20.4 电动机-2023-2024学年九年级物理全册举一反三系列（原卷版）（人教版）.docxVIP

20.4电动机（原卷版）

本节学习目标

1.了解通电导线在磁场中会受到力的作用；

2.认识通电导线在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关；

3.了解直流电动机的构造和工作原理及其能量转化。

要点一磁场对通电导线的作用

1.磁场对通电导线的作用

(1)力的方向和电流方向有关；(2)力的方向与磁感线方向有关。

2.左手定则

伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流方向，这时，拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁场力的方向。

【例】如图所示，是灵敏电流计内部结构示意图，它的工作原理是利用通电导体在中会受到的作用，使指针发生偏转，此时如果改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向（选填“会”或“不会”）发生改变。

【变式1】（2023·牡丹江）下列设备中，利用磁场对通电导体的作用而工作的是（）。

A.发电机 B.电动机 C.电磁继电器 D.电水壶

【变式2】（2022·江苏连云港）如图所示，闭合开关，导体就会运动起来，在此过程中，___________能转化为___________能。利用这一原理可以制作___________。

【变式3】（2022·四川成都）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，利用此原理，人们制造了（）。

A电磁铁 B电热器 C电动机 D发电机

要点二电动机

知识点二、电动机

1.基本结构：转子线圈）、定子（磁体）、电刷、换向器。

电刷的作用：与半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。

换向器的作用：使线圈一转过平衡位置就改变线圈中的电流方向。

2.工作原理：电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。

3.通电线圈在磁场中的受力大小跟电流（电流越大，受力越大），磁场的强弱（磁性越强，受力越大）和线圈的匝数（匝数越大，受力越大）有关。

4.应用：直接电动机：（电动玩具、录音机、小型电器等）；交流电动机：（电风扇、洗衣机、家用电器等）。

5.电动机原理图：如图所示。

电动机工作原理图

要点诠释：

通电直导线在磁场中受到力的作用。力的方向与磁场方向、导线电流方向有关。磁场对通电导线和通电线圈作用而运动过程中，把电能转化为机械能，电动机就是从这一理论设计制造出来的。

(1)磁场对电流的作用中磁场方向、电流方向、导体受力方向三者应互相垂直，同时改变其中两个方向另一个方向不变，若首先改变其中一个方向而另一个方向不变，则第三者方向一定改变。(2)当通电直导线的方向与磁感线的方向平行时（如图甲所示），磁场对通电直导线（图甲中直导线ab）没有力的作用。当通电直导线的方向与磁感线的方向不平行（斜交）时，磁场对通电直导线（图乙中直导线ab）有力的作用（垂直纸面向内）。当通电直导线的方向与磁场的方向垂直时，磁场对通电导线（图丙中直导线ab）的作用力最大（方向垂直纸面向内）。

【例】（2023·长沙）下图为玩具小汽车内直流电动机的结构简图，该电动机工作时将电能转化为___________能和内能。如果想改变该直流电动机的转动方向，你可以采取的方法是___________（写一条合理方法即可）。

【变式1】（2023·宿迁）图中是小明制作的简单电动机模型，其线圈由漆包线绕成，将线圈一端的漆全部刮掉，另一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中，闭合开关后，线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是（）。

A.利用电磁感应原理工作；

B.线圈在转动时，始终受到磁场作用力；

C.将电能转化为机械能；

D.增大线圈中的电流可改变转动方向

【变式2】（2023·广州）用电动机竖直提升重物。

（1）图1中重物上升过程经过M、N、O、P点，其速度在MN段不断增大，在NO段不变，在OP段不断减小，忽略空气阻力，则重物在（）

A.MN段动能不变B.MN段机械能不变

C.NO段机械能增大D.OP段重力势能减小

（2）图1中ab边所受磁场的作用力为F。把电源的正负极对调再接入电路，闭合开关，线圈abcd转至图2所示位置，则（）

A.图1中流过ab边的电流方向是从b到a

B.图1中cd边受到磁场作用力的方向与F的相同

C.图2中ab边受到磁场作用力的方向与F的相反

D.图2中cd边受到磁场作用力的方向与F的相反

【变式3】（2022·淮安）如图所示，有轨电车是城市交通现代化的标志，直流电动机是有轨电车的动力心脏，其工作原理是（）。

A.B.C.D.