初中物理人教版九年級全冊第4節(jié) 電動機導學案及答案

這是一份初中物理人教版九年級全冊第4節(jié) 電動機導學案及答案，共5頁。學案主要包含了學習目標，要點梳理，典型例題，思路點撥，總結升華等內容，歡迎下載使用。
電動機  發(fā)電機
責編：武霞 【學習目標】
    1、了解磁場對電流的作用；2、認識電動機的構造和原理；3、知道電磁感應現(xiàn)象，及產(chǎn)生感應電流的條件；4、了解發(fā)電機的構造和原理。 【要點梳理】要點一、電動機1. 磁場對通電導線的作用(1)力的方向和電流方向有關。(2)力的方向與磁感線方向有關。2.電動機的基本構造（1）轉子：能夠轉動的部分。（2）定子：固定不動的部分。3. 直流電動機為什么需裝換向器？當線圈轉到如圖所示位置時，ab邊和cd邊受的磁場力恰好在同一條直線上，而且大小相等，方向相反，線圈在這個位置上受到相互平衡的兩個磁場力的作用，所以不能連續(xù)轉動下去。如何才能使線圈連續(xù)轉動下去呢？我們設想線圈由于慣性而通過平衡位置，恰在這時使線圈與電源線的兩個接頭互換，則線圈中的電流方向改變，它所受的磁場力的方向變成與原來的方向相反，從而可使線圈沿著原來旋轉方向繼續(xù)轉動。因此，要使線圈連續(xù)轉動，應該在它由于慣性剛轉過平衡位置時，立刻改變線圈中的電流方向。能夠完成這一任務的裝置叫做換向器。其實質是兩個彼此絕緣銅半環(huán)。              要點詮釋：通電直導線在磁場中受到力的作用。力的方向與磁場方向、導線電流方向有關。磁場對通電導線和通電線圈作用而運動過程中，把電能轉化為機械能，電動機就是從這一理論設計制造出來的。(1)磁場對電流的作用中磁場方向、電流方向、導體受力方向三者應互相垂直，同時改變其中兩個方向另一個方向不變，若首先改變其中一個方向而另一個方向不變，則第三者方向一定改變。
(2)當通電直導線的方向與磁感線的方向平行時（如圖甲所示），磁場對通電直導線（圖甲中直導線ab）沒有力的作用。當通電直導線的方向與磁感線的方向不平行（斜交）時，磁場對通電直導線（圖乙中直導線ab）有力的作用（垂直紙面向內）。當通電直導線的方向與磁場的方向垂直時，磁場對通電導線（圖丙中直導線ab）的作用力最大（方向垂直紙面向內）。
　　　　　　　　　　　
　　在圖丙中，保持磁感線B的方向不變，而使直導線ab內電流方向相反時，ab受力的方向也相反；保持直導線內電流方向不變，而使磁感線B的方向相反時，ab受力的方向也相反。
但如果在圖丙中，同時使磁感線B的方向及ab內電流方向都變?yōu)橄喾?，則直導線ab的受力方向不發(fā)生變化。要點二、磁生電1.電磁感應：閉合電路的部分導體在磁場中切割磁感線運動就會產(chǎn)生感應電流的現(xiàn)象。2. 產(chǎn)生感應電流必須同時滿足三個條件：（1）電路是閉合的；（2）導體要在磁場中做切割磁感線的運動；（3）切割磁感線運動的導體只能是一部分，三者缺一不可。如果不是閉合電路，即使導體做切割磁感線運動，導體中也不會有感應電流產(chǎn)生，只是在導體的兩端產(chǎn)生感應電壓。3.感應電流的方向：感應電流的方向跟導體切割磁感線運動方向和磁感線方向有關。因此要改變感應電流的方向，可以從兩方面考慮，一是改變導體的運動方向，即與原運動方向相反；二是使磁感線方向反向。但是若導體運動方向和磁感線方向同時改變，則感應電流的方向不發(fā)生改變。4.發(fā)電機發(fā)電機的原理是電磁感應，發(fā)電機的基本構造是磁場和在磁場中轉動的線圈。其能量轉換是把機械能轉化為電能。要點詮釋：.學完三種電磁現(xiàn)象，容易混淆，為了記憶和理解，特列表如下：現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)者能量轉化判定方法電流的磁場奧斯特電能→磁能安培定則電磁感應法拉第機械能→電能（右手定則）磁場對電流的作用安培電能→機械能（左手定則）說明：判定方法中的右手定則和左手定則，在初中物理暫不做要求。三種電磁現(xiàn)象的重要應用對比如下：應用原理要點電磁鐵電流的磁場
通電螺線管內插入鐵芯，磁場大大增強磁性有無可用通斷電控制，磁性強弱可用電流大小及匝數(shù)多少控制。交流發(fā)電機電磁感應交流電：周期性改變方向的電流。
集流環(huán)（兩個銅環(huán)）和一對電刷的作用直流電動機通電線圈在磁場中受力轉動用換向器（兩個銅束環(huán)）和一對電刷使線圈持續(xù)轉動  【典型例題】類型一、電動機1、關于直流電動機和發(fā)電機，下列說法正確的是（   ）A.電動機是利用磁場對電流作用的現(xiàn)象制成的，工作時把機械能轉化為電能B.發(fā)電機是利用法拉第的發(fā)現(xiàn)制成的，工作時把機械能轉化為電能C.電動機是利用電磁感應現(xiàn)象制成的，工作時把電能轉化為機械能D.交流發(fā)電機和直流電動機構造相同，因此它們的工作原理是一樣的【思路點撥】記住發(fā)電機和電動機原理。【答案】B【解析】閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應，利用這種現(xiàn)象制成了發(fā)電機，實現(xiàn)機械能轉化為電能。通電線圈在磁場里受到力的作用，在磁場里會發(fā)生轉動，利用這一現(xiàn)象發(fā)明了電動機，實現(xiàn)了電能轉化為機械能。【總結升華】本題主要考查學生對：發(fā)電機和電動機原理圖的區(qū)別和聯(lián)系的了解和掌握。 舉一反三：【變式】電動機是一種高效率、低污染的動力設備。下面四幅實驗裝置圖中，對電動機的發(fā)明有直接影響的是（   ）【答案】C  2.（2015?棗莊中考）如圖所示是直流電動機的模型，閉合開關后線圈順時針轉動?，F(xiàn)要線圈逆時針轉動，下列方法中可行的是（　　）A．只改變電流大小 B．只改變電流方向 C．對換磁極同時改變電流方向 D．換用磁性更強的磁鐵【答案】B【解析】電動機的原理是通電線圈在磁場中受力轉動，電動機線圈的轉動方向與磁場方向和電流方向有關，因此要改變電動機的轉動方向有兩種方法：①可保持磁場方向不變，改變電流方向；②可保持電流方向不變，改變磁場方向。因此選項B符合題意。【總結升華】知道電動機轉動方向與電流方向、磁場方向有關，注意只能改變其中一個因素，如果兩個因素同時改變時，線圈轉動的方向不變。 類型二、磁生電 3、如圖所示，閉合電路的一部分導體在磁極間運動，圖中小圓圈表示導體的橫截面，下列說法中正確的是（   ）A.圖a和圖b的導線中電流方向相同B.圖b和圖c的導線中電流方向相同C.圖b和圖c的導線中電流方向相反D.圖a和圖c的導線中電流方向相同【思路點撥】要解答本題需掌握：感應電流的方向和磁極的方向、導體運動的方向有關。【答案】B【解析】感應電流產(chǎn)生的條件：①閉合電路里的一部分導體；②在磁場中做切割磁感線運動.由圖可知，a、b、c中導線都在磁場中做切割磁感線運動，且又是閉合電路里的一部分導體，所以導線中都有感生電流產(chǎn)生。圖a、b中導體運動方向相同，但磁感線方向相反，故電流方向相反。圖b、c中導體運動方向和磁感線方向都相同，故電流方向也相同。【總結升華】此題考查的是產(chǎn)生感應電流的條件，我們要知道什么才是切割磁感線運動。 舉一反三：【變式】（2015?鐵嶺模擬）如圖所示是小冬探究感應電流產(chǎn)生條件的實驗裝置，其中能夠產(chǎn)生感應電流的是（　?。?/span>A．ab不動，磁鐵上下移動 B．ab不動，磁鐵左右移動 C．磁鐵不動，ab上下移動 D．磁鐵和ab同時向左或右移動【答案】B4、下列說法中，正確的是（    ）A．只要導體在磁場中運動，就會產(chǎn)生感應電流B．電動機是利用電磁感應現(xiàn)象制成的C．發(fā)電機是把電能轉化為機械能的機器D．電流周圍存在著磁場【答案】D【解析】A錯在不是閉合電路的部分導體；電磁感應應用是發(fā)電機，B錯；發(fā)電機是把其他形式的能轉化為電能的機器。【總結升華】熟記產(chǎn)生感應電流的條件，理解發(fā)電機的原理。 舉一反三：【變式】小明在仔細觀察如圖甲所示的微型電扇結構之后，設想利用微型電扇和電流表制成簡易風速計：當風吹動風扇葉片時，電流表指針偏轉，且風速越大，電流表示數(shù)也越大，圖示乙實驗中，能說明簡易風速計工作原理的是（　?。?/span>  【答案】A