尖子生學(xué)案2017春九年級物理全冊第20章電與磁第4節(jié)電動機(jī)課件

1、例1通電導(dǎo)體在磁場中受力方向的判斷(規(guī)律方法)【解題歸納】通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用,受力方向與兩個因素有關(guān):一個是磁場方向,另一個是電流方向.如果只改變其中一個因素,則導(dǎo)體受力方向改變,如果同時改變兩個因素,則導(dǎo)體受力方向不變.借助如圖20 - 75所示的實驗裝置,小明探究“磁場對通電直導(dǎo)線的作用”.閉合開關(guān)S0,原本靜止的輕質(zhì)硬直導(dǎo)線AB水平向右運(yùn)動,要使AB水平向左運(yùn)動,下列措施中可行的是() A.將導(dǎo)線A,B兩端對調(diào)B.將滑動變阻器的滑片P向右移動C.換用磁性更強(qiáng)的蹄形磁體D.將蹄形磁體的N,S極對調(diào)解析將導(dǎo)線A,B兩端對調(diào),電流的方向不變,磁場的方向也不變,故導(dǎo)線AB受力方向不變,

2、運(yùn)動方向也不變,A項錯誤;將滑動變阻器的滑片P向右移動,滑動變阻器連入電路中的阻值變大,電路中的電流變小,則導(dǎo)線AB所受磁場力減弱,但仍會向右運(yùn)動,B項錯誤;同樣,換用磁性更強(qiáng)的蹄形磁體,只能使導(dǎo)線AB所受磁場力增強(qiáng),也不會改變導(dǎo)線AB的運(yùn)動方向,C項錯誤;將蹄形磁體的N,S極對調(diào),只改變一個影響因素(磁場方向),導(dǎo)線AB的運(yùn)動方向改變,故D項正確.故正確答案為D.D1.如圖所示的實驗中,閉合開關(guān)后,導(dǎo)體棒ab向右運(yùn)動,這說明對通電導(dǎo)體有力的作用;若要使ab向左運(yùn)動,你的方法是 . 改變電流的方向或改變磁場的方向磁場答案 磁場 改變電流的方向或改變磁場的方向 例2誤判電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向誤判電動機(jī)

3、的轉(zhuǎn)動方向(易錯點易錯點)解析電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向與電流方向有關(guān),電流方向改變,電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向改變;電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向與磁場方向有關(guān),磁場方向改變,電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向改變;若電流方向、磁場方向同時改變時,電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向不變.故正確答案為C.如圖20 - 76所示是直流電動機(jī)的示意圖,下列說法正確的是()A.只改變電流方向,不能改變其轉(zhuǎn)動方B.只改變磁場方向,不能改變其轉(zhuǎn)動方向C.同時改變磁場和電流方向,不能改變其轉(zhuǎn)動方向D.同時改變磁場和電流方向,可以改變其轉(zhuǎn)動方向C2.在安裝直流電動機(jī)模型的實驗中,為了改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向,可采取的措施是 ()A.改變磁場的強(qiáng)弱B.改變電流的大小C.只改變電流方

4、向或只改變磁場方向D.同時改變電流方向和磁場方向C提示:電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向與線圈中電流的方向和磁場的方向有關(guān),因此,要改變其轉(zhuǎn)動方向,應(yīng)改變電流方向或磁場方向,若兩者同時改變,轉(zhuǎn)動方向不變.C對換向器的作用不理解(疑難點)例3關(guān)于換向器,以下說法中錯誤的是()A.直流電動機(jī)中的換向器是由兩個彼此絕緣的半圓金屬環(huán)制成的 B.當(dāng)直流電動機(jī)的線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時,換向器能立即改變線圈中的電流方向 C.線圈在磁場內(nèi)每轉(zhuǎn)動一周,換向器就將線圈中的電流方向改變2次 D.直流電動機(jī)的換向器是將線圈中的直流電變成外電路的交流電解析換向器的作用就是換向,是換電流的方向,它是由兩個彼此絕緣的半圓金屬環(huán)制成的,當(dāng)線圈轉(zhuǎn)

5、過平衡位置時及時改變線圈中電流的方向,從而改變線圈的受力方向,使線圈能夠保證持續(xù)轉(zhuǎn)動,線圈在磁場中每轉(zhuǎn)動一周,線圈就兩次經(jīng)過平衡位置,所以改變兩次電流方向.值得注意的是,直流電動機(jī)的換向器的作用是線圈在平衡位置時,改變通過線圈中的電流方向,并不能將直流電變?yōu)榻涣麟?故D選項是錯誤的.故正確答案為D.D3.直流電動機(jī)中換向器的作用是()A.自動改變磁場的N極和S極B.自動改變線圈中的電流方向C.自動改變線圈中的電流方向,也能改變磁場的N極和S極D.以上說法都不對B例1實際應(yīng)用題在物理實驗課上,小明想觀察直流電動機(jī)模型的工作情況,將其接入電路,結(jié)果電動機(jī)卻不工作.在嘗試調(diào)整電刷和銅半環(huán)的松緊程度后

6、,直流電動機(jī)模型開始正常轉(zhuǎn)動,其原因可能是 ()A.直流電動機(jī)的銅半環(huán)與電刷接觸不良B.磁體的磁場太弱C.線圈剛好處于平衡位置D.線圈中的電流太小解析在嘗試調(diào)整電刷和銅半環(huán)的松緊程度后,直流電動機(jī)模型開始正常轉(zhuǎn)動,故原來電動機(jī)不轉(zhuǎn)的原因在電刷和銅半環(huán)上,即可能是電刷與銅半環(huán)接觸太緊,導(dǎo)致兩者之間摩擦力過大,線圈磁場力不能驅(qū)動線圈轉(zhuǎn)動,也可能是電刷與銅半環(huán)接觸太松,導(dǎo)致電路斷路,使得線圈中無電流,線圈不受磁場力作用.故正確答案為A.A例2【解題歸納】圖中的電流表實際上是一種磁電式電流表,該題主要通過了解它的內(nèi)部構(gòu)造的原理,來感受物理知識之間的聯(lián)系.實際應(yīng)用題如圖20 - 77所示為我們實驗室所用

7、電流表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖.當(dāng)接入電路,有電流通過線圈時,線圈帶動指針偏轉(zhuǎn).該電流表的工作原理是.圖20 - 77解析注意到圖中電流表內(nèi)部有一永磁體,在磁極間有磁場,在磁場中有一個線圈.那么,當(dāng)將電流表接入電路并有電流通過時,通電線圈就會受到磁場力的作用而轉(zhuǎn)動,并帶動指針偏轉(zhuǎn),顯示出電流的大小. 通電線圈在磁場中受到力的作用(或磁場對電流有力的作用例3綜合應(yīng)用題(2015泰州中考)(1)按圖20 - 78甲組裝實驗器材,給直導(dǎo)線通電,直導(dǎo)線向左運(yùn)動,這說明對通電直導(dǎo)線有力的作用;只對調(diào)電源正負(fù)極接線,通電直導(dǎo)線會向運(yùn)動,這說明通電導(dǎo)體的受力方向與 有關(guān). (2)如圖乙是某興趣小組制作的神奇轉(zhuǎn)框,框

8、的上部中央與電池正極相連,下部緊貼在與電池負(fù)極相連的柱形物兩側(cè),金屬框就可以繞電池持續(xù)轉(zhuǎn)動.據(jù)此,你認(rèn)為構(gòu)成柱形物的材料應(yīng)具有較好、(填物理屬性). 解析解析(1)如題圖甲所示,直導(dǎo)線吊在磁場中,當(dāng)給直導(dǎo)線通電時,直導(dǎo)線向左運(yùn)動,說明直導(dǎo)線受到向左的力,這個力是磁場施加的;當(dāng)只對調(diào)電源的正負(fù)極接線時,直導(dǎo)線中電流的方向改變,磁場方向保持不變,直導(dǎo)線受力的方向也隨之改變,故直導(dǎo)線會向右運(yùn)動,這說明通電導(dǎo)體的受力方向與電流方向有關(guān).(2)如題圖乙所示,電池通過柱形物給金屬框中提供電流,所以柱形物必須具有良好的導(dǎo)電性,金屬框轉(zhuǎn)動的原理是磁場對電流有力的作用,所以在金屬框周圍存在磁場,故柱形物具有較好

9、的磁性.磁場右電流方向磁性導(dǎo)電性例4解析(1)在實驗中,需要改變電流的大小,因此除添加一塊電流表外,還需要添加滑動變阻器.(2)根據(jù)實驗?zāi)康?可設(shè)計實驗步驟為:斷開開關(guān),將電流表和滑動變阻器串聯(lián)接入電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到適當(dāng)?shù)奈恢?閉合開關(guān)記錄電流表示數(shù),同時觀察導(dǎo)體棒ab滑行的距離(或滾動的快慢),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片位置重復(fù)實驗并記錄.(3)實驗中,需要記錄電流的強(qiáng)弱、導(dǎo)體棒滑行的距離,以及磁場對電流的作用力的大小,并進(jìn)行至少三次實驗,從而設(shè)計出表格.實驗設(shè)計題(2015北京東城區(qū)期末)如圖20 - 79所示為探究“磁場對通電導(dǎo)體作用”的實驗裝置圖.所用到的實驗器材有:電源(可以用干

10、電池替換)、U形磁鐵、導(dǎo)體棒ab、金屬導(dǎo)軌、開關(guān)、導(dǎo)線,若利用該裝置探究“磁場對通電導(dǎo)體作用力的大小與電流大小是否有關(guān)”: (1)除添加一塊電流表外,還需要添加什么實驗器材?(2)寫出實驗步驟.(3)畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表格.(2)斷開開關(guān),將電流表和滑動變阻器串聯(lián)接入電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到適當(dāng)?shù)奈恢?閉合開關(guān)記錄電流表示數(shù),同時觀察導(dǎo)體棒ab滑行的距離(或滾動的快慢),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片位置重復(fù)實驗并記錄.答案(1)滑動變阻器.(3)見下表.例5解析(1)電磁炮的原理是:位于磁場中的導(dǎo)線在通電時會受到一個力的推動,它與生活中電動機(jī)的原理是相同的.(2)電磁炮發(fā)射過程中,將電磁能轉(zhuǎn)化為機(jī)械

11、能.(3)隱蔽性好.電磁炮在發(fā)射時不產(chǎn)生火焰和煙霧,也不產(chǎn)生沖擊波,所以作戰(zhàn)中比較隱蔽,不易被敵人發(fā)現(xiàn).比較經(jīng)濟(jì).與常規(guī)武器比較,由于不用火藥,因而減小了發(fā)射成本和暴露目標(biāo)的危險性.閱讀理解題(2015北京門頭溝區(qū)二模)電磁炮電磁炮是利用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進(jìn)動能殺傷武器.與傳統(tǒng)大炮將火藥燃?xì)鈮毫ψ饔糜趶椡璨煌?電磁炮是利用力來對金屬炮彈進(jìn)行加速,使其達(dá)到打擊目標(biāo)所需的動能,與傳統(tǒng)的火藥推動的大炮相比,電磁炮可大大提高彈丸的速度和射程.如果說到電磁炮的基本原理其實并不神秘.不過是在彈丸中產(chǎn)生一個電流,在發(fā)射軌道上產(chǎn)生一個強(qiáng)磁場.由于不用火藥,因而減小了發(fā)射成本和暴露目標(biāo)的危險性.電磁炮不僅

12、用于軍事用途,科學(xué)家甚至設(shè)想應(yīng)用這一原理發(fā)射衛(wèi)星呢.(1)電磁炮是利用電流在磁場中的原理工作的,這與我們學(xué)習(xí)過的 工作原理是一樣的. (2)電磁炮發(fā)射過程中,將電磁能轉(zhuǎn)化為能. (3)簡述電磁炮發(fā)射成本低和暴露危險小的理由:. 電磁炮在發(fā)射時不產(chǎn)生火焰和煙霧,也不產(chǎn)生沖擊波,所以作戰(zhàn)中比較隱蔽,不易被敵人發(fā)現(xiàn);與常規(guī)武器比較,由于不用火藥,因而減小了發(fā)射成本和暴露目標(biāo)的危險性受力電動機(jī)機(jī)械例6 實驗探究題在復(fù)習(xí)“電流的磁場”和“磁場對電流的作用”時,小剛想:既然通電導(dǎo)體周圍存在磁場,磁場又會對通電導(dǎo)體產(chǎn)生力的作用,那么互相靠近的兩個通電導(dǎo)體間是否會產(chǎn)生力的作用呢?(1)于是,他和小強(qiáng)商議通過實

13、驗來研究這一問題.他們找到了兩根柔軟的導(dǎo)線,相距較近地并排固定在接線板上,實驗電路如圖20 - 80甲所示.通過實驗觀察到的現(xiàn)象如圖乙所示.該實驗表明:兩個通電導(dǎo)體之間 . (2)小強(qiáng)認(rèn)為,如果改變其中一個通電導(dǎo)體的電流方向,則它們之間作用力的方向也會發(fā)生改變.小強(qiáng)這樣想的理由是:電流產(chǎn)生的磁場方向是由的方向決定的,當(dāng)一個通電導(dǎo)體中電流的方向改變時,它產(chǎn)生的磁場方向也會發(fā)生改變;而磁場對通電導(dǎo)體的作用力的方向與 的方向和的方向有關(guān),另一個通電導(dǎo)體中電流的方向不變,但它所處磁場方向變化了,它受到的磁場力方向就會改變.(3)如果開始實驗時,小剛和小強(qiáng)沒有找到柔軟的導(dǎo)線,而是用較硬的普通鋁芯導(dǎo)線進(jìn)行

14、實驗,你認(rèn)為會出現(xiàn)怎樣的情況?通過這個問題,你得到了怎樣的啟示?例6解析(1)兩根柔軟的導(dǎo)線通電后能夠相互吸引,這說明兩個通電導(dǎo)體之間有力的作用.(2)根據(jù)奧斯特實驗可知,當(dāng)電流的方向發(fā)生改變時,電流所產(chǎn)生的磁場的方向也發(fā)生改變;而根據(jù)磁場對通電導(dǎo)體作用的規(guī)律,當(dāng)電流方向或磁場方向改變時,通電導(dǎo)體的受力運(yùn)動方向也隨之發(fā)生改變.(3)實驗中采用柔軟的導(dǎo)線,通電后導(dǎo)線之間的吸引力能夠明顯地通過導(dǎo)線的形變表現(xiàn)出來,若采用較硬的普通鋁芯導(dǎo)線,就會出現(xiàn)鋁芯導(dǎo)線不能相互吸引或者相互排斥的現(xiàn)象.通過這個實驗我們可以得到的啟示是,在物理實驗中選擇適當(dāng)?shù)钠鞑脑O(shè)計實驗是至關(guān)重要的.例6 實驗探究題在復(fù)習(xí)“電流的磁場”和“磁場對電流的作用”時,小剛想:既然通電導(dǎo)體周圍存在磁場,磁場又會對通電導(dǎo)體產(chǎn)生力的作用,那么互相靠近的兩個通電導(dǎo)體間是否會產(chǎn)生力的作用呢?(1)于是,他和小強(qiáng)商議通過實驗來研究這一問題.他們找到了兩根柔軟的導(dǎo)線,相距較近地并排固定在接線板上,實驗電路如圖20 - 80甲所示.通過實驗觀察到的現(xiàn)象如圖乙所示.該實驗表明:兩個通電導(dǎo)體之間 . (2)小強(qiáng)認(rèn)為,如果改變其中一個通電導(dǎo)體的電流方向,則它們之間作用力的方向也會發(fā)生改變.小強(qiáng)這樣想的理由是:電流產(chǎn)生的磁場方向是由的方向決定的,當(dāng)一個通電導(dǎo)體中電流的方向改變時,它產(chǎn)生的