20.4 电动机-课件-2026-2027学年人教版物理九年级全一册

该初中物理课件聚焦“电动机”核心知识，通过电动玩具、电风扇等生活实例导入，引导学生探究磁场对通电导体的作用，经实验分析电流和磁场方向对受力的影响，逐步过渡到线圈转动及换向器作用，构建完整知识支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，设计磁场对通电导体作用实验（含思维导图），用控制变量法分析受力方向，结合换向器原理推理及电动晾衣架效率计算等实例，强化物理观念。助力学生提升探究能力，为教师提供系统教学资源与巩固习题。

人教版物理九年级全一册精做课件 授课教师： . 班 级： 9年级（ ）班 . 时 间： . 2026年7月22日 20.4电动机 第二十章 电与磁 20.4 电动机 同步练习题（人教版九年级全一册） 一、选择题（每题3分，共30分） 1. 电动机的工作原理是（） A. 电磁感应现象 B. 电流的热效应 C. 磁场对通电导体有力的作用 D. 电流的磁效应 2. 通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向取决于（） A. 只有电流方向 B. 只有磁场方向 C. 电流方向和磁场方向 D. 导体电阻大小 3. 若同时改变通电导体中的电流方向和磁场方向，则导体的受力方向将（） A. 改变 B. 不变 C. 反向加倍 D. 无法确定 4. 直流电动机中，换向器的主要作用是（） A. 改变磁场方向 B. 自动改变线圈中的电流方向 C. 增大电路电流 D. 固定线圈位置 5. 电动机工作时的能量转化是（） A. 电能转化为内能 B. 电能转化为机械能（少量内能） C. 机械能转化为电能 D. 内能转化为机械能 6. 下列电器设备中，利用电动机工作的是（） A. 电饭煲 B. 电烙铁 C. 电风扇 D. 电热水器 7. 增大通电线圈在磁场中转动速度的可行方法是（） A. 减小电流 B. 增大电流、增强磁场 C. 减小磁场强度 D. 更换更细的导线 8. 关于通电线圈在磁场中的受力转动，下列说法正确的是（） A. 线圈不受力 B. 线圈两边受力相反，发生转动 C. 线圈受力平衡，静止不动 D. 转动方向与电流无关 9. 直流电动机的组成部分不包括（） A. 磁极 B. 线圈 C. 换向器 D. 发电机 10. 线圈在磁场中转过平衡位置后，若无换向器，线圈将（） A. 持续匀速转动 B. 反向转动、来回摆动最终停下 C. 持续加速转动 D. 立即静止 二、填空题（每空2分，共28分） 11. 通电导体在磁场中会受到_________的作用，力的方向与_________方向和_________方向有关。 12. 电动机的工作原理：_________在磁场中受力转动。 13. 电动机工作时，主要将_________能转化为_________能，同时因导线发热会产生少量内能。 14. 直流电动机的核心结构：_________、_________、电刷、外壳等，其中_________是关键部件，保证线圈持续单向转动。 15. 只改变电流方向，线圈转动方向_________；只改变磁场方向，线圈转动方向_________；同时改变两者，转动方向_________。 16. 电动机转动快慢与_________大小和_________强弱有关，电流越大、磁场越强，转动越快。 三、实验规律题（共22分） 17. 根据磁场对电流的作用实验与电动机规律，完成填空。 （1）实验表明：通电导体_________（选填“会”或“不会”）在磁场中受到磁力作用。 （2）平衡位置是指线圈平面与磁场方向_________的位置，此时线圈受力平衡，瞬间静止。 （3）换向器的工作时机：线圈转过_________时，自动改变线圈中电流方向，改变受力方向，实现持续转动。 （4）电动机与电磁铁不同，电磁铁利用电流的_________效应，电动机利用磁场对电流的作用力。 （5）生活中洗衣机、电动车、水泵等设备，核心动力部件都是_________。 四、简答应用题（共20分） 18. 简要说明直流电动机中换向器的工作原理和重要作用。（10分） 19. 区分电动机与电热器的能量转化差异，并列举两种生活中的电动机应用实例。（10分） 五、参考答案与解析 选择题答案： 1.C 解析：电动机核心原理是磁场对通电导体有力的作用，电磁感应是发电机原理。 2.C 解析：通电导体受力方向由电流方向和磁场方向两个因素共同决定。 3.B 解析：两个影响因素同时反向，受力方向保持不变。 4.B 解析：换向器的唯一作用：线圈转过平衡位置时，自动改变线圈内部电流方向，保证单向持续转动。 5.B 解析：电动机是动力设备，主要将电能转化为机械能，线圈发热损耗少量电能转化为内能。 6.C 解析：电风扇靠电动机转动工作，其余均为电热类用电器，利用电流热效应。 7.B 解析：电流越大、磁场越强，通电线圈受到的磁力越大，转动速度越快。 8.B 解析：通电线圈两边电流方向相反，在同一磁场中受力方向相反，形成转动力矩，使线圈转动。 9.D 解析：直流电动机由磁极、线圈、换向器、电刷组成，不含发电机。 10.B 解析：无换向器时，线圈转过平衡位置后受力方向反向，会来回摆动，最终因阻力静止。 填空题答案： 11. 磁力；电流；磁场 12. 通电线圈 13. 电；机械 14. 磁极；线圈；换向器 15. 改变；改变；不变 16. 电流；磁场 实验规律题答案： （1）会 （2）垂直 （3）平衡位置 （4）磁 （5）电动机 简答应用题答案： 18. 答：工作原理：当通电线圈在磁场中转动、转过平衡位置时，换向器会自动切换与线圈连接的电刷，改变线圈中的电流方向。作用：改变线圈的受力方向，让线圈获得持续同向的转动力矩，避免线圈反向摆动，保证直流电动机能够持续单向转动，是电动机稳定工作的核心部件。 19. 答：能量转化差异：电动机主要将电能转化为机械能，少量转化为内能；电热器将电能全部转化为内能。应用实例：电动车驱动电机、洗衣机、电风扇、空调压缩机（任选两种即可）。 习题总结 本套习题全覆盖20.4电动机核心考点，包含磁场对通电导体的作用规律、受力方向影响因素、电动机结构与原理、换向器核心作用、能量转化、转速影响因素、生活应用。精准区分电动机与发电机、电热器的原理差异，攻克换向器工作逻辑、受力方向判断等高频易错点，完全适配同步巩固与中考基础复习，题型难度与整册习题标准统一。 学习目标 1.知道通电导线在磁场中会受力，力的方向与电流方向、磁场方向有关； 2.经历通电导线受力方向的分析过程，培养分析、归纳、推理能力。 3.通过通电导线在磁场中的受力的实验探究过程，体会转换法和控制变量法的应用，培养科学探究、解决问题的能力。 学习目标 电力机车、电梯、电风扇、冰箱、洗衣机、机器人，以及各种电动玩具都离不开电动机。电动机已经应用在现代社会生产生活的各个方面。给电动机通电，它就能够转动。这是为什么? 问题 课堂导入 电动玩具通电后动起来，电风扇通电后扇叶转动，电动车启动后便可行驶，充满电的机器人能做家务……这些物体通电后运动状态发生了改变， 是得益于其中一个重要的部件 电动机 电动机通电后会转动，你知道这是为什么吗？ 磁体在磁场中会受到力的作用， 磁体间通过磁场相互作用。 探究新知 通电导体周围存在磁场 那么通电导线是不是也会在磁场中受到力的作用呢？ N S 磁体周围存在磁场 探究新知 演示实验 【实验】探究通电导体棒在磁场中运动 　　1. 如图所示，把一根直导体ab放在磁场中的金属轨道上，接通电路，观察直导体ab的运动情况。 结论一：通电导体在磁场中会受到力的作用。 磁场对通电导线的作用 探究新知 通电导体在磁场中受力运动方向可能与哪些因素有关呢？ 探究新知 　　2. 断开开关，调整电路，把电源的正、负极对调后接入电路，使通过直导体ab的电流方向与原来的相反。接通电路，观察直导体ab的运动情况。 闭合开关，原来静止在磁场中的导体发生运动。 只改变电流方向，磁场中导体运动方向发生了改变。 N S I F N S I F 结论二：磁场方向一定时，改变电流方向，磁场中导体运动方向改变。 探究新知 　　3. 保持通过直导体ab的电流方向不变，把蹄形磁体的两个磁极对调，使磁场方向与原来相反，观察直导体ab的运动情况。 只改变磁场方向，磁场中导体运动方向发生了改变。 S N I F 闭合开关，原来静止在磁场中的导体发生运动。 N S I F 结论三：电流方向一定时，改变磁场方向，磁场中导体运动方向改变。 探究新知 　　4. 同时改变通过直导体ab的电流方向和磁场方向，接通电路，观察直导体ab的运动情况。 S N I F S N F I 同时改变电流方向和磁场方向，磁场中导体运动方向不变。 闭合开关，原来静止在磁场中的导体发生运动。 结论四：电流方向和磁场方向同时改变时，磁场中导体运动方向不变。 探究新知 ①通电导线在磁场中________作用。 ②力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关系： 当电流的方向或者磁场的方向____时，通电导线受力的方向____。 当电流的方向和磁场的方向________时，通电导线受力的方向____。 总结归纳 受到力的 改变 改变 不变 同时改变 1. 如图所示，在“探究磁 场对通电导体的作用”的实验中： （1）将一根导体 置于蹄形磁体 的两极之间，闭合开关前，导体 静止 运动 通电 ______，闭合开关后，导体______（以上两空均填“静止”或 “运动”），说明磁场对______导体有力的作用。 举一反三 12 （2）①小华进行“探究通电导体在磁场中受力的方向跟磁场 的方向是否有关”实验的思维导图应该是 自变量:__________ 控制变量:__________ 导体受力的方向 磁场方向 电流方向 因变量：________________ 举一反三 13 ②实验时，小华同时改变了磁场和电流的方向，发现导体运 动的方向没有改变，则 自变量是否改变?____ 因变量是否改变?____ 控制变量是否控制不变?____ 是 否 否 小华实验中 举一反三 14 ③小华在实验中出现的问题是 ___________________________________________________。 没有控制单一变量，磁场方向和电流的方向同时改变了 返回 举一反三 探究新知 实验中的直导线运动一段距离就会离开磁场，很难持续地运动。如果把一个通电的线圈放到磁场中，它会持续地转动吗？ 探究新知 演示实验 【实验】通电线圈在磁场中转动 　　1. 如图所示，把使线圈位于磁体两个磁极间的磁场中。接通电源，让电流通过，观察它的运动，并分析线框的受力情况。 探究新知 通电线圈在磁场中可以转过一个角度，但不能持续转动。 当线圈的平面与磁场垂直时，通电线圈受平衡力作用，达到平衡位置，此时由于惯性，线圈还会继续转动。 线圈靠惯性越过平衡位置后，线圈所受的力阻碍它沿顺时针方向转动，结果使线圈逆时针旋转。 如何才能使得线圈持续转动呢？ 甲 乙 丙 通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发生顺时针转动。 探究新知 2. 当线圈转到平衡位置时，立即改变电流的方向，观察线圈的转动情况。 丁 乙 线圈受力沿顺时针方向转动，并由于惯性而越过平衡位置时，因电流方向改变，线圈靠受到的力仍使它顺时针转动。 探究新知 　　通过实验可知，线圈不能连续转动，是因为线圈越过了平衡位置以后，受到的力阻碍它的转动。如果在线圈越过了平衡位置后，设法改变线圈中电流的方向，线圈将会继续转动...... 如果电流的方向和磁场的方向都变得相反，通电导线受力的方向会怎样？ 探究新知 换向器 　　图中两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两个半环中间断开，彼此绝缘。A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。无论线圈的哪个边处于靠近磁体N极的一侧，其中的电流都沿图中箭头所示的方向，这时它的受力方向总是相同的，线圈就可以不停地转动下去了。 　　实际的电动机可以通过换向器来实现持续转动。通过换向器可以改变线圈中的电流方向，每半周改变一次。 换向器 电刷 探究新知 换向器的作用 通电线圈受磁场力作用，开始顺时针旋转。通电线圈刚过平衡位置，换向器自动改变线圈中的电流方向。通电线圈转过平衡位置后，在磁场力的作用下继续顺时针转动。 探究新知 电动机 1. 电动机的构造 电动机主要由线圈和磁体两部分组成。能够转动的部分（线圈）叫作转子；固定不动的部分（磁体）叫作定子。电动机工作时，转子在定子中转动。 定子（磁体） 转子（线圈） 换向器 电刷 探究新知 2. 电动机的工作原理 　　电动机线圈的两端各连着的换向器，随线圈一起转动。电源的正、负极分别通过电刷与换向器接触，使电源和线圈形成闭合电路。 线圈处于此位置时，电流从半环2流向半环1，线圈AB边受力向上，和CD边受力向下，线圈顺时针转动。 甲 线圈又转至平衡位置时，与图乙情况相似，线圈由于惯性会越过平衡位置。 丙 线圈越过平衡位置后，线圈中的电流从半环1流向半环2，线圈AB边受力向下，CD 边受力向上，线圈仍然顺时针转动。 丁 线圈转至平衡位置时，两电刷与半环无接触，线圈中无电流所以不受力，线圈由于惯性会越过平衡位置。 乙 通电线圈在磁场中受力转动 探究新知 　　实际的电动机都有多个线圈，每个线圈都接在一对换向片上， 以保证每个线圈在转动的过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。 一种直流电动机的转子 2. 如图所示，使线圈位于磁体两磁极间的磁场中。 举一反三 26 （1）使线圈静止在图乙位置上，闭合开关，发现线圈并没 有转动，这是因为这个位置是线圈的平衡位置，此时线圈上 下两个边所受的力大小______（填“相等”或“不相等”）。 相等 举一反三 27 （2）使线圈静止在图甲位置上，闭合开关，线圈受力顺时 针转动，并由于______而越过平衡位置，但不能继续转下去， 最后要返回平衡位置。 惯性 举一反三 28 （3）使线圈静止在图丙的位置上，这是刚才线圈冲过平衡 位置以后所到达的地方，闭合开关，线圈逆时针转动。由此 我们可以分析出线圈不能连续转动的原因是______________ _____________________________。 线圈越过平衡位置后，受到的力会阻碍它转动 举一反三 29 （4）生活中的电动机 都能连续转动且具有平 稳的动力，实际的电动 机是通过________来实 换向器 C 现这一目的的，它的作用是___。 A.改变磁感线的方向 B.改变线圈的转动方向 C.改变线圈中的电流方向 D.使线圈中的电流方向和转动方向同时改变 返回 举一反三 30 探究新知 科学世界 扬声器是怎样发声的 　　学校的操场上挂着扬声器（喇叭），收音机、电视机、音响中都有扬声器。每天我们都能听到扬声器发出的悠扬声音，那么扬声器是怎样发出声音的呢？ 扬声器构造示意图 　　扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。它主要由固定的永磁体、线圈和锥形纸盆构成。 探究新知 　　当线圈中通有电流时，线圈受到永磁体的作用而运动；当线圈中的电流反向时，线圈向相反方向运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出声音。利用上述扬声器原理，可以制成头戴式耳机和小巧的入耳式耳机。 3.电动机由两部分组成：能够转动的线圈和固定不动的磁体。 能够转动的部分叫作______，固定不动的部分叫作______。 转子 定子 返回 举一反三 33 （第4题） 4.如图所示是一种动圈式耳机的内部结 构示意图。当音圈中有大小和方向反复 变化的电流通过时，音圈带动音膜 ___________（填“向左”“向右”或“左右 往复”）运动。音圈之所以运动，是因 左右往复 通电导体 电能转化为机械能 为磁场对__________有力的作用，此现象中能量转化情况是 __________________。 返回 举一反三 34 5. 如图所示，圆环形绝缘凹槽内装满水银，水银的 内外侧用导线接入电路，圆心处放置一块圆柱形磁铁，闭合开关后， 发现水银逆时针流动，小明进行了如下操作：先对调电源的正、负极， 再对调磁铁的南、北极，则该操作中水银的流动情况是 ( ) C （第5题） A. 一直顺时针流动 B. 一直逆时针流动 C. 先顺时针流动，再逆时针流动 D. 先逆时针流动，再顺时针流动 返回 举一反三 35 6.［2025·成都锦江区期末］学完电与磁后，小典对电流表的 内部结构进行猜想，他从“当有电流通过电流表时,指针会发 生偏转”这一现象想到:电流表里面除了有线圈外，应该还有 一个______，他猜想的依据是__________________________ _____________。 磁体 通电线圈在磁场中会受到力的作用而转动 返回 举一反三 36 7.如图，一束电子自右向左从狭缝里 射出，穿过磁场时受到磁场力的作用， 向纸面内偏转。 （1）若将两个磁极对调后，电子束将 __________偏转。 向纸面外 【点拨】若将两个磁极对调后，电流方向不变，磁场方向与 原来相反，电子束受力方向与原来相反，故电子束偏转方向 与原来相反，电子束将向纸面外偏转。 举一反三 37 （2）若磁极不变，把电子束换成带正电 的粒子束，则此粒子束将__________偏转。 向纸面外 【点拨】若磁极不变，把电子束换成带正 电的粒子束，电流的方向与原来相反，粒子束受力方向与原 来相反，故偏转方向与原来相反，粒子束将向纸面外偏转。 举一反三 38 （3）若换成不带电的粒子束，则此粒 子束将________（填“发生”或“不发 生”）偏转。 不发生 【点拨】若换成不带电的粒子束，则 无电流通过磁场，故此粒子束不发生偏转。 返回 举一反三 39 8. 电动晾衣架为主要 应用电动机、滑轮、钢绳使晾衣架实 现自动升降的装置。喜欢动手实践的 小明同学自制了一个电动晾衣架 （如图所示），利用直流电动机来牵 引钢绳让晾衣架升降，绝缘旋钮的、 两个金属动触点通过 导线连接电动机，并分别与电路中的、 两个静触点接触。 举一反三 40 开关闭合后,电流方向为:电源正极 电流表 电动机 开关 电源负极;旋钮旋转 后，接 触的触点调换。 举一反三 （1）你认为小明设计的带动触点的旋钮能起到的作用是 ______________________________________________。 改变直流电动机的转向，实现晾衣架的上升和下降 举一反三 42 （2）闭合开关 ，晾衣架匀速上升，小 明读出电流表的示数为 ，已知电源电压 为 。为了得到该电动晾衣架整个装置的 能量转化效率，你认为还应该测出的两 晾衣架的重力、晾衣架上升速度 个物理量是_________________________________ （写出物理量名称及符号）。 举一反三 43 【点拨】为了得到该电动晾衣架整个 装置的能量转化效率，还应该测出的 两个物理量是晾衣架的重力 、晾衣 架上升速度 . 举一反三 44 （3）用上述已知或测量的物理量的 符号表达出该装置的能量转化效率 ___。 该电动晾衣架整个装置的能量转化 效率 。 返回 举一反三 45 9. 如图所示，用两 根橡皮筋悬挂的均匀金属棒水平处于 磁场中，磁场的方向垂直于纸面向外。 当金属棒中通以由向 的电流时，金 属棒静止，金属棒受到向下的磁力，橡皮筋处于拉伸状态 （导线对金属棒的作用力忽略不计）。若此时使磁场的方向反 向，并同时剪断两根橡皮筋，金属棒中的电流方向不变，试判 断剪断橡皮筋后，金属棒 是否可能静止，并说明理由。 （设磁场面积足够大，且金属棒所在电路只有部分处于磁场中） 举一反三 46 【解】由题意知，用两根橡皮筋悬挂 的均匀金属棒水平处于磁场中，磁场 的方向垂直于纸面向外，当金属棒中 通以由向 的电流时，金属棒静止， 金属棒受到的力有两根橡皮筋施加的拉力、金属棒 竖 直向下的重力、金属棒受到向下的磁场力 ，即 ；若此时使磁场的方向反向，并同时剪断两根 举一反三 47 橡皮筋，金属棒中的电流方向不变， ，磁场力的方向由原来的向下变 成向上，大小不变，与重力的方向相反， 当时，金属棒 静止，即金属 棒可能静止。 返回 举一反三 课堂小结 电动机 磁场对通电 导体的作用 通电导体在磁场中受到力的作用 影响力的方向 电动机的基本构造 换向器作用：线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中电流的方向 原理：通电线圈在磁场中受力而转动 电流的方向 磁场的方向 基本组成：换向器、转子、定子 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 $