初中物理人教版九年級(jí)全一冊(cè)5

第二十章電與磁§20.4電動(dòng)機(jī)2022年課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用，并知道力的方向與哪些因素有關(guān)。2．了解直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。3．了解動(dòng)圈式揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)和原理1．【重點(diǎn)】知道通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受到力的作用，受力方向跟磁場(chǎng)方向和電流方向有關(guān)。2．【重點(diǎn)】分析直流電動(dòng)機(jī)的工作原理和換向器的作用。3．了解動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)和工作原理1．磁體在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用。通電導(dǎo)線(xiàn)周?chē)嬖诖艌?chǎng)，也相當(dāng)于磁體，把通電導(dǎo)體放入磁場(chǎng)中，請(qǐng)你猜想：_____(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)受到力的作用。要驗(yàn)證這個(gè)猜想，需要把一根能夠自由移動(dòng)的導(dǎo)線(xiàn)放入_______中，給導(dǎo)線(xiàn)_______，如果導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)起來(lái)，就說(shuō)明通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受到力的作用。想一想知識(shí)點(diǎn)1磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線(xiàn)的作用會(huì)磁場(chǎng)通電2．探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線(xiàn)的作用。如圖，組裝儀器，蹄形磁鐵提供磁場(chǎng)，導(dǎo)線(xiàn)AB在導(dǎo)軌上可以自由移動(dòng)。(1)接通電源，讓電流從A向B方向通過(guò)銅導(dǎo)線(xiàn)，結(jié)果銅導(dǎo)線(xiàn)AB向_____運(yùn)動(dòng)。說(shuō)明通電導(dǎo)體在_______中受到_____的作用。做一做左磁場(chǎng)力(2)步驟(2)中。保持磁極的位置不變，改變電流的方向，使電流從B流向A，結(jié)果銅導(dǎo)線(xiàn)向_____運(yùn)動(dòng)，則導(dǎo)線(xiàn)的受力方向與步驟(1)_______。說(shuō)明了通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受力的方向與___________有關(guān)。右相反電流方向(3)相對(duì)于步驟(2)，在步驟(3)中，保持銅導(dǎo)線(xiàn)中的電流方向不變，把蹄形磁鐵的磁極上下對(duì)調(diào)，就是讓磁場(chǎng)方向與原來(lái)相反。通電，結(jié)果銅導(dǎo)線(xiàn)向_____運(yùn)動(dòng)，則此時(shí)導(dǎo)線(xiàn)的受力方向與步驟(2)_______。說(shuō)明了通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受力的方向與___________有關(guān)。左相反磁場(chǎng)方向?結(jié)論1通電導(dǎo)線(xiàn)在_______中受到力的作用。通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受力的方向跟___________和___________有關(guān)。磁場(chǎng)電流方向磁場(chǎng)方向3．如圖所示，

表示電流垂直紙面向外的通電導(dǎo)線(xiàn)，

表示電流垂直紙面向里的通電導(dǎo)線(xiàn)。根據(jù)圖甲中通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)的受力情況，畫(huà)出圖乙、丙中通電導(dǎo)體受力的。練一練1．把導(dǎo)線(xiàn)繞成線(xiàn)圈，放到磁場(chǎng)中，給線(xiàn)圈通電，線(xiàn)圈會(huì)怎樣？(1)如圖甲所示，線(xiàn)圈ab段的電流方向是從_______，受力方向是豎直向上；線(xiàn)圈cd段的電流方向是從_______，受力方向豎直向_____。這些力使線(xiàn)圈_____時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。想一想知識(shí)點(diǎn)2直流電動(dòng)機(jī)a到bc到d下順甲(2)當(dāng)它轉(zhuǎn)到圖乙位置時(shí)，線(xiàn)圈ab段和cd段的電流方向___________(選填“發(fā)生改變”或“沒(méi)有改變”)，所以ab段和cd段的受力方向_______(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)改變。此時(shí)ab和cd受到的磁場(chǎng)力的方向恰好_______________，而且兩個(gè)力的大小相等，方向相反，作用在同一物體上。我們把這個(gè)位置稱(chēng)為平衡位置。由于慣性，線(xiàn)圈會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)下去，轉(zhuǎn)到圖丙所示位置。乙沒(méi)有改變不會(huì)在同一直線(xiàn)上(3)在圖丙，由于線(xiàn)圈ab段和cd段的電流方向___________(選填“沒(méi)有變化”或“發(fā)生變化”)，所以ab段和cd段的受力方向___________(選填“沒(méi)有變化”或“發(fā)生變化”)，請(qǐng)?jiān)趫D丙中標(biāo)出ab段和cd段受到的磁場(chǎng)力Fab和Fcd，這時(shí)線(xiàn)圈受到的力會(huì)阻止它繼續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，反而使它_____時(shí)針轉(zhuǎn)回到圖乙所示平衡位置，不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。乙沒(méi)有變化沒(méi)有變化逆2．有什么辦法使線(xiàn)圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去呢？方法1：如果在線(xiàn)圈越過(guò)平衡位置后停止對(duì)線(xiàn)圈供電，由于慣性，線(xiàn)圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)半周后再繼續(xù)供電，線(xiàn)圈不就可以持續(xù)轉(zhuǎn)下去了嗎？參考圖甲乙自制小小電動(dòng)機(jī)：方法2：如果在線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的后半周，不是停止給線(xiàn)圈供電，而是設(shè)法改變后半周的電流方向，使線(xiàn)圈在后半周也獲得動(dòng)力，線(xiàn)圈不就能轉(zhuǎn)得更平穩(wěn)了嗎？在直流電動(dòng)機(jī)中，這一任務(wù)是由_________完成的。它是由兩個(gè)彼此_______的銅半環(huán)構(gòu)成，如圖所示，這兩個(gè)銅半環(huán)是和_______固定在一起的。圖中的A和B是電刷，它們跟半環(huán)接觸，使電源和線(xiàn)圈組成閉合電路。在換向器的幫助下，每當(dāng)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)_______位置時(shí)，會(huì)自動(dòng)改變通入線(xiàn)圈的電流_______，從而改變線(xiàn)圈ab段和cd段的受力方向，使線(xiàn)圈獲得繼續(xù)按原來(lái)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力，于是線(xiàn)圈就可以連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。換向器絕緣線(xiàn)圈平衡方向?結(jié)論2直流電動(dòng)機(jī)——利用直流電源供電的電動(dòng)機(jī)。如：玩具里面的小馬達(dá)、剃須刀上的電動(dòng)機(jī)……1．構(gòu)造：由磁體、線(xiàn)圈、換向器、電刷等構(gòu)成。能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的部分，叫做_______；固定不動(dòng)的部分，叫做_______。2．原理：利用___________________________的原理制成的。3．換向器作用：每當(dāng)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí)，自動(dòng)改變線(xiàn)圈中的___________，使線(xiàn)圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。4．能量轉(zhuǎn)化：_____能轉(zhuǎn)化為_(kāi)______能。轉(zhuǎn)子定子通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)電流方向電機(jī)械3．圖甲為一臺(tái)簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)，它由一節(jié)舊電池、小塊銣磁鐵(一種強(qiáng)磁體)和線(xiàn)框組成，磁鐵吸在電池下端，線(xiàn)框由裸銅導(dǎo)線(xiàn)繞制；圖乙為電動(dòng)機(jī)工作原理圖，箭頭表示磁感線(xiàn)方向。根據(jù)圖乙可知，磁鐵上端為_(kāi)___(選填“N”或“S”)極；已知磁場(chǎng)對(duì)線(xiàn)框左邊的作用力垂直于紙面向里，則線(xiàn)框右邊受到的磁場(chǎng)力垂直于紙面_______(選填“向外”或“向里”)，因此線(xiàn)框就轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。線(xiàn)框在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中將_____能轉(zhuǎn)化為_(kāi)______能。練一練N向外電機(jī)械1．揚(yáng)聲器是怎樣發(fā)出聲音的？請(qǐng)觀(guān)察右側(cè)原理圖。當(dāng)線(xiàn)圈中通過(guò)電流時(shí)，線(xiàn)圈受到磁鐵的作用而運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線(xiàn)圈中的電流反向時(shí)，線(xiàn)圈向_______(選填“相同”或“相反”)方向運(yùn)動(dòng)。由于通過(guò)線(xiàn)圈的電流是交變電流，它的方向不斷變化，線(xiàn)圈受力方向也就不斷變化，使線(xiàn)圈不斷地來(lái)回振動(dòng)，帶動(dòng)紙盤(pán)也來(lái)回_______，于是揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。想一想知識(shí)點(diǎn)3動(dòng)圈式揚(yáng)聲器相反振動(dòng)?結(jié)論3揚(yáng)聲器是把_____信號(hào)轉(zhuǎn)換成_____信號(hào)的一種裝置。電聲2．如圖所示，在揚(yáng)聲器的線(xiàn)圈兩端連接干電池，揚(yáng)聲器_______持續(xù)發(fā)聲，線(xiàn)圈_____持續(xù)受到磁場(chǎng)的作用力。(均選填“會(huì)”或“不會(huì)”)練一練不會(huì)會(huì)重難點(diǎn)1通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受到力的作用【典例1】如圖所示，通電導(dǎo)線(xiàn)a、b固定不動(dòng)，左邊磁體對(duì)a的作用力為Fa，右邊磁體對(duì)b的作用力為Fb，下列說(shuō)法正確的是(

)AABCD【典例2】如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置中，當(dāng)給金屬棒通電時(shí)，觀(guān)察到金屬棒在軌道上運(yùn)動(dòng)起來(lái)。此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明______________________________，_________就是利用這個(gè)原理制成的。實(shí)驗(yàn)中將磁極對(duì)調(diào)，觀(guān)察金屬棒的運(yùn)動(dòng)情況，這樣操作是為了探究___________________________________________。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)后，觀(guān)察到金屬棒的移動(dòng)速度變大，這說(shuō)明通電導(dǎo)體電流越大，受到的力____(選填“越大”“越小”或“不變”)。

通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受到力的作用

通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受力方向與磁場(chǎng)方向的關(guān)系越大電動(dòng)機(jī)?重難點(diǎn)撥通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受到力的作用。通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受力的方向跟電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)。這類(lèi)題目先觀(guān)察清楚電路結(jié)構(gòu)和磁極位置，再判斷電路中電流方向和磁場(chǎng)方向，從而判斷磁場(chǎng)力的方向。重難點(diǎn)2電動(dòng)機(jī)工作原理【典例3】如圖所示的裝置，線(xiàn)圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)圖甲、圖乙所示位置。(1)圖甲中ab段導(dǎo)線(xiàn)的電流方向是_________，圖乙中ab段導(dǎo)線(xiàn)的電流方向是_________。(均選填“由a到b”或“由b到a”)(2)圖甲中ab段導(dǎo)線(xiàn)所受磁場(chǎng)力F的方向豎直向上。請(qǐng)標(biāo)出圖乙中ab段導(dǎo)線(xiàn)所受磁場(chǎng)力的方向。由b到a由a到b【典例4】線(xiàn)圈abcd位于磁場(chǎng)中。如圖甲，當(dāng)K與1接通時(shí)，ab段導(dǎo)線(xiàn)受磁場(chǎng)力F的方向向上。圖丙中的“?”表示導(dǎo)線(xiàn)ab，請(qǐng)?jiān)趫D丙中畫(huà)出圖乙中ab段導(dǎo)線(xiàn)受到的磁場(chǎng)力方向。【典例5】組裝直流電動(dòng)機(jī)后，接通電源，若出現(xiàn)下表左邊的現(xiàn)象，請(qǐng)分析原因，然后將右邊的故障現(xiàn)象填在橫線(xiàn)內(nèi)。(填字母)(1)轉(zhuǎn)動(dòng)較慢，顯得很吃力：____。A．摩擦阻力太大B．換向器與電刷接觸不良C．啟動(dòng)前線(xiàn)圈剛好處