人教版九年级物理全册《20.4电动机》教学案含答案解析

第二十章电与磁第4节电动机学习目标1.了解磁场对通电导线的作用。2.知道换向器在直流电动机中的作用。3.知道电动机及其构造和工作原理。自主探究1.通电直导线在磁场中会受到力的作用,力的方向跟方向、方向都有关系。当方向或者方向变得相反时,通电导线受力的方向也变得相反。2.电动机由两部分组成:能够转动的线圈和固定不动的磁体。能够转动的部分叫做,固定不动的部分叫做。合作探究一、磁场对通电导线的作用探究实验:1.把导线ab放在磁场里,接通电源,让电流通过导线ab,注意观察现象。2.把电源正负极对调后接入电路,使通过导线ab的电流方向与原来相反,注意观察现象。3.保持导线ab中的电流方向不变,但把蹄形磁体上下磁极调换一下,使磁场方向与原来相反,引导学生观察现象。4.同时把电源正负极、蹄形磁体的上下磁极对调后重复实验,注意观察现象。实验现象:1.导线ab向蹄形磁体的外侧运动。2.导线ab向蹄形磁体的内侧运动。3.导线ab向蹄形磁体的内侧运动。4.导线ab向蹄形磁体的外侧运动。实验结论:1.。2.。活动体验:把铜直导线ab换成线框abcd放在磁场当中,接通电源,注意观察现象。通电线框在磁场中可以转过一个角度,但不能持续转动。提出问题:为什么线框只是会转过一个角度,而并不能持续转动呢?想想做做:阅读课本P134“想想做做”的内容,根据要求制作小小电动机。二、电动机的基本构造活动体验:1.使线圈静止在如图甲位置上,闭合开关,线圈受力沿顺时针方向转动。2.使线圈转动静止在如图乙位置上时,线圈并没有转动。线圈上下两条边受力大小一样、方向相反。这个位置是线圈的平衡位置。甲乙丙3.使线圈停在如图丙位置上,这是线圈顺时针转动越过平衡位置最后到达的地方,线圈受力阻碍顺时针转动,停止后沿逆时针转回。提出问题:在“小小电动机”的在制作中,采用的是刮去引线漆皮的方法,使线圈不会受到阻碍转动的力。那么,还可以采取哪些方法呢?自主学习:阅读课本P134~P136的内容,学习有关的知识。1.换向器的作用是。2.实际的电动机都是由和组成。上的每个线圈都接在一对换向片上。课堂检测1.关于通电导线在磁场中受力方向的说法正确的是()A.只与磁场方向有关B.只与电流方向有关C.同时与磁场方向和电流方向有关D.以上说法都正确2.小华家购买了一台豆浆机,每天早晨,喝上一杯热乎乎的豆浆,给生活带来很多惬意。豆浆机使用电动机作为动力,电动机将()A.机械能转化为电能B.电能转化为内能C.电能转化为机械能D.机械能转化为内能3.下列所列设备中,使用的电动机不是直流电动机的是()A.电力机车B.货运电瓶车C.电磁起重机D.家用电风扇4.如图为实验室电流表的内部结构,许多匝金属线圈悬置在磁体的两极间,线圈同时与一根指针和一只弹簧相连,当给线圈通电时,线圈转动带动指针偏转,便可显示出电流的大小,下列与此工作原理相同的电器设备是()A.电铃B.电磁铁C.电动机D.发电机5.下列四幅图中,可以用来探究磁场对电流作用力的是()6.在安装直流电动机模型的实验中,小杰同学安装了一台如图所示的直流电动机模型。安装完毕,闭合开关后,线圈沿顺时针方向转动,则能使线圈沿逆时针方向转动的做法是()A.减去一节电池B.把电源和磁铁的两极同时对调C.增加一节电池D.把电源两极对调7.如图所示,a表示垂直于纸面的一根通电导线,其中通以电流时将在磁场中受到力的作用。参照甲图情况,乙图中导线a受到向左的作用力的是()8.如图所示,是小明同学探究“磁场对通电导体的作用”的实验装置,ab是一根金属棒,通过金属导轨连接到电路中,闭合开关后,金属棒没有运动(仪器、电路都完好),要想使金属棒运动起来,下列措施不可行的是()A.将蹄形磁体的N、S极对调B.换用磁性强一些的蹄形磁体C.换用能提供较大电流的直流电源D.使用轻质金属棒,减小金属棒与导轨之间的摩擦力9.如图所示,直导线通电时发生偏转,说明对电流有力的作用。可以利用这个原理制作(选填“电动机”或“发电机”)。如果只改变电流方向,直导线偏转方向。10.如图所示,在直流电动机的工作过程中,“换向器”起了关键的作用,它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的,从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。电动机工作时是把电能转化为。11.如图甲所示为通电导体在磁场中的受力情况。(1)根据图甲所示,画出图乙中导体的电流方向;(2)画出图丙中螺线管的绕向。12.小凌同学在学习了磁知识后,对磁现象很感兴趣。一天晚上,她在台灯下研究磁铁,偶然发现当磁铁靠近发光的台灯时,灯泡内的钨丝晃动了。让我们和小凌同学一起来探究:(1)提出问题:(2)建立假设:①可能是磁铁对钨有吸引作用;②可能是……(3)获得证据:小凌找来同样的钨丝,用磁铁靠近,发现钨丝不能被吸引。(4)得出结论:钨丝晃动并不是磁铁对钨有吸引作用,而是。参考答案自主探究1.电流磁场电流磁场2.转子定子合作探究一、磁场对通电导线的作用实验结论:1.通电直导线在磁场中会受到力的作用,力的方向跟电流方向、磁场方向都有关系2.当电流方向或者磁场方向变得相反时,通电导线受力的方向也变得相反提出问题:磁场对线框左右两边都有力的作用,而且方向相反,所以会线框会转动,但是转过半圈后,左右两边的受力方向与原来的受力方向相反,线框无法持续转动。二、电动机的基本构造提出问题:当线圈越过平衡位置后,改变线圈中的电流方向,或者保持电流不变而改变磁场方向。自主学习:1.改变线圈中的电流方向2.转子定子转子课堂检测1.C解析:通电导线在磁场中受到力的作用,受力方向与电流方向和磁场方向都有关。2.C解析:电动机将电能转化为机械能。3.D解析:电力机车和货运电瓶车使用的是直流电动机。电磁起重机在使用时磁极要能较方便控制,所以一定是直流电动机。家用电风扇是直接接在家庭电路中的,而家庭电路的电流是交流电。所以家用电风扇中的电机一定是交流的。4.C解析:由电流表的内部结构可知,线圈置于磁极之间,当线圈中有电流通过时,线圈会转动,这是由于通电导体在磁场中受到力的作用而造成的,电动机就是根据这一原理制成的。5.A6.D解析:电动机的原理是磁场对电流的作用,而作用力的方向与导体中电流的方向和磁场方向两个因素有关,两个因素中只改变任一个因素,作用力的方向就会改变,同时改变两个因素,则作用力方向不变,D项正确。7.C解析:对比A和甲可知,磁场方向不变,电流方向改变,通电导体的受力方向改变;对比B和甲可知,电流方向不变,磁场方向改变,则通电导线的受力方向改变;对比C和甲可知,磁场方向和电流方向同时改变,通电导线受力方向不变,即导体a受到向左的作用力。8.A解析:在仪器、电路都完好的情况下,闭合开关后,金属棒不运动,是由于磁场对通电导线的作用力太小,A项中将蹄形磁体的N、S极对调,只能改变通电导线的受力方向,不会改变受力的大小。9.答案:磁场电动机改变解析:据该题的情境可知,此时给磁场中的直导线通电时,其会受力而运动,故能说明通电导线在磁场中受力的作用,即说明磁场对电流有力的作用;电动机就是根据这个原理制成的;同时该实验中,导线所受力的方向与两个因素有关,即与电流的方向和磁场的方向有关,故只改变电流方向,直导线偏转方向会改变。10.答案:电流方向机械能解析:在直流电动机中,换向器的作用是每当线圈转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,从而保证线圈向同一方向转动。11.答案:(1)如图所示(2)如图所示解析:通电导体的受力方向、电流方向、磁感线方向是互相对应的,如果已知其中两个量的方向,就可以确定第三个量的方向。在三个量的方向中不会只有单一量的方向改变,只能是两个量的方向都变。12.答案:(1)灯泡内的钨丝为什么会晃动?(或灯泡内的钨丝晃动的原因是什么?)(4)磁铁对通电的钨丝有力的作用解析:台灯发光时,钨丝中有电流通过,当把磁铁靠近灯泡时,通电导体在磁场中受到力的作用,由于钨丝中通过的是交流电,电流方向周期性改变,所以钨丝受力方向也随之发生改变,所以看到钨丝晃动。