改变时，电动机转动方向不变；故B符合题意，D不符合题意。 故选B。 3．如图1为一玩具直流电动机，它在工作时把电能转化为 能；同时改变直流电动机的磁场和电流方向，它的转动方向 （选填“改变”或“不改变”）；小明回家做了一个电动机模型如图2，他将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，要使线圈能连续转动，则另一端的漆皮应刮 （“半周”或“全部”）。 【答案】 机械 不改变 半周 【解析】[1]直流电动机工作时，消耗电能，获得机械能，所以把电能转化为机械能。 [2]直流电动机的转动方向与磁场方向和电流方向有关，当同时改变直流电动机的磁场和电流方向时，它的转动方向不改变。 [3]将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用而转动，另一个半周没有电流通过，利用惯性转动，从而能使线圈连续转动。如果两端都全部刮掉，线圈转过半周后受力方向改变，会阻碍转动，不能连续转动。 4．如图所示，某扫地机器人电动机额定电压为，正常工作时通过线圈的电流为，若此电动机线圈的电阻为，不计摩擦，电动机每分钟所做的机械功是 J。 【答案】300 【解析】这台电动机正常工作，根据焦耳定律线圈产生的热量 电动机消耗的电能 不计摩擦产生的热量，电动机每分钟所做的机械功是 5．电动自行车具有轻便、环保等特点。小天将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了。这个车钥匙其实就是一个 （选填“电源”或“开关”），骑行时，将电能主要转化为 能。 【答案】 开关 机械 【解析】[1]由题意可知，将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，相当于电路接通，因此，这个车钥匙其实就是一个开关，控制电路的通断。 [2]电动车是靠电动机来工作的，因此，骑行电动车是将电能转化为机械能。 题组B 能力提升练 1．如图所示为小明自制的简易电磁门锁，其中条形磁体为锁栓，锁栓与连动片固定在一起，构成了电磁锁的活动部分。闭合开关，向左移动变阻器的滑片P，锁栓由静止变为向左滑动，压缩复位弹簧，同时与锁扣分离，门锁被打开；断开开关，复位弹簧使门锁关闭。闭合开关，下列说法正确的是（    ） A．电磁铁的原理与电动机相同 B．电源d端为负极 C．打开门锁时，条形磁体在滑动过程中受到向左的摩擦力 D．滑片P向左移动过程中，电磁铁的磁性增强 【答案】D 【解析】A．电磁铁是利用电流的磁效应，电动机是利用通电导体在磁场中受力运动，原理不同，故A错误； B．闭合开关，锁栓向左滑动，说明电磁铁的b端为S极，根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向 N 极，四指环绕的方向为电流方向，可知电流从 d 端流入，所以 d 端为正极，故B错误； C．打开门锁时，条形磁体向左滑动，摩擦力方向与相对运动方向相反，所以受到向右的摩擦力，故C错误； D．滑片P向左移动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电流变大，电磁铁的磁性增强，故D正确。 故选D。 2．小明和小华分别用如图所示的装置研究简易电动机的工作情况，小明将线圈两端的漆全部刮掉，小华只将一端的漆全刮掉，另一端刮掉一半，闭合开关后（有电流通过灯丝，灯泡就发光），能够使线圈连续转动的是 （小明/小华）的做法，灯泡会时亮时灭的是 （小明/小华）的做法。 【答案】 小华 小华 【解析】[1][2]小明将线圈的引线两端的漆全部刮完，则线圈快越过平衡位置后，受到相反的力，故不能持续转动，只能看到线圈左右摆动，由于电流是持续的，故灯泡连续发光；小华将线圈引线一端的漆皮完全刮掉，另外一端只刮一部分，这样就保证了线圈越过平衡位置后断电，线圈由于惯性会接着运动，故小华可以看到线圈持续转动，但是电流时有时无的，故是灯时亮时灭。 3．利用如图所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”，应在M、N之间接入 （选填“小量程电流表”、“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”）。 【答案】 电源 铝棒 【解析】[1][2]探究磁场对电流的作用时，电路中必须有电源，所以在M、N间应接电源；铁、钴、镍等金属属于磁性材料，探究磁场对电流作用时，因为磁体能够吸引磁性材料，因此通电导体不能为磁性材料，故不能选择铁棒进行实验，而是铝棒。 4．如图所示为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，碲形磁体放在线圈周围。 （1）按他们这种方法刮漆，线圈在平衡位置附近时会 （选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”），目的是使线圈能够 ； （2）可以通过改变 方向，改变线圈的转动方向；（填一种方法） （3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是 。 【答案】切断线圈中的电流 依靠惯性持续转动 电流方向或磁体磁极方向 电流太弱、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置附近 【解析】（1）[1][2]将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮上半周的作用是当线圈刚转过平衡位置时，切断电流，依靠线圈的惯性转动下半周，从而保证了线圈持续的转动下去。 （2）[3]要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向。 （3）[4]如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，可排除无电流的情况，可能是电流太弱、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置附近等，可进行有针对性的尝试，包括换新电池使电流增大，换较强的磁场，或用手助推半周线圈使其转过不通电的位置。 题组C 培优拔尖练 1．在安装直流电动机模型的实验中，小明将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示。 （1）小明闭合开关，发现线圈不转，他用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因是 ； （2）若要电动机转速加快，小明应将滑动变阻器的滑片向 移动； （3）接下来，小明把永磁铁换成图乙所示的电磁铁，并将电磁铁线圈的两个接线柱M、N分别与电刷A、B相连，使电磁铁线圈与电动机模型线圈并联后，合用一个电源。当对调接在电源正、负极上的导线时，电动机线圈转动的方向会不会改变？答： ，理由是 ； （4）完成以上实验后，小明取下图中的电源换上小灯泡，在模型的转轴上饶上细线，如图丙所示，然后快速拉动细线，使线圈转动起来，结果小灯泡发光，此时这个模型就相当于 机； （5）电动机工作时将电能转化为 能。这台电动机正常工作时，两端的电压为6V，通过的电流为1A，若此线圈的电阻为1Ω，它的电功率是 W，这台电动机的效率约是 。 【答案】线圈刚好处在平衡位置 左 不会 电流方向和磁场方向同时改变 发电 机械能和内 6 83.3% 【解析】（1）[1]当电动机的线圈处于平衡位置时，受平衡力的作用，故可能电动机不转，拨动一下后，打破平衡，电动机便转动起来，并且靠惯性能转过平衡位置，连续转动。 （2）[2]若要电动机转速加快，可以增大电路中的电流，所以应将滑动变阻器的滑片向左移动，减小滑动变阻器的电阻，从而增大电路中的电流。 （3）[3][4]小明把永磁铁换成图乙所示的电磁铁，并将电磁铁线圈的两个接线柱M、N分别与电刷A、B相连，当对调接在电源正、负极上的导线时，通过的电流也会发生变化，磁场的方向发生了改变，则电动机线圈的受力方向不变，其转动方向不变。 （4）[5]取下电源换接上小灯泡，快速拉动细线，使线圈转动起来，线圈在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，小灯泡会发光，这是电磁感应现象，此时模型就相当于发电机。 （5）[6]电动机在工作时，电能转化为机械能和内能； [7]电动机的电功率P＝UI＝6V×1A＝6W 电动机的电功率为6W。 [8]设工作时间为t，则这台电动机在时间t内产生的热量Q＝I2Rt 消耗的总电能W＝Pt 产生的机械能为E＝W-Q 这台电动机的效率η＝＝＝≈83.3% 这台电动机的效率为83.3%。 2．2024年11月14日，中国新能源汽车年产量首次突破1000万辆，新能源汽车发展成为主要趋势。新能源汽车因环保、节能、高效等优势，成为人们的购车新选择。如图是国内某型号的新能源汽车，满载时的总质量是，g取。求满载时： (1)此新能源汽车行驶时，电动机把电能转化成了 能； (2)汽车满载时的总重量； (3)驾驶该汽车在高速公路上匀速行驶30min，前进54km，若所受阻力为总重力的0.1倍，这段路程中汽车的功率是多少？ 【答案】(1)机械/动；(2)；(3) 【解析】（1）新能源汽车行驶时，消耗了电能，获得了动能（机械能），因此新能源汽车行驶时，电动机把电能转化成了动能（机械能）。 （2）汽车满载时的总重量 （3）汽车所受的阻力 汽车匀速行驶，处于平衡状态，受到的牵引力等于阻力，即 此段路程中汽车所做的功 此段路程中汽车的功率 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1/1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 17.1 关于电动机转动的猜想（导学案） 【学习目标】 2022年课程标准 物理素养 3.4.5 结合实例，了解电动机的组成。通过实验，猜想电动机转动的原因，认识科学探究中“简化”思维的应用价值。 物理观念：认识电动机的主要组成部件（定子、转子），明确定子由磁体（或电磁铁）构成、转子由线圈构成，建立电动机结构的具象认知。 科学思维：理解“简化”这一科学研究方法，能将电动机复杂的定子、转子简化为蹄形磁铁和直导线/线圈，发展模型建构能力。 科学探究：通过“让电动机转起来”“观察电动机结构”的实验活动，体验科学探究的基本流程，能基于实验现象猜想电动机转动的原因，提升实验操作和猜想推理能力。 科学态度与责任：感受电动机在生产生活中的广泛应用，激发对电磁学应用的兴趣；在拆装和设计实验的过程中，培养动手实践能力和严谨的科学探究态度。 【学习重点】 1．电动机的主要组成部件（定子、转子）及各自构成； 2．电动机转动原因的猜想（磁场对通电线圈有力的作用）； 3．科学研究中“简化”思维的应用（定子、转子的简化方法）； 4．“让电动机转起来”实验的电路连接与故障分析。 【学习难点】 1．理解“简化”思维的本质（忽略次要因素、抽取主要因素）； 2．基于电动机结构和实验现象，合理猜想转动原因； 3．设计“验证电动机转动原因”的实验方案（控制变量、转换法的应用）。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1．电动机在生活中应用广泛，如____________、____________、____________等（举教材中三例），其核心功能是将______能转化为______能。 2．电动机的主要部件包括_________和_________：由磁体（或电磁铁）组成的是______，由线圈组成的是______。 3．为了研究电动机转动的原因，需要对其部件进行简化：复杂的定子（电磁铁）可简化为____________，复杂的转子线圈可简化为____________或____________。 4．电动机内磁体和线圈无直接接触，但通电后线圈会转动，由此猜想：电动机的转动可能与______和______有关，推测______对____________产生了力的作用。 5．“简化”是重要的科学思维方法，指忽略______因素，抽取______因素进行研究的做法。 【课堂探究】 探究一、认识电动机的结构 1．探究目标 （1）通过拆装电动机模型，识别定子和转子的组成； （2）理解定子和转子的核心作用，建立电动机结构的直观认识。 2．探究过程 （1）实验活动：参照教材活动2，观察电动机模型的内部结构； ① 拆解电动机，识别主要部件，记录各部件的构成： 部件名称 构成材料/结构 核心作用 定子 磁体（或电磁铁） 提供磁场 转子 嵌有线圈的硅钢片 通电后受力转动 ② 对比教材图17-1-3，明确：定子固定不动，转子可绕轴转动，二者无直接接触。 （2）结构简化：结合教材“金钥匙”，讨论简化依据； ① 定子简化：将复杂的电磁铁线圈简化为____________（图17-1-5），核心是保留其产生的磁场； ② 转子简化：将嵌在硅钢片槽内的多组线圈，简化为____________或____________（图17-1-4），核心是保留通电导体这一关键因素。 3．探究结论 （1）电动机的基本结构：______（固定，提供磁场）和______（转动，通电线组）； （2）简化的核心：忽略不影响“磁场对通电导体作用”的次要因素（如硅钢片、线圈绕制细节），聚焦主要因素（磁场、通电导体）。 【例题1】 下列关于电动机结构的说法，正确的是（ ） A．定子是转动的，转子是固定的 B．定子由线圈组成，转子由磁体组成 C．定子提供磁场，转子通电后受力转动 D．定子和转子直接接触传递动力 探究二、猜想电动机转动的原因 1．探究目标 （1）通过“让电动机转起来”的实验，观察通电后的现象； （2）结合电动机结构，合理猜想转动的根本原因。 2．探究过程 （1）实验活动：参照教材活动1，连接电路并观察现象； ① 实验器材：电动机模型、电源、开关、导线； ② 电路连接：按图17-1-2(a)，将电源、开关、电动机模型串联，闭合开关； ③ 现象记录：若连接正确，电动机的______会转动；若不转动，需排查电路接触不良、电源电压不足等问题。 （2）猜想推导：基于实验现象和结构分析，小组讨论； ① 关键事实： 定子能产生磁场（磁体/电磁铁的特性）； 转子线圈通电后才会转动，断电后停止； 定子与转子无接触，却能产生转动动力。 ② 猜想：电动机的转动，是因为______对____________产生了______的作用，这种力推动转子转动。 3．探究结论 电动机转动的核心原因猜想：______对____________有力的作用，通电线圈在磁场中受到力的推动而转动。 【例题2】电动机通电后转子会转动，断电后停止转动，这一现象说明（ ） A．转动与磁场无关 B．转动与电流无关 C．转动与电流和磁场都有关 D．转子的转动是自发的 探究三、设计验证猜想的实验方案 1．探究目标 （1）基于“磁场对通电导体有力的作用”的猜想，设计科学的验证实验方案； （2）掌握实验设计的核心思路（控制变量、转换法）。 2．探究过程 （1）实验思路分析： ① 简化模型：用____________模拟定子的磁场，用____________模拟转子的通电导体； ② 核心问题：如何判断磁场对通电导体是否有力的作用？（转换法：通过观察导体是否运动来判断）； ③ 控制变量：需保证______和______同时存在，分别验证“无磁场”“无电流”时导体是否运动。 （2）实验方案设计（参考教材要求）： ① 实验器材：蹄形磁铁（提供磁场）、直导线、电源、开关、导线、支架（固定导线，使其可自由运动）； ② 实验步骤： 组装装置：将直导线用支架固定在蹄形磁铁的两极之间，确保导线与磁场方向垂直，连接电源和开关； 情况1：闭合开关（通电流、有磁场），观察直导线是否运动； 情况2：断开开关（无电流、有磁场），观察直导线是否运动； 情况3：移除蹄形磁铁（有电流、无磁场），观察直导线是否运动； 记录各情况下的现象，对比分析。 （3）预期现象与结论： ① 若只有“通电流、有磁场”时直导线运动，说明______对____________确实有力的作用，猜想成立； ② 若其他情况下导线也运动，或该情况下不运动，说明猜想不成立，需重新分析。 3．探究结论 验证猜想的实验核心：通过____________法将“磁场对通电导体的作用力”转化为“导体的运动”，通过____________法排除“单一因素（电流或磁场）”的影响，从而验证猜想是否正确。 【例题3】设计验证实验时，“移除蹄形磁铁（有电流、无磁场）”这一步骤的目的是（ ） A．验证电流是否能使导体自发运动 B．验证磁场是否能使导体自发运动 C．验证磁场对通电导体的作用 D．简化实验装置 【归纳整理】 【课堂练习】 题组A 基础过关练 1．关于直流电动机，下列叙述正确的是（　　） A．直流电动机的原理是电流的磁效应 B．直流电动机正常工作时，是将电能转化为内能 C．直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的 D．电源的正、负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向也改变 2．安装直流电动机模型时，要改变直流电动机的转动方向，可以（　　） A．改变电流大小 B．将磁体的N、S极对调 C．改变磁性强弱 D．将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调 3．如图1为一玩具直流电动机，它在工作时把电能转化为 能；同时改变直流电动机的磁场和电流方向，它的转动方向 （选填“改变”或“不改变”）；小明回家做了一个电动机模型如图2，他将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，要使线圈能连续转动，则另一端的漆皮应刮 （“半周”或“全部”）。 4．如图所示，某扫地机器人电动机额定电压为，正常工作时通过线圈的电流为，若此电动机线圈的电阻为，不计摩擦，电动机每分钟所做的机械功是 J。 5．电动自行车具有轻便、环保等特点。小天将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了。这个车钥匙其实就是一个 （选填“电源”或“开关”），骑行时，将电能主要转化为 能。 题组B 能力提升练 1．如图所示为小明自制的简易电磁门锁，其中条形磁体为锁栓，锁栓与连动片固定在一起，构成了电磁锁的活动部分。闭合开关，向左移动变阻器的滑片P，锁栓由静止变为向左滑动，压缩复位弹簧，同时与锁扣分离，门锁被打开；断开开关，复位弹簧使门锁关闭。闭合开关，下列说法正确的是（    ） A．电磁铁的原理与电动机相同 B．电源d端为负极 C．打开门锁时，条形磁体在滑动过程中受到向左的摩擦力 D．滑片P向左移动过程中，电磁铁的磁性增强 2．小明和小华分别用如图所示的装置研究简易电动机的工作情况，小明将线圈两端的漆全部刮掉，小华只将一端的漆全刮掉，另一端刮掉一半，闭合开关后（有电流通过灯丝，灯泡就发光），能够使线圈连续转动的是 （小明/小华）的做法，灯泡会时亮时灭的是 （小明/小华）的做法。 3．利用如图所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”，应在M、N之间接入 （选填“小量程电流表”、“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”）。 4．如图所示为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，碲形磁体放在线圈周围。 （1）按他们这种方法刮漆，线圈在平衡位置附近时会 （选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”），目的是使线圈能够 ； （2）可以通过改变 方向，改变线圈的转动方向；（填一种方法） （3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是 。 题组C 培优拔尖练 1．在安装直流电动机模型的实验中，小明将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示。 （1）小明闭合开关，发现线圈不转，他用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因是 ； （2）若要电动机转速加快，小明应将滑动变阻器的滑片向 移动； （3）接下来，小明把永磁铁换成图乙所示的电磁铁，并将电磁铁线圈的两个接线柱M、N分别与电刷A、B相连，使电磁铁线圈与电动机模型线圈并联后，合用一个电源。当对调接在电源正、负极上的导线时，电动机线圈转动的方向会不会改变？答： ，理由是 ； （4）完成以上实验后，小明取下图中的电源换上小灯泡，在模型的转轴上饶上细线，如图丙所示，然后快速拉动细线，使线圈转动起来，结果小灯泡发光，此时这个模型就相当于 机； （5）电动机工作时将电能转化为 能。这台电动机正常工作时，两端的电压为6V，通过的电流为1A，若此线圈的电阻为1Ω，它的电功率是 W，这台电动机的效率约是 。 2．2024年11月14日，中国新能源汽车年产量首次突破1000万辆，新能源汽车发展成为主要趋势。新能源汽车因环保、节能、高效等优势，成为人们的购车新选择。如图是国内某型号的新能源汽车，满载时的总质量是，g取。求满载时： (1)此新能源汽车行驶时，电动机把电能转化成了 能； (2)汽车满载时的总重量； (3)驾驶该汽车在高速公路上匀速行驶30min，前进54km，若所受阻力为总重力的0.1倍，这段路程中汽车的功率是多少？ 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1/1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $