173科學(xué)探究電動機為什么會轉(zhuǎn)動（原卷版）

滬科版九年級第十七章《從指南針到磁浮列車》17.3科學(xué)探究：電動機為什么會轉(zhuǎn)動【知識梳理】一、電動機的構(gòu)造：直流電動機主要由：磁鐵、線圈、換向器和電刷等構(gòu)成。二、磁場對電流的作用1、通電導(dǎo)體在磁場里受到力的作用，其作用的方向跟磁感線方向和電流方向有關(guān)。當(dāng)磁場方向、電流方向這兩個因素中一個發(fā)生改變時，通電導(dǎo)線受力的方向發(fā)生改變；當(dāng)兩個因素同時改變時，通電導(dǎo)線受力的方向不變。2、磁場對電流產(chǎn)生作用的兩個不可缺少的條件是磁場和電流。三、電動機是怎樣轉(zhuǎn)動的1、原理：直流電動機是根據(jù)通電線圈在磁場中受到力的作用而發(fā)生轉(zhuǎn)動的原理制成的。它工作時將電能轉(zhuǎn)化機械能。2、換向器的作用：每當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時，就自動改變通入線圈中電流的方向，使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動?！疽族e點】1.在探究通電導(dǎo)線在磁場中受力的方向與電流的方向、磁感線的方向之間的關(guān)系時，要注意控制變量法的使用。2.直流電動機的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)：電動機線圈的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速是兩個完全不同的概念，影響轉(zhuǎn)向的因素是電流的方向和磁感線的方向，影響轉(zhuǎn)速的因素是線圈中電流的大小、磁場的強弱和線圈的匝數(shù)。若要改變直流電動機的轉(zhuǎn)向，只要改變電流的方向或磁感線的方向即可；若要改變直流電動機的轉(zhuǎn)速，只要改變電流的大小磁場的強弱或線圈的匝數(shù)即可。【規(guī)律總結(jié)】1.通電導(dǎo)體在磁場中要受到力的作用，力的方向與電流的方向、磁感線的方向有關(guān)。當(dāng)導(dǎo)線中的電流方向或磁感線方向中有一個改變時，通電導(dǎo)線的受力方向改變；當(dāng)電流方向或磁感線方向同時改變時，通電導(dǎo)線的受力方向不改變。2.電動機的工作原理：電動機是利用通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動的原理制成的。它把電能轉(zhuǎn)化為機械能。【典例分析】（2021山東濰坊中考）如圖所示是某同學(xué)自制的玩具電動機，一塊釹鐵橢圓形磁鐵吸在干電池底部，將一段裸露的銅線折成矩形線框，上邊與電池正極接觸，下邊搭接在磁鐵上，觀察到線框順時針轉(zhuǎn)動，則（）A．該過程中機械能轉(zhuǎn)化為電能B．線框左右兩邊所受磁場力方向相同C．若僅調(diào)換電池兩極，線框?qū)⒛鏁r針轉(zhuǎn)動D．若僅調(diào)換磁鐵兩極，線框仍順時針轉(zhuǎn)動【思路小結(jié)】根據(jù)“通電導(dǎo)體在磁場中要受到力的作用，力的方向與磁場的方向和電流的方向有關(guān)，當(dāng)導(dǎo)線中的電流方向或磁感線方向中有一個改變時，通電導(dǎo)線的受力方向改變”知識點，即可分析出原圖中左右兩段導(dǎo)線周圍的磁場方向不同，電流方向相同，因而受力方向改變；僅調(diào)換電池兩極和若僅調(diào)換磁鐵兩極，都會改變一個因素，因而通電導(dǎo)線的受力方向?qū)l(fā)生改變?！菊骖}操練】1．（2021四川成都中考）下列用電器使用了電動機的是（）A．電風(fēng)扇 B．電水壺 C．臺燈 D．手電筒2．（2021江蘇無錫中考）用如圖的裝置探究磁場對通電直導(dǎo)線的作用，給鋁棒AB通電，觀察到AB向右運動，要使AB通電后向左運動，下列做法中可行的是（）

A．僅換用磁性更強的磁體 B．僅增加AB中的電流強度C．僅將磁體的N、S極對調(diào) D．僅將鋁棒AB換成銅棒3．（2021廣東廣州中考）如圖甲，磁場對導(dǎo)體的力F豎直向上，用Fab，F(xiàn)cd，F(xiàn)a'b'，F(xiàn)c′d′分別表示圖乙丙中閉合開關(guān)時磁場對導(dǎo)體ab、cd、a′b′、c′d′的力，則（）

A．Fab豎直向下，F(xiàn)cd豎直向下 B．Fab豎直向上，F(xiàn)cd豎直向下C．Fa′b′豎直向上，F(xiàn)c′d′豎直向下 D．Fa′b′豎直向下，F(xiàn)c′d′豎直向上4．（2021海南九年級月考）如圖所示的裝置中，當(dāng)閉合開關(guān)，導(dǎo)體ab就會運動起來，下列說法正確的是（）A．此現(xiàn)象說明磁可以生電B．只調(diào)換蹄形磁鐵兩極，導(dǎo)體ab的運動方向?qū)⒏淖僀．發(fā)電機是利用圖示裝置原理來工作的D．將電源正負(fù)極對調(diào)，導(dǎo)體ab的運動方向不變5．（2021重慶九年級月考）目前，市區(qū)里的老舊小區(qū)正在進(jìn)行水路改造，改造中用到了沖擊鉆，沖擊鉆工作時，鉆頭在電動機的帶動下，不斷地沖擊墻壁打出圓孔，如圖所示，沖擊鉆在工作過程中，關(guān)于其能量轉(zhuǎn)化正確的是（）A．內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 B．內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能C．只有機械能和電能的轉(zhuǎn)化 D．有電能、機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化6．（2021遼寧撫順三模）牙齒健康問題，越來越得到重視，電動牙刷已經(jīng)成為了一款比較受歡迎的小家電，如圖所示，關(guān)于電動牙刷下列說法正確的是（）A．使用電動牙刷的過程中電能主要轉(zhuǎn)化為機械能B．電動牙刷里的電動機工作原理是電流的磁效應(yīng)C．在給電池充電時電池相當(dāng)于電源D．電動牙刷上的指示燈主要是超導(dǎo)材料制成7．（2021·廣東·廣州市育才中學(xué)二模）如圖所示，用“?”表示導(dǎo)線中的電流方向垂直于紙面向里，“”表示導(dǎo)線中的電流方向垂直于紙面向外。若此時通電導(dǎo)線受到的力向上，則以下四個選項中，力的方向判斷正確的是（）A． B． C． D．8．（2021內(nèi)蒙古興安盟中考）如圖所示，將矩形銅線框ACDF上的B、E兩點接入電路并放入磁場中，AB、BC、ED和FE段都受到磁場的作用力，下列哪兩段線框在磁場中受力的方向相同（）A．AB段與BC段 B．AB段與ED段 C．BC段與ED段 D．ED段與FE段9．（2020四川資陽中考）如圖所示，放在磁場中的導(dǎo)體棒ab通過水平光滑金屬導(dǎo)軌與螺線管、開關(guān)和電源構(gòu)成閉合回路，可自由轉(zhuǎn)動的小磁針靜止在圖示位置。（1）在圖中標(biāo)出閉合開關(guān)瞬間螺線管中電流方向、螺線管左端的極性和小磁針N極的偏轉(zhuǎn)方向______；（2）閉合開關(guān)后導(dǎo)體棒將沿______（選填“水平”或“豎直”）方向運動。10．（2021甘肅臨洮二模）為了保護環(huán)境，國家鼓勵發(fā)展新能源汽車，新能源汽車的核心部件是電動機，電動機工作時將_______能轉(zhuǎn)化為機械能，和電動機原理相同的應(yīng)用還有_________。11．（2021廣東中山九年級月考）如圖所示，是探究“讓通電導(dǎo)線在磁場中動起來”的實驗裝置。當(dāng)閉合開關(guān)后，導(dǎo)體棒ab在軌道上向右運動，交換磁極方向后，閉合開關(guān)，導(dǎo)體棒ab向左運動，這說明磁場中通電導(dǎo)線受力方向和______有關(guān)；從能量角度來看，磁場對電流有力的作用，表明電能可以轉(zhuǎn)化為______。______（選填“揚聲器”或“麥克風(fēng)”）就是根據(jù)上述原理工作的。12．（2021安徽宣城一模）實驗發(fā)現(xiàn)，兩條平行放置的直導(dǎo)線，當(dāng)通以相同方向的電流時，通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場對導(dǎo)線具有向右的作用力；通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場對導(dǎo)線具有向左的作用力，如圖甲所示。如果改變導(dǎo)線中的電流方向，如圖乙所示。此時導(dǎo)線受到導(dǎo)線作用力的方向___________（選填“向左”或“向右”）。13．請完成下列問題?做奧斯特實驗時，若將小磁針替換成一根與導(dǎo)線ab部分平行的直導(dǎo)線cd并通電?請根據(jù)已學(xué)知識推測，通電導(dǎo)線ab與cd之間____（選填“有”或“沒有”）相互作用力，依據(jù)是____________________?14．（2021北京順義二模）某同學(xué)用完好無損的元件連接了圖所示電路，閉合開關(guān)后，導(dǎo)體棒AB向右運動；將蹄形磁鐵的N、S極位置互換，閉合開關(guān)，導(dǎo)體棒AB向左運動，該同學(xué)探究的問題是________。15．（2021江蘇蘇州九年級月考）如圖所示，在直流電動機的工作過程中，“換向器”起了關(guān)鍵的作用，它能使線圈剛剛轉(zhuǎn)過平衡位置時就自動改變線圈中的___________，從而實現(xiàn)通電線圈在磁場中的連續(xù)轉(zhuǎn)動。電動機工作時是把電能轉(zhuǎn)化為___________和內(nèi)能。16．（2021遼寧新?lián)嵋荒＃⒋盆F靠近正發(fā)光的燈泡時，燈絲發(fā)生了抖動。小明分析這是因為通電導(dǎo)體在磁場中會受到力的作用，受力的方向跟______方向、______方向都有關(guān)，______（填“電動機”或“發(fā)電機”）是利用這個原理制成的。17．（2021河南西峽九年級期末）如圖所示，線圈abcd位于磁場中，當(dāng)K與1接通時，ab段導(dǎo)線中電流方向為______（選填“a→b”或“b→a”），ab段導(dǎo)線受磁場力F1的方向豎直向上，當(dāng)K改為與2接通時，ab段導(dǎo)線受磁場力方向______。18．（2021山東東明九年級期末）如圖所示，將兩根水平平行的銅絲制成的光滑軌道放置于蹄形磁體的磁場中，用導(dǎo)線將兩根軌道的右端分別與電源的兩極連接，在軌道上垂直于軌道放置一根細(xì)銅棒，使銅棒與軌道接觸良好，然后進(jìn)行如下實驗：閉合開關(guān)接通電源，觀察細(xì)銅棒的運動方向，斷開開關(guān)后將銅棒放回原來的位置；把電源的正負(fù)極對調(diào)后接入電路，閉合開關(guān)接通電源，觀察細(xì)銅棒的運動方向。請概括實驗中探究的科學(xué)問題是___________。19．（2020山東煙臺中考）如圖所示，一個綜合實踐小組用一段漆包線繞成線圈abcd，用小刀刮兩端引線的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。將線圈abcd放在用硬金屬絲做成的支架m、n上，并按圖示連接電路，則電磁鐵的上端是______極。閉合開關(guān)，用手輕推一下線圈，線圈會持續(xù)轉(zhuǎn)動，這就是簡易的______（選填“發(fā)電機”或“電動機”），若只將電源的正負(fù)極互換，則線圈轉(zhuǎn)動方向會與原來的轉(zhuǎn)動方向______（選填“相同”或“相反”）。20．（2021廣東潮陽一模）在觀察“磁場對通電直導(dǎo)線的作用”活動中，小晴按照圖示組裝實驗器材。（1）為完成該觀察活動且實驗效果明顯，放在蹄形磁體磁場中的直導(dǎo)線EF應(yīng)選擇下列哪種金屬棒（金屬棒為實心且形狀體積相同，）（____）A．鐵棒B．鋼棒C．銅棒D．鋁棒（2）選擇恰當(dāng)直導(dǎo)線后，將滑動變阻器的滑片移動到適當(dāng)位置，閉合開關(guān)，看到直導(dǎo)線EF向右運動，說明磁場對通電導(dǎo)體有力的作用，______（選填“電動機”或“電磁鐵”）就是根據(jù)該原理制成的。（3）將滑動變阻器的滑片向右端移動，發(fā)現(xiàn)直導(dǎo)線EF向右運動并擺起的幅度更大，這說明磁場對通電導(dǎo)體作用力的大小與______有關(guān)；改變電流方向，導(dǎo)體向另一方向運動，這說明導(dǎo)體運動方向與______有關(guān)。（4）若要使直導(dǎo)線運動速度加快，除了增大電流，還可采取的方法（寫出一種）：______。21．（2021江蘇泰州二模）在探究“電動機為什么會轉(zhuǎn)動”的實驗中：（1）我們首先想到的是磁體間發(fā)生相互作用是因為一個磁體放在另一個磁體的磁場中，那么通電導(dǎo)體周圍也存在______，磁體會對通電導(dǎo)體產(chǎn)生力的作用嗎？（2）如圖所示，將一根導(dǎo)體ab置于蹄形磁體的兩極之間，未閉合開關(guān)前，導(dǎo)體______，閉合開關(guān)后，導(dǎo)體______，說