2020-2021學(xué)年九年級物理全冊20. 4 電動機(jī)

20.4電動機(jī)

知識點(diǎn)掃描

知識點(diǎn)一：磁場對通電導(dǎo)線的作用

通電導(dǎo)體在磁場中會受到力的作用。它的受力方向跟電流方向、磁感線方向有關(guān)。

知識點(diǎn)二：電動機(jī)的基本構(gòu)造

1.電動機(jī)由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成。能夠轉(zhuǎn)動的部分叫轉(zhuǎn)子；固定不動的部分叫定子。

2.當(dāng)直流電動機(jī)的線圈轉(zhuǎn)動到平衡位置時，線圈就不再轉(zhuǎn)動，只有改變線圈中的電流方向,

線圈才能繼續(xù)轉(zhuǎn)動下去。這一功能是由換向器實(shí)現(xiàn)的。換向器是由一對半圓形鐵片構(gòu)成的,

它通過與電刷的接觸，在平衡位置時改變電流的方向。

3.電動機(jī)是根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場中會受到力的作用原理制成的。

4.電動機(jī)構(gòu)造簡單、控制方便、體積小、效率高、功率可大可小，被廣泛應(yīng)用在日常生活和

各種產(chǎn)業(yè)中。電動機(jī)工作時是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

重點(diǎn)難點(diǎn)解讀

一、本節(jié)要記憶以下基本知識

1.通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用，力的方向跟磁場方向和電流方向都有關(guān)，當(dāng)電流方向

或磁場方向變得相反時通電導(dǎo)線受力的方向也變得相反.

2.電動機(jī)

(1)電動機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子組成.

(2)電動機(jī)是通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用原理制成.

(3)電動機(jī)工作時將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能.

(4)換向器的作用是當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時，自動改變線圈中電流方向使線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動下

去.

二、磁場對電流的作用及應(yīng)用

從磁場對電流的作用原理入手，然后順藤摸瓜領(lǐng)悟相關(guān)核心要素

①原理：通電導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場與磁體相互作用使通電導(dǎo)體運(yùn)動；

②能量的轉(zhuǎn)化：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;

③通電導(dǎo)體受力方向的決定因素：磁感線的方向與電流方向；

④生活中的應(yīng)用實(shí)例：電動機(jī)、揚(yáng)聲器等。

注意：對于電動機(jī)還要掌握以下要點(diǎn)：

①工作原理：通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動；

②平衡位置：線圈平面與磁感線垂直的位置；

③換向器的作用：

對于直流電動機(jī)，線圈每轉(zhuǎn)過平衡位置就自動改變電流的方向。

對點(diǎn)例題解析

知識點(diǎn)一：磁場對通電導(dǎo)線的作用

【例題1】（2020?江蘇鹽城模擬）如圖所示，導(dǎo)體棒ab向右運(yùn)動，下列操作能使導(dǎo)

體棒向左運(yùn)動的是（）

A.調(diào)換磁極B.取走一節(jié)干電池

C.將導(dǎo)體棒a、b端對調(diào)D.向左移動滑動變阻器滑片

【答案】A

【解析】通電導(dǎo)體在磁場中受力的方向與磁場方向和電流方向兩個因素有關(guān)；

A.將磁體的磁極對調(diào)，磁場方向與原來相反，則導(dǎo)體棒的受力方向與原來相反，

能使導(dǎo)體棒向左運(yùn)動，故A正確；

B.取走一節(jié)干電池，減小電源電壓，減小電路中的電流，會改變受力大小，但不

會改變運(yùn)動方向，故B錯誤；

C.將導(dǎo)體棒a、b端對調(diào)，不能改變導(dǎo)體中的電流方向，不能改變受力方向，故

C錯誤；

D.將滑動變阻器的滑片P向左移動，電路的電阻減小，電路中的電流增大，會改

變受力大小，但不會改變運(yùn)動方向，故D錯誤.

知識點(diǎn)二：電動機(jī)的基本構(gòu)造

【例題2】（2019四川南充）下列圖中能夠說明電動機(jī)工作原理的實(shí)驗(yàn)裝置是（）

【答案】D

【解析】電動機(jī)的工作原理是：通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用。正確分析四個選項各是研

究什么問題的，再做回答。

A.圖中是通電螺線管，是利用電流的磁效應(yīng)制成的，故A不符合題意；

B.圖中沒有電源，閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感應(yīng)

電流，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，是發(fā)電機(jī)的工作原理，故B不符合題意；

C.圖中沒有電源，是交流發(fā)電機(jī)的示意圖，是根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象工作的，故C不符合題意;

D.圖中有電源，通電導(dǎo)體在磁場中受力而運(yùn)動，是電動機(jī)的工作原理，故D符合題意。

達(dá)標(biāo)訓(xùn)練題

基礎(chǔ)訓(xùn)練題

1.關(guān)于電和磁，下列說法中正確的是（）

A.電流周圍存在著磁場

B.改變在磁場中運(yùn)動就一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流

C.導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動就一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流

D.電動機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理制成的

【答案】A

【解析】奧斯特實(shí)驗(yàn)證明電流周圍存在著磁場，A正確；通電螺線管磁性強(qiáng)弱的影響因素為：

電流的大小和線圈的匝數(shù)，電流越大，匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)。改變螺線管中電流的方向會改

變磁極，B錯誤；只有閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時才會產(chǎn)生感應(yīng)電

流，C錯誤；電動機(jī)是利用通電導(dǎo)體（線圈）在磁場中受力運(yùn)動（轉(zhuǎn)動）的原理制成的，D

錯誤。

2.如圖為直流電動機(jī)的基本構(gòu)造示意圖.以下相關(guān)的分析中正確的是（）

A.電動機(jī)是利用電磁感應(yīng)的原理工作的

B.電動機(jī)工作過程中，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

C.使線圈連續(xù)不停地轉(zhuǎn)動下去是靠電磁繼電器來實(shí)現(xiàn)的

D.僅改變磁感線的方向可以改變線圈轉(zhuǎn)動的方向

【答案】D

【解析】A.電動機(jī)是利用通電導(dǎo)線在磁場中受力的作用的原理工作的，故A錯誤；

B.電動機(jī)工作過程中，消耗的電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，有一部分電能轉(zhuǎn)化成了

熱能，故B錯誤：

C.使線圈連續(xù)不停地轉(zhuǎn)動下去是靠換向器來實(shí)現(xiàn)的，故C錯誤；

D.電動機(jī)是利用通電導(dǎo)線在磁場中受力的作用的原理工作的，且所受力的方向與

電流的方向和磁場的方向有關(guān)，故僅改變磁感線的方向可以改變線圈轉(zhuǎn)動的方向,

故D正確。

3.對下列實(shí)驗(yàn)描述正確的是（)

A.甲：驗(yàn)電器的兩片金屬箔帶同種電荷，由于互相排斥而張開

B.乙：通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用，這是發(fā)電機(jī)的原理

C.丙：奧斯特實(shí)驗(yàn)說明磁能生電

D.?。洪]合開關(guān)，只要金屬棒運(yùn)動，電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生

【答案】A.

【解析】A.甲圖是驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的兩片金屬箔帶同種電荷，由于互相排斥而張開，故A

正確；

B.乙圖說明通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用，這是電動機(jī)的原理，故B錯誤；

C.奧斯特實(shí)驗(yàn)說明電能產(chǎn)生磁場，故C錯誤；

D.丁圖中，閉合開關(guān)，金屬棒做切割磁感線運(yùn)動，電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故D錯誤。

能力提升訓(xùn)練題

一、選擇題

1.（2019山東德州）如圖所示，電動平衡車是一種新型交通工具，被廣大青少年所喜愛。

圖中與電動平衡車驅(qū)動前行過程原理相同的是（）

電源

【答案】c

【解析】根據(jù)電動平衡車蓄電池工作和電機(jī)工作時消耗和獲得的能量做出判斷。

電動平衡車的無刷電機(jī)工作時，消耗電能，獲得機(jī)械能，因此是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而

獲得動力。

A.是電磁感應(yīng)原理，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯誤；

B.通電導(dǎo)體的周圍有磁場，是電流的磁效應(yīng)，故B錯誤；

C.通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，與電動平衡車驅(qū)動前行過程原理相同,

故C正確；

D.是研究電磁鐵磁性的大小與線圈匝數(shù)的關(guān)系，故D錯誤。

2.（2019云南）以下是對電與磁部分四幅圖的分析，其中錯誤的是（）

A.如圖裝置閉合電路后磁針會偏轉(zhuǎn)，說明電流能產(chǎn)生磁場

B.如圖裝置說明通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用

C.如圖裝置所揭示的原理可制造發(fā)電機(jī)

D.圖中動圈式話筒應(yīng)用了磁場對電流的作用

【答案】D

【解析】(1)電流周圍存在著磁場。

(2)電動機(jī)和發(fā)電機(jī)的重要區(qū)別在于電路中是否有電源。

(3)動圈式話筒和發(fā)電機(jī)的工作原理相同，都是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的。

A.這是奧斯特實(shí)驗(yàn)，說明通電導(dǎo)體周圍存在磁場(即電流能產(chǎn)生磁場)，故A正確。

B.如圖裝置，開關(guān)閉合后導(dǎo)體會在磁場中運(yùn)動，說明通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用，故B

正確。

C.圖中無電源，閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時，導(dǎo)體中有感應(yīng)電流產(chǎn)

生，電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，根據(jù)這個原理可制成發(fā)電機(jī)，故C正確。

D.動圈式話筒是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，故D錯誤。

3.(2019海南模擬題)下列關(guān)于電和磁的說法正確的是()

A.金屬導(dǎo)體中的電流方向與導(dǎo)體中自由電子定向移動方向相同

B.家庭電路中同時工作的用電器總功率越大，通過電能表的電流越大

C.磁場中某點(diǎn)的磁場方向與該點(diǎn)小磁針靜止時南極的指向相同

D.電動機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的

【答案】B.

【解析】(1)物理學(xué)中規(guī)定正電荷定向移動的方向?yàn)殡娏鞣较颍?/p>

(2)家庭電路電流大的原因：總功率過大；

(3)我們規(guī)定小磁針N極所指的方向?yàn)樵擖c(diǎn)磁場的方向；

(4)帶電磁鐵的儀器利用的是電流的磁效應(yīng)原理.

A.自由電子是負(fù)電荷，所以金屬導(dǎo)體中的電流方向與自由電子定向移動方向相反，故A錯

誤；

B.接入電路的用電器總功率越大，由公式1=,可知通過電能表的電流就越大，故B正確;

C.小磁針靜止時N極所指的方向?yàn)樵擖c(diǎn)磁場的方向，故C錯誤;

D.電動機(jī)是利用通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動的原理制成的，故D錯誤.

二、填空題

4.（2019湖北宜昌）如圖所示為玩具小風(fēng)扇里的小直流電動機(jī)。

（1）小明同學(xué)將電池接到該直流電動機(jī)兩端，看到電動機(jī)轉(zhuǎn)動起來，電動機(jī)的工作原理

是：;小明將電池反向接到電動機(jī)兩端，看到電動機(jī)（選填：原方向旋轉(zhuǎn)、

不轉(zhuǎn)動、反向旋轉(zhuǎn)）。

（2）學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)知識后，小明同學(xué)想到：“直流電動機(jī)線圈轉(zhuǎn)動時也切割了磁感線，那

么線圈中是否也會產(chǎn)生感應(yīng)電流呢？”于是小明將一個小燈泡連在直流電動機(jī)兩端，用手搓

動轉(zhuǎn)軸，發(fā)現(xiàn)小燈并未發(fā)光。小紅同學(xué)認(rèn)為，這說明直流電動機(jī)不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。你是否

同意小紅的看法：;若小明要繼續(xù)研究，應(yīng)該使用什么儀器比較妥當(dāng)：。

【答案】（1）通電線圈在磁場中受到力的作用；反向旋轉(zhuǎn)；（2）不同意；靈敏電流表。

【解析】（1）電動機(jī)的工作原理是通電線圈在磁場中受到力的作用，線圈受力方向與電流方

向和磁場方向有關(guān)，所以將電池反向接到電動機(jī)兩端，看到電動機(jī)反向旋轉(zhuǎn)；

（2）用手搓動電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸，線圈在磁場中切割磁感線，因此在線圈中也產(chǎn)生感應(yīng)電流，

但小燈泡需要較大的電流才能工作，應(yīng)該用靈敏電流表代替小燈泡。

5.（2019云南）揚(yáng)聲器是把電信號轉(zhuǎn)化成—信號的一種裝置，它的原理跟—（填“電

動機(jī)”或“發(fā)電機(jī)”）原理相似。

【答案】聲；電動機(jī)。

［解析】揚(yáng)聲器是把電流信號轉(zhuǎn)化為聲音信號的裝置；

揚(yáng)聲器的線圈中有隨聲音變化的電流，因?yàn)橥娋€圈在磁場中受到力的作用，使得線圈就不

斷地來回振動，紙盆也就振動動起來，便發(fā)出了聲音。

電動機(jī)的原理是通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動的原理制成的。

揚(yáng)聲器是把電流信號轉(zhuǎn)化為聲音信號的裝置；

當(dāng)揚(yáng)聲器中的線圈中通過變化電流時，線圈會受到永久磁鐵的磁場力的作用，而帶動與線圈

相連的紙盆振動，將電信號轉(zhuǎn)化成聲信號，因此與電動機(jī)的原理一致。

三、探究題

6.（2019?濰坊）同學(xué)們在制作電動機(jī)模型時，把一段粗漆包線燒成約3cmX2cm的矩形線圈，

漆包線在線圈的兩端各伸出約3cm.然后，用小刀刮兩端引線的漆皮。用硬金屬絲做兩個支

架，固定在硬紙板上。兩個支架分別與電池的兩極相連。把線圈放在支架上，線圈下放一塊

強(qiáng)磁鐵，如圖所示。給線圈通電并用手輕推一下，線圈就會不停的轉(zhuǎn)下去。

（1）在漆包線兩端用小刀刮去引線的漆皮，刮線的要求是—（填選項"A”或"B”）。

A.兩端全刮掉B.一端全部刮掉，另一端只刮半周

（2）線圈在轉(zhuǎn)動過程中—能轉(zhuǎn)化為—能。

（3）小華組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，接通電源后，發(fā)現(xiàn)線圈