2016年秋人教版九年级第二十章电和磁第4节电动机课时导学案+课后达标检测有详解

第4节电动机课时导学案【学习目标】1.通过实验，知道磁场对通电导线有力的作用，知道力的方向与电流方向和磁场方向有关。

2.通过实验观察，知道磁场能使通电线圈转动，了解换向器的工作原理。

3.了解直流电动机的构造、工作原理及能量的转化。

重点：通电导线在磁场中受到力的作用。

难点：直流电动机的构造和工作原理【自主学习】一、磁场对通电导线的作用1、阅读课本P133演示，闭合开关，发现导体ab运动起来，可以得知通电导体在磁场中受到的作用。

4.实验方法：(1)磁力是看不到、摸不着的,所以在实验中是利用转换法,根据导体是否运动判断导体的受力情况。

(2)通电导体的受力方向可能与多个因素有关在探究时,需利用控制变量法。

3、实验设计：(1)探究通电导体受力方向与电流方向的关系：思路：需控制磁体磁场方向不变,，改变电路中的电流方向。

如课本图所示,通过调换电源正负极改变电流方向。

⑵探究通电导体与磁场方向的关系：思路：需控制电流方向不变，改变磁体的磁场方向。

如课本图所示通过对调N、S 工，改变磁体的磁场方向。

4、实验记录及分析：分析实验数据，你可得出的实验结论是(1)与电流方向的关系：磁场方向一定时，电流方向相反，导体受力方向相反;⑵与磁场方向的关系：电流方向一定时，磁场方向相反，导体受力方向相反。

5、如果把一个通电的线框放到磁场中，观察它会怎样运动，发现线圈会转动起来，为什么线圈是转动而不是直线运动呢？线圈会持续转动下去吗？利中.答案：由于线圈两边的导线中的电流的方向是不一样的，所以它们受到力的方向也就不一样，受到方向相反的力所以转动起来。

不会.6、阅读课本P134想想议议，将漆包线一端的漆层全部刮掉,另一端的漆层只刮去半周, 接通电路,观察线圈的转动情况。

线圈能（选填“能”或“不能”）持续转动。

温馨提示：通电导体在磁场中受力运动，是电能转化为机械能。

二、电动机的基本构造1、如果把课本P134想想做做中线圈两端的绝缘漆全部刮去，会出现什么现象呢？答案：接触电源，小线圈在磁场中发生转动，转到某位置摆动几下就不动了。

2、观察课本P135图20.4-5甲，通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，这两个力不是一（选填：“是”或“不是"）平衡力，线圈发生顺时针转动。

3、观察课本P135图20.4-5乙，当线圈的平面与磁场垂直时，通电线圈受平衡力作用，线圈这一位置叫做平衡位置。

当线圈从甲图向图乙位置转动时，线圈为什么越过乙图位置，还能继续转动一点？答案：由于具有惯性.4、观察课本P135图20.4-5丙，线圈靠惯性越过平衡位置后，磁场力对线圈转动起促进作用还是阻碍作用？结果使线圈怎样转动？最终线圈停留在甲、乙、丙图中的哪个图静止下来。

答案：阻碍逆时针旋转乙5、阅读课本P135最后一段，想一想：如果在线圈转动的后半周，设法改变独旌方向，使线圈在后半周也获得动力，线圈不就能持续转动下去了吗？在直流电动动机中，是通过力向器可以使线圈中电流每半周改变一次。

6、甲图线圈中电流的方向是dcbd_ （填写字母），转到乙图，再转动时，线圈中电流的方向是abcd_，线圈中电流方向改变了，磁场力促使线圈持续转动下去。

甲乙£，丙丁6、填一填：换向器（1）构造：由两个半圆形—铜制半环—组成。

⑵作用：每当线圈刚转过_平衡位置_时换向器在免刷_的配合下,能自动改变线圈中的电流方向_，使线圈持续转动下去。

温馨提示：（1）实际电动机，有多匝线圈，每个线圈都接在一对换向器上，以保证每个线圈在转动的过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动；（2）电动机是将电能转化为机械能的用电器；【合作交流】1.在课本P133图20.4-1的实验中，为什么金属杆要放到光滑的金属导轨上？提示：金属杆和金属导轨都是导体，只要金属杆与金属导轨接触就会有电流通过且金属导轨越光滑，金属杆运动时受到的阻力就越小。

答案：使金属杆中有电流通过;减少金属杆运动时受到的阻力。

2、当通电导体与磁感线平行放置时，通电导体（选填“运动”或“不运动”）。

【点拨】当通电导体中的电流方向与磁感线方向垂直时,受到磁场力的作用;当通电导体中的电流方向与磁场方向平行（即电流方向与磁场方向相同或相反）时，所受磁场力的大小为零，所以通电导体放入磁场中不一定都会受到力的作用。

答案：不运动3、怎样改变通电导体在磁场中受到的力的大小？【点拨】通电导体的受力方向与电流方向和磁场方向有关，所以改变力的大小应该考虑电流的大小和磁场强度。

答案:利用改变电压或在电路中加入滑动变阻器改变电路中电流的大小或改用磁场强弱不同的磁体，都可以改变通电导体在磁场中受到的力。

4、在课本P136图20.4-6中的电动机中，线圈转动一周，电流方向改变几次？【点拨】线圈在整个转动过程中，依靠两个半环与电刷配合，每转动半周，线圈中电流方向就改变一次，实现了线圈连续转动。

答案：两次5、下图是扬声器示意图，说明扬声器的工作原理【点拨】扬声器也是利用了通电导体在磁场中受到力的作用。

答案：当扬声器中通有电流时，线圈受到磁场的作用而运动；当线圈中的电流反向时，线圈向相反方向运动。

线圈就产生了随电流大小和方向变化的振动，带动纸盆振动从而发出声音。

【效果展示】1.如图所示，用来研究磁场对电流作用力的实验装置是（D ）2、（2015 枣庄）如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动.现要线圈逆时针转动，下列方法中可行的是（B ）A.只改变电流大小B.只改变电流方向C.对换磁极同时改变电流方向D.换用磁性更强的磁铁3.如图所示，直导线通电时发生偏转，说明—磁场一对电流有力的作用，可以利用这个原理制作_电动机__。

如果只改变电流方向，直导线偏转方向_改变___。

4、在探究通电导线在磁场中受力方向与什么有关系时一位同学做了如图甲、乙、丙所示的三个实验，图中AB表示闭合电路的一部分导线，导线上的箭头表示电流方向,F表示导线受力方向,S、N表示蹄形磁铁的南北极。

(1)通过实验甲和乙说明，通电导线在磁场中的受力方向跟电流的方向有关。

⑵通过实验甲和丙说明，通电导线在磁场中的受力方向跟」场的方向有关。

5.如图所示是电动机在工作过程中线圈处于平衡位置时的示意图，由于磁场对通电导体有力_的作用，当线圈转至平衡位置时，两个电刷跟两个半环间绝缘部分接触，线圈中无电流通过，所以线圈不受力的作用,但线圈由于惯性会继续转动,从而越过平衡位置。

6.如图所示,在直流电动机的工作过程中，换向器起了关键的作用,它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流方向，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。

实际使用的直流电动机由转子和定子两部分组成,如图所示的线圈为转子。

【助你学习】磁场对通电导体作用力的特点⑴通电导体在磁场中受到力的作用且受力方向取决于电流方向和磁场方向。

①当电流方向或磁场方向与原来相反时,受力方向也与原来相反；②当电流方向和磁场方向同时改变时,受力方向不变。

⑵导体中的电流越大,磁场越强,受到的作用力越大。

⑶当导体中的电流方向与磁场方向平行时,导体不受磁场力的作用。

知识擂台【课时达标】选题测控表1.（2015 福州）下列用到电动机的电器是（R ）心电炉 E.电风扇5日光灯 D.电热水广解析：电风扇靠电动机转动中。

2、关于换向器，以下说法中错误的是（D ）A.直流电动机中的换向器是由两个彼此绝缘的半圆金属环制成的B.当直流电动机的线圈刚过平衡位置时换向器能立即改变线圈中的电流方向C.线圈在磁场内每转动一周,换向器就将线圈中的电流方向改变2次D.直流电动机的换向器是将线圈中的直流电变成外电路的交流电【解析】据电动机的构造知，电动机的换向器是由两个被此绝缘的半圆金属环制成的，故A 不符合题意；为了使线圈持续转动下去，故当直流电动机的线圈刚过平衡位置时，换向器能立即改变线圈中的电流方向，从而实现上述目的，故B不符合题意；线圈在磁场中每转动一周，线圈就两次经过平衡位置，所以改变两次电流方向，故C不符合题意;换向器只能在平衡位置改变通过线圈中的电流方向，并不能将直流电变为交流电，故选D。

3、借助如图所示的实验装置，小明探究“磁场对通电直导线的作用”。

闭合开关，原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动。

要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是（D ）A.将A、B两端对调B.将滑动变阻器的滑片P向右移动C.换用磁性更强的蹄形磁体D.将蹄形磁体的N、S极对调解析：将A、B两端对调，只改变了导体的两端点;将滑动变阻器的滑片P向右移动，减小电路中的电流，减小了导线的运动速度;换用磁性更强的蹄形磁体，将增大导线的运动速度。

这几种做法都不会改变运动方向，故A、B、C错。

将蹄形磁体的N、S极对调，只改变一个影响因素（磁场方向）,AB受力方向改变，则运动方向改变，故D正确。

4、如图所示是某同学在研究通电导体在磁场中受力作用的实验图，接通电源后，导体AB 受力的作用发生运动，然后改变电流方向或磁感线的方向，以下不正确的是（A）A.在上述实验现象里，是机械能转化为电能B.通电导体在磁场里受力的方向跟电流方向有关C.通电导体在磁场里受力的方向跟磁感线方向有关D.同时改变电流方向和磁感线方向，通电导体受力方向不变解析：通电导线在磁场中受到力的作用，导线在磁场中受力的方向与磁场方向、导线中的电流方向有关，当磁场方向或电流方向改变时，导线的受力方向会发生改变，若同时改变电流方向和磁场方向，导线的受力方向不变。

在实验中要消耗电能，导线受力运动，得到了机械能，所以此实验是把电能转化为机械能。

5、实验用电流表的内部构造主要包括金属线圈和磁铁金属线圈悬置在磁铁的两极间,线圈同时与一根指针和一根蜗旋状弹簧相连，如图所示。

当线圈中有电流通过时，线圈就会转动并带动指针偏转，显示出电流的大小。

这种电流表的工作原理是（B）A.磁极间存在着力的相互作用B.磁场对通电导体有力的作用C.通电导体的周围存在着磁场D.电流的磁效应【解析】电流表里面有一个永磁体，线圈和指针相连，线圈中通电以后受到磁场力的作用而转动。

6、线圈abcd转动过程中经过图甲、乙位置时，导线ab所受磁场力的方向（B ）A.相反，是由于磁场方向相反了B.相反，是由于流过ab的电流方向相反了C.相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都改变了D.相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都没改变解析：对比甲、乙两图可以看出，甲图中ab电流方向与乙图中电流方向相反，磁场方向相同，所以受力方向也相反。

7、生活中很多用电器洗衣机、电风扇在工作时都要把_电能转化为机械能能,它是通过电器中安装的—电动机_来实现此能量转化的。

解析：用电器工作时主要是利用电动机把电能转化为机械能的。

电动机是利用了磁场对通电导线有力的作用的原理。

8、（2015 泰州）按图甲组装实脸器材，给直导线通电，直导线向左运动,这说明巫—对通电导线有力的作用5只对调电源正负极接线，通电直导线会向上运动，这说明通电导体的受力方向与电流的方向有关.解析：通电直导线在磁场里运动起来，说明磁场对通电导线有力的作用。