第十六章電和磁三、磁場對電流的作用電動(dòng)機(jī)第1課時(shí)磁場對電流的作用電動(dòng)機(jī)01新知梳理02當(dāng)堂反饋目錄

1.早在19世紀(jì)初，法國物理學(xué)家安培在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)：磁場對

通電導(dǎo)體

有力的作用，力的方向與

電流

方向和

磁場

方向有關(guān)。2.直流電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，每當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過

平衡

位置時(shí)，

換向器

就能自動(dòng)改變線圈中電流的方向，從而使線圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。3.直流電動(dòng)機(jī)是根據(jù)

通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動(dòng)

的原理制成的。4.電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，將

電

能轉(zhuǎn)化為

機(jī)械

能。通電導(dǎo)體

電流

磁場

平衡

換向器

通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動(dòng)

電

機(jī)械

1.如圖所示，閉合開關(guān)，導(dǎo)體ab就會運(yùn)動(dòng)起來，在此過程中，

電

能轉(zhuǎn)化為

機(jī)械

能。利用這一原理可以制作

電動(dòng)機(jī)

。電

機(jī)械

電動(dòng)機(jī)

12342.（1）如圖甲、乙所示，圖

乙

的線圈恰好處于平衡位置，另一個(gè)圖中線圈左右兩邊所受的兩個(gè)力大小相等、方向相反，但不滿足二力平衡條件，原因是這兩個(gè)力

沒有作用在同一直線上

。（2）如圖丙所示的線圈可以持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，是因?yàn)樗友b了

換向器

，該裝置能在線圈

剛轉(zhuǎn)過

（剛轉(zhuǎn)到/即將轉(zhuǎn)到/剛轉(zhuǎn)過）平衡位置時(shí)，自動(dòng)改變線圈中的電流方向。乙

沒有作用在同一直線上

換向器

剛轉(zhuǎn)過

12343.關(guān)于通電導(dǎo)體在磁場中受力方向與電流方向和磁場方向之間的關(guān)系，下列說法錯(cuò)誤的是（

C

）A.電流方向改變，導(dǎo)體受力方向改變B.磁場方向改變，導(dǎo)體受力方向改變C.電流方向和磁場方向同時(shí)改變，導(dǎo)體的受力方向改變D.電流方向和磁場方向同時(shí)改變，導(dǎo)體的受力方向不變C12344.磁場對通電導(dǎo)線力的方向如圖甲所示。請?jiān)趫D乙中畫出磁場對通電導(dǎo)線作用力的示意圖。123401基礎(chǔ)過關(guān)02能力進(jìn)階03思維拓展目錄

1.

小明用如圖所示的裝置探究“磁場對通電導(dǎo)體的作用”。（1）將一根導(dǎo)體AB放置于蹄形磁鐵的兩極之間，未通電前，導(dǎo)體靜止不動(dòng)，通電后，可看到導(dǎo)體

運(yùn)動(dòng)

，說明磁場對

通電導(dǎo)體

有力的作用。（2）開關(guān)閉合后，改變電流方向，可看到導(dǎo)體AB的

運(yùn)動(dòng)方向

改變，說明通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向與電流方向有關(guān)。運(yùn)動(dòng)

通電導(dǎo)體

運(yùn)動(dòng)方向

12345678910112.如圖是觀察磁場對通電線圈的作用的實(shí)驗(yàn)裝置，將線圈兩端的漆全部刮去后放入磁場，閉合開關(guān)，會觀察到線圈將

不能

（能/不能）持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，原因是當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，不能立即改變其中的

電流方向

。不能

電流方向

12345678910113.如圖所示為直流電動(dòng)機(jī)的工作原理圖，部件“A”“B”是

換向器

，其作用是當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過

平衡位置

時(shí)，立即改變電流方向，從而改變線圈的受力方向，使線圈在磁場中連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，主要是把電能轉(zhuǎn)化為

機(jī)械能

。換向器

平衡位置

機(jī)械能

12345678910114.下列設(shè)備中，根據(jù)磁場對電流作用的原理制成的是（

B

）A.電磁鐵B.電扇的電動(dòng)機(jī)C.電鈴D.電熱水壺5.通電線圈在磁場里處于平衡位置時(shí)，下列說法中正確的是（

D

）A.磁感線與線圈平面平行，線圈不受力B.磁感線與線圈平面垂直，線圈不受力C.磁感線與線圈平面平行，線圈受到平衡力D.磁感線與線圈平面垂直，線圈受到平衡力BD12345678910116.如圖甲所示，一個(gè)不能打開的盒子外面露出一段細(xì)長的導(dǎo)線，在不損壞導(dǎo)線的情況下，用圖乙中（a）（b）兩個(gè)實(shí)驗(yàn)所對應(yīng)的結(jié)論來判斷導(dǎo)線中是否有電流，下列說法正確的是（

C

）A.只有（a）能B.只有（b）能C.（a）（b）都能D.（a）（b）都不能C1234567891011

7.我們中學(xué)實(shí)驗(yàn)室常用的電壓表是一種磁電式儀表，當(dāng)表內(nèi)有電流通過時(shí)，它的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。由此現(xiàn)象，可以猜想電壓表里面除了導(dǎo)線和指針外，一定還有

磁體

，你依據(jù)的原理是

磁場對通電導(dǎo)體有力的作用

。磁體

磁場對通電導(dǎo)體有力的作用

1234567891011第8題受力運(yùn)動(dòng)

改變

振動(dòng)

電

機(jī)械

8.（教材P48實(shí)踐與練習(xí)T3變式）如圖所示是揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)線圈中通過圖示方向電流時(shí)，通電線圈將在磁場中

受力運(yùn)動(dòng)

；當(dāng)線圈中通入相反方向的電流時(shí)，線圈的受力方向也隨著

改變

，由于通過線圈的電流方向不斷變化，線圈就帶動(dòng)紙盆不斷

振動(dòng)

，于是揚(yáng)聲器就發(fā)出聲音，此過程中

電

能轉(zhuǎn)化為

機(jī)械

能。12345678910119.如圖甲的線圈abcd位于磁場中：（1）通電后，cd段導(dǎo)線的電流方向

由c到d

（由c到d/由d到c）。（2）cd段導(dǎo)線受磁場力F1的方向如圖甲所示，請?jiān)趫D甲中畫出ab段導(dǎo)線所受磁場力F2。（3）當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，如圖乙所示，線圈受到的磁場力相互平衡。物理學(xué)中把這一位置叫作

平衡位置

，線圈最終將在這一位置靜止。由c到d

平衡位置

1234567891011（4）為了使線圈能夠持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以在電路中接入

換向器

。

換向器

123456789101110.課堂上，老師做了如圖甲所示的演示實(shí)驗(yàn)，給直導(dǎo)線（鋁棒）通電，觀察到直導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)起來。（1）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明

磁場對通電導(dǎo)體

有力的作用。（2）判斷“有力的作用”的依據(jù)是

C

。A.力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因B.一切物體都具有慣性C.物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)，一定受到力的作用磁場對通電導(dǎo)體

C

通電導(dǎo)體在磁場中受力的方向與磁場方向是否有關(guān)

（3）將磁極上下對調(diào)，觀察直導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況，這樣操作是為了探究

通電導(dǎo)體在磁場中受力的方向與磁場方向是否有關(guān)

。1234567891011（4）（教材P48實(shí)踐與練習(xí)T5變式）如圖乙所示，將通電直導(dǎo)線換成通電線圈。線圈的銅絲外表面有漆皮，必須對線圈引出線的兩端（擱置于銅制彎鉤的部位）進(jìn)行刮漆處理，刮漆方法見放大圖（把線頭兩端的漆刮去半圈，兩端刮去的漆在同側(cè)）。按這種方法刮漆，目的是使線圈能夠

持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)

，因此這一部位就相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)中的

換向器

（填部件名稱）。持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)

換向器

1234567891011

11.（跨學(xué)科實(shí)踐·工程技術(shù)）（2024·南通如皋一模）圖示為某電動(dòng)機(jī)的原理圖，EF、PQ為螺線管，abcd為電動(dòng)機(jī)的線圈，OO'為轉(zhuǎn)軸。閉合開關(guān)，從O點(diǎn)沿轉(zhuǎn)軸觀察，線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則（

C

）A.螺線管F端為N極，P端為S極B.螺線管F端為S極，P端為S極C.若將電源的正負(fù)極對調(diào)，從O點(diǎn)沿轉(zhuǎn)軸觀察，線圈仍順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D.若將電源的正負(fù)極對調(diào)，從O點(diǎn)沿轉(zhuǎn)軸觀察，線圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C第11題1234567891011第十六章電和磁三、磁場對電流的作用電動(dòng)機(jī)第2課時(shí)安裝直流電動(dòng)機(jī)模型01新知梳理02當(dāng)堂反饋目錄

1.直流電動(dòng)機(jī)模型是由

蹄形磁體

、弧形鐵片、

線圈

、轉(zhuǎn)軸、支架、

換向器

、電刷、底座等幾部分組成的。2.器材：直流電動(dòng)機(jī)模型（散件）、電池組、

滑動(dòng)變阻器

、開關(guān)、導(dǎo)線等。3.安裝電動(dòng)機(jī)模型注意事項(xiàng)：蹄形磁體

線圈

換向器

滑動(dòng)變阻器

（1）電動(dòng)機(jī)模型的安裝順序是從內(nèi)到

外

，從下到

上

的，即直流電動(dòng)機(jī)模型安裝順序：支架→裝有線圈的轉(zhuǎn)軸→電刷→磁體。（2）安裝時(shí)電刷與換向器之間的松緊、線圈轉(zhuǎn)子與定子之間的間隙要適中。（3）安裝完畢后用手撥動(dòng)一下

線圈

，觀察運(yùn)轉(zhuǎn)是否處于良好狀態(tài)，否則應(yīng)加以調(diào)整。外

上

線圈

4.直流電動(dòng)機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與

電流方向

和

磁場方向

有關(guān)。5.直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與

電流的大小

有關(guān)。電流方向

磁場方向

電流的大小

1.組裝直流電動(dòng)機(jī)模型時(shí)，為保證轉(zhuǎn)軸能正常轉(zhuǎn)動(dòng)，下列措施正確的是（

C

）A.銅片與轉(zhuǎn)軸上的換向器要緊緊地接觸B.銅片與轉(zhuǎn)軸上的換向器要留有間隙C.銅片與轉(zhuǎn)軸上的換向器間的壓力要適當(dāng)D.以上做法均不適當(dāng)C122.小明同學(xué)對電動(dòng)機(jī)的問題很感興趣，他在家自己裝配了一個(gè)直流小電動(dòng)機(jī)玩具，為了探究影響電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的因素，請你幫他完成下列探究過程。第2題（1）猜想：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度與電流的大小有關(guān)；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與電流的方向或者磁場的方向有關(guān)。（2）根據(jù)上述猜想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：請?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出用導(dǎo)線、電動(dòng)機(jī)M、開關(guān)S、滑動(dòng)變阻器R、電池組組成的實(shí)驗(yàn)電路的電路圖。12①連接電路，閉合開關(guān)S，觀察電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)情況。若電路連接良好，但開始時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)當(dāng)

用手輕推一下電動(dòng)機(jī)線圈

。②通過改變

電源的正、負(fù)極

來改變電動(dòng)機(jī)電流方向，觀察到電動(dòng)機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。③保證電流的方向不變，將

磁極對調(diào)一下

，觀察到電動(dòng)機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。④移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使它接入電路的電阻增大，觀察到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速

變小

（變大/變?。?。用手輕推一下電動(dòng)機(jī)線圈

電源的正、負(fù)極

磁極對調(diào)一下

變小

（3）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：12（4）分析論證：實(shí)驗(yàn)結(jié)論是

改變電流的方向或磁場的方向能改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，改變電流的大小能改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度

。改變電流的方向或磁場的方向能改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，改變電流的大小能改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度

1201基礎(chǔ)過關(guān)02能力進(jìn)階03思維拓展目錄

1.

在安裝直流電動(dòng)機(jī)模型的過程中，以下部件不需要的是（

B

）A.電源B.鐵架臺C.導(dǎo)線D.磁體2.為了使組裝的直流電動(dòng)機(jī)模型能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，安裝時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)，其中錯(cuò)誤的是（

D

）A.要盡量減小轉(zhuǎn)軸與支架之間的摩擦B.電刷與換向器間的壓力要適當(dāng)C.不要使各元件因安裝不當(dāng)而產(chǎn)生形變D.從固定兩個(gè)弧形鐵片的兩個(gè)螺釘上引出兩根導(dǎo)線BD123456789103.在安裝直流電動(dòng)機(jī)模型的實(shí)驗(yàn)中，下列現(xiàn)象可能發(fā)生的是（

C

）A.將電源的兩極對調(diào)一下，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變B.將磁鐵的兩極對調(diào)一下，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變C.將電源和磁鐵的兩極同時(shí)對調(diào)，線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變D.使電流減小，線圈的轉(zhuǎn)速不變C123456789104.安裝一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)模型，接入實(shí)驗(yàn)電路能正常轉(zhuǎn)動(dòng)，如果分別做下述調(diào)整：（1）對調(diào)直流電動(dòng)機(jī)的磁鐵兩極。 （2）改變線圈中的電流方向。（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，改變電流的大小。 （4）同時(shí)對調(diào)磁鐵的兩極和電源的正、負(fù)極。那么能改變直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的是（

A

）A.（1）（2）B.（1）（3）C.（2）（3）D.（1）（4）A123456789105.要想使一臺直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速增大一些，下列方法不能達(dá)到目的的是（

D

）A.增大線圈中的電流B.更換電源，用電壓較高的直流電源C.更換一個(gè)磁性更強(qiáng)的磁體D.將磁體的磁極對調(diào)一下D123456789106.如圖所示，線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)過程中經(jīng)過圖甲、乙位置時(shí)，導(dǎo)線ab所受磁場力的方向（

C

）A.相同，是由于磁場方向、流過ab的電流方向都沒改變B.相同，是由于磁場方向、流過ab的電流方向都改變了C.相反，是由于流過ab的電流方向相反了D.相反，是由于磁場方向相反了C123456789107.直流電動(dòng)機(jī)里換向器的作用是（

A

）A.自動(dòng)改變線圈中的電流方向B.自動(dòng)改變線圈的受力方向C.自動(dòng)改變線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向D.自動(dòng)改變磁場方向A123456789108.如圖甲所示為同學(xué)們安裝過的直流電動(dòng)機(jī)模型。（1）其中①是

蹄形磁體

，②是

線圈

，③是

電刷

，④是

換向器

。（填部件名稱）蹄形磁體

線圈

電刷

換向器

（2）請將圖乙中的電動(dòng)機(jī)模型、開關(guān)S、滑動(dòng)變阻器及電池串聯(lián)起來，連接成實(shí)驗(yàn)電路。12345678910（3）在某次安裝直流電動(dòng)機(jī)模型的活動(dòng)中，小孫、小金、小星各自把安裝好的電動(dòng)機(jī)接入電路，閉合開關(guān)，線圈均不轉(zhuǎn)。若小孫用手輕輕一推轉(zhuǎn)子，線圈就轉(zhuǎn)動(dòng)起來，則她的線圈不轉(zhuǎn)的原因是

開始時(shí)線圈在平衡位置

；若小金用手輕輕把電刷（銅片）彎曲一下，線圈就轉(zhuǎn)動(dòng)起來，則她的線圈不轉(zhuǎn)的原因是

電刷與換向器接觸不良（或摩擦過大）

；若小星在原磁體上加一塊磁體，線圈就轉(zhuǎn)動(dòng)起來，則她的線圈不轉(zhuǎn)的原因是

磁體磁性太弱

。開始時(shí)線圈在平衡位置

電刷與換向器接觸不良（或摩擦過大）

磁體磁性太弱

12345678910（4）線圈正常轉(zhuǎn)動(dòng)后，若要探究線圈的轉(zhuǎn)速是否與電流大小有關(guān)，操作方法是

移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P

；若要探究線圈的旋轉(zhuǎn)方向是否與電流方向有關(guān)，操作方法是

對調(diào)電源的兩極

；若要探究線圈的旋轉(zhuǎn)方向是否與磁場方向有關(guān)，操作方法是

對調(diào)磁體的兩極

。（5）小