20.4 电动机 学案- 2025-2026学年人教版九年级全一册物理

20.4 电动机 学案

知识梳理

1、磁场对通电导线的作用：

(1)演示实验：把一段导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线，观察它的情况。

实验表明：                                                  。

(2)演示实验：只改变刚才的实验中的电流的方向，再做一次实验，观察导线的运动方向。

实验表明：                                                  。

(3)演示实验：保持刚才的实验中的电流的方向不变，但把蹄形磁体两极调换一下，使磁场方向与原来相反，观察导线的运动方向。

实验表明：                                                  。

(4)总结得出：通电导线在磁场中要       ，受力的方向跟          、        有关。当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也           。该现象中把     能转化成

了      能。

(5)那么，通有电流的线圈放在磁场中，它会怎样运动？

实验表明：                                     。利用这个原理我们制作出了            。

2、电动机的基本构造：

（1）了解线圈为什么不能持续转动？

①如图甲：闭合开关，线框的ab边受力向______，cd边受力方向向_____，所以线框会沿____时针方向转动。

②如图乙：当线框运动到乙位置时，由于线圈上下两个边受力大小______，方向却______，此时线圈受到的力不能使线圈继续转动，这个位置是线圈的______________，在该位置，线圈平面与磁感线方向是________的（选填“垂直、平行”）。线圈到达平衡位置以后，不会马上停止，由于_______会越过平衡位置。

③如图丙：当线圈越过平衡位置以后，线圈受到的力使它____时针转动。受到的力要_______线圈的转动，所以线圈______连续转动。

（2）如何实现线圈连续转动？

①实际的直流电动机是通过＿＿＿＿来实现连续转动的；

②换向器作用：每当线圈转过＿＿＿＿时，自动改变通入线圈中的＿＿＿＿，使线圈连续转动。

（3）电动机就是由能转动          的和不动          组成。

（4）电动机是把          能转化成           能的机器。

思考讨论

1、想一想：如果电流和磁感线的方向都变得相反时，通电导线受力方向会怎样？

2、某电动机模型通电后不能转动，经检查，线圈此时并未处在平衡位置，则发生故障的原因可能是

什么？

难点剖析：

1、关于如图所示的实验装置图，下列说法正确的是（　　）

A．该装置探究的是发电机的原理

B．该装置能将机械能转化为电能

C．只改变电流方向时，通电导体的受力方向不变

D．同时改变电流和磁场方向时，通电导体的受力方向不变

【解析】

AB、该装置中有电源提供电能，这是研究通电导体在磁场中受力的装置，是电动机的工作原理，此过程中，电能转化为机械能，故AB错误；

CD、磁场对通电导体的作用力的方向与电流方向、磁场方向的有关，只改变电流方向或只改变磁场都可以改变通电导体的受力方向；同时改变电流和磁场方向时，通电导体的受力方向不变，故C错误，D正确。

故选：D。

2、通电线圈abcd分别在不同的磁场中转动，如图甲、乙所示，已知图甲中导线ab所受磁场力的方向竖直向上，则（　　）

A．图甲中cd边所受磁场力的方向是竖直向上

B．图甲中cd边所受磁场力的方向是竖直向下，是因为图甲中cd边所处磁场的方向与ab边的相反

C．图乙中cd边所受磁场力的方向是竖直向下

D．图乙中ab边所受磁场力的方向是竖直向下

【解析】

AB、已知图甲中导线ab所受磁场力的方向竖直向上，cd中的电流方向与ab中的电流方向相反，ab和cd在同一磁场中，磁场方向相同，所以cd边所受磁场力的方向是竖直向下的，故AB错误；

CD、图乙中线圈转动到该位置时，换向器会改变线圈中的电流，使得通过ab和cd的电流方向均与原来相反，且图乙和图甲相比，磁场方向相反；因电流方向和磁场方向都与原来相反，所以两导线所受磁场力方向均与原来相同，即ab边所受磁场力的方向竖直向上的，cd边所受磁场力的方向是竖直向下的，故D错误，C正确。

故选：C。

3、关于电动机的说法中不正确的是（　　）

A．电动机是利用磁场对电流的作用的现象制成的

B．电动机工作时，电能转化为机械能

C．直流电动机的换向器的作用就是改变磁场方向

D．直流电动机用一段时间后会发热，说明电能也有一部分转化为内能

【解析】

A、电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用而转动，所以电动机是利用磁场对电流的作用的现象制成的，故A正确；

B、工作时将电能转化为机械能，故B正确；

C、换向器的作用是改变线圈中电流的方向，故C不正确；

D、通电导体产生热量的原因是电能转化为内能，故D正确；

故选：C。

对应训练：

1、如图所示，闭合开关S时，观察到铜棒AB向左运动。为使开关S闭合后AB棒向右运动，下列操作可行的是（　　）

A．换用同样粗细的铁棒

B．对调电源的正负极

C．向左移动滑动变阻器的滑片

D．换一个磁性更强的磁体

2、甲、乙两图中的矩形线圈摆放情况如图所示，甲图中线圈与磁场平行，乙图中线圈与磁场垂直，现在给它们通以相同的电流，甲图中导线ab的受力情况如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．甲图中导线ab和cd受力方向相反，线圈能转动

B．乙图中导线ab和cd受力方向相反，线圈能转动

C．甲图中导线ab和cd受力方向相同，线圈能转动

D．甲乙图中导线ab受到的力的方向不同

3、下列关于电动机的说法中正确的是（　　）

A．电动机在工作时只将电能转化为机械能

B．电动机与其他机械相比具有结构简单、体积小、效率高、便于控制等优点