浙江省臨海市新概念教育咨詢有限公司八年級科學(xué)下冊第四章第4節(jié)電動機(jī)學(xué)案浙教版

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1、 第四章《第4節(jié) 電動機(jī)》學(xué)案 聯(lián)想情景導(dǎo)入 你玩過電動玩具車嗎?所有的電動玩具車?yán)锒加幸粋€重要的零件 電動機(jī)。當(dāng)打開 電動玩具車的開關(guān)時，你就會聽到馬達(dá)(即電動機(jī))轉(zhuǎn)動的聲音，電動機(jī)通過齒輪帶動玩具車的車輪，玩具車虞運(yùn)動起來。 在生產(chǎn)和生活中，我們還運(yùn)用了電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、電吹風(fēng)等電器設(shè)備，這些電器都是利 用電動機(jī)的工作原理來進(jìn)行工作的，想具體了解它們工作時的情況嗎?請認(rèn)真學(xué)習(xí)我們今天的課程吧! 重點知識詳解 一、磁場對通電導(dǎo)線和線圈的作用 1．磁場對通電導(dǎo)線的作用。 實驗操作：在如圖所示的裝置中,當(dāng)合上開關(guān)使導(dǎo)線通電時，發(fā)生了什么現(xiàn)象? 分別改變電流方向或

2、磁體的磁極方向。又發(fā)生了什么現(xiàn)象? 實驗現(xiàn)象：合上開關(guān)使導(dǎo)線通電時，導(dǎo)線由靜止變?yōu)檫\(yùn)動。改變電流或磁極方向，導(dǎo)線運(yùn)動方向發(fā)生改變。 實驗結(jié)論：通電導(dǎo)體在磁場里會受到力的作用。 2．通電導(dǎo)體在磁場里受力方向的影響因素：通電導(dǎo)體在磁場里受力方向與電流方向和磁場方向有關(guān)。 3．磁場對通電導(dǎo)線圈的作用。 實驗操作：在如圖所示的裝置中。通電矩形線圈處于圖甲位置和圖乙位置時，觀察線圈的轉(zhuǎn)動情況。 當(dāng)通電矩形線圈處于圖甲位置時線圈會發(fā)生轉(zhuǎn)動，但擺動幾下后就停在了圖乙 位置。不再轉(zhuǎn)動的原因是在圖甲位置時,線圈受到與線圈平

3、面垂直的力，線圈發(fā)生轉(zhuǎn) 動，而在圖乙位置時，線圈受到的力與線圈在同一個平面上。線圈依靠慣性轉(zhuǎn)過圖 乙位置時,線圈兩邊受力方向與圖甲位置相同，但作用效果卻使線圈反方向轉(zhuǎn)動。 二、直流電動機(jī) 1．直流電動機(jī)的工作原理：直流電動機(jī)靠直流電源供電,是利用通電線圈在磁場里受到力的作用而轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象制成的,是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。 2．直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)：直流電動機(jī)主要是由磁鐵和線圈組成，此外還有換向器、電刷等。 1一端蓋 2一風(fēng)扇3一機(jī)座 4一電樞 5一主磁極 6一刷架7一換向器 8一接線板9一出線盒l(wèi)0一換向器 3．換向器的作用：每當(dāng)

4、線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時，它能自動改變線圈中的電流方向。 如圖，導(dǎo)體ab受到向上的 力，而cd受到向下的力，所 以通電線圈開始轉(zhuǎn)動。 “換向器”是怎樣實現(xiàn)“換向”的? 用直流電源給處在磁場中的線圈通電時，要使線圈能繞軸連續(xù)轉(zhuǎn)動的關(guān)鍵， 在于使線圈一到平衡位置就能自動改變線圈中的電流方向，“換向器”就是能完成 這一任務(wù)的裝置。 ① 換向器”由兩個半銅環(huán)組成。 ② 個半銅環(huán)的開口處(即絕緣處)安裝。 ③ 線圈由于慣性稍稍轉(zhuǎn)過平衡位置時，能交換電刷與換向器的半銅環(huán)的接觸，從而改變了線圈中的電流方向和受力方向，使線圈仍能按原來的繞向轉(zhuǎn)動。 三、安裝直流電動機(jī)模型 1．

5、直流電動機(jī)模型的安裝順序是從內(nèi)到外，從下到上的。具體順序是支架 線圈(轉(zhuǎn)子) 電刷 磁極(定子)。 2．安裝直流電動機(jī)模型的要點： (1)應(yīng)按一定次序安裝； (2)電刷與換向器之間的松緊．線圈轉(zhuǎn)子與定子之間的間隙要適中； (3)安裝完畢后用手撥一下轉(zhuǎn)子。觀察其運(yùn)轉(zhuǎn)是否良好。否則應(yīng)加以調(diào)試。 3．改變直流電動機(jī)轉(zhuǎn)動方向的方法；改變通過線圈的電流的方向(對調(diào)電源兩極)或者改變磁感線方向(對調(diào)磁鐵的兩極)。 4．改變轉(zhuǎn)速的方法：改變線圈中電流的大小。 5．實驗步驟： (1)仔細(xì)觀察換向器．弄清換向器的作

6、用； (2)安裝直流電動機(jī)模型； (3)畫出有關(guān)電路圖(如圖所示)，并按圖連接電路； (4)經(jīng)檢查無誤后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器至合適位置，觀察電動機(jī)轉(zhuǎn)動情況； (5)按下表進(jìn)行實驗，把結(jié)論填入表中。 實驗條件 現(xiàn)象與結(jié)論 第一次 磁極位置不變，對調(diào)電源兩極 電流方向相反，線圈轉(zhuǎn)動方向相反 第二次 電源兩極不變。對調(diào)兩個磁極 磁感線方向相反，線圈轉(zhuǎn)動方向相反 第三次 移動滑動變阻器增大電阻 線圈轉(zhuǎn)動緩慢，電流減小 第四次 移動滑動變阻器減小電阻 線圈轉(zhuǎn)動加快，電流增大 精典例題解析 [例1] 如圖所示是檢驗磁場對通電導(dǎo)體作用力的實驗裝

7、置。當(dāng)導(dǎo)線ab中有某方向電流通 過時，它受到磁場的作用力向上。 (1)如果僅將兩磁極對調(diào)位置。導(dǎo)線ab受力向_________； (2)如果磁極位置不變，僅改變ab中的電流方向，導(dǎo)線ab受力向_________； (3)如果同時對調(diào)磁極位置和改變電流方向，導(dǎo)線ab受力向_________。 [解析] 磁場對電流的作用力方向跟磁場方向、電流方向有關(guān)，如果只改變磁場方向或電流 方向，則導(dǎo)體受力方向發(fā)生改變，若兩者同時改變，則導(dǎo)體受力方向不變。 [答案] (1)下 (2)下 (3)上 [例2] 如圖所示，懸掛在細(xì)金屬絲上的金屬棒AB處在磁

8、場中。 (1)當(dāng)C、D兩個線頭沒有接到電池組的正、負(fù)極時。AB棒保持靜止不動，而一旦使 C、D兩個線頭接觸到電池組的正、負(fù)極時，AB棒立即擺動起來，這一現(xiàn)象說明 了_____________； (2)留心的同學(xué)還會注意到，當(dāng)兩個線頭分別接觸C、D兩極時，金屬棒相對蹄形磁 鐵向里擺動，而如果將兩個線頭對調(diào)一下再接觸C、D兩極，則看到金屬棒相對 蹄形磁鐵向外擺動，這一現(xiàn)象說明了___________； (3)如果兩個線頭像圖示那樣接觸C、D，而把蹄形磁鐵上下翻轉(zhuǎn)一下(S極在上)。則 金屬棒也相對蹄形磁鐵向外擺動。這一現(xiàn)象說明了_

9、______________。 [解析] 通電導(dǎo)體在磁場里會受到力的作用。受到作用力的方向與電流方向和磁感線方向有 關(guān)。 [答案] (1)通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用 (2)通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用方向與電流方向有關(guān) (3)通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用方向與磁感線方向有關(guān) [例3] 在“安裝直流電動機(jī)模型”的實驗中。 (1)根據(jù)圖甲的電路將圖乙中的各元件連成電路。 (2)改變直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向有兩種方法：一是改變_________；二是改變_________。 (3)要想使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速加快，可以___________________________________

10、____。 [解析] 直流電動機(jī)轉(zhuǎn)動的速度與電流有關(guān)，電流越大，電動機(jī)轉(zhuǎn)速越大。電動機(jī)轉(zhuǎn)動方向 與電流方向和磁場方向有關(guān)，改變電流和磁場方向可以改變電動機(jī)轉(zhuǎn)動方向。 [答案] (1) (2)線圈中的電流方向 磁感線方向 (3)增大電流 考點應(yīng)試必備 1．下列改變直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)向方法不可行的是 ( ) A．改變線圈中的電流方向 B．改變磁場方向 C．將電源的正負(fù)極和兩個磁極同時對換 D．電源的正負(fù)極和兩個磁極不能同時對換

11、 2．關(guān)于直流電動機(jī)的工作原理，下列敘述正確的是 ( ) A．利用電磁感應(yīng)的原理制成的 B．用交流電源供電，通過換向器，線圈中變?yōu)橹绷麟? C．用直流電源供電，通過換向器，線圈中變?yōu)榻涣麟? D．線圈所在的平面跟磁感線平行時的位置叫平衡位置 3．直流電動機(jī)能持續(xù)轉(zhuǎn)動，主要是因為 ( ) A．線圈的作用 B．電流的作用 C．磁場的作用 D．換向器的作用 4．直流電動機(jī)工作時，線圈經(jīng)過垂直磁感線的位置時

12、 ( ) A．線圈受力平衡，速度為零 B．線圈受力平衡，速度不為零 C．線圈受力不平衡，速度為零 D．線圈受力不平衡，速度不為零 5．下列說法正確的是 ( ) A．電動機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)器 B．電動機(jī)是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器 C．直流電動機(jī)是利用線圈的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生電流的 D．改變線圈中的電流方向，可以改變電動機(jī)線圈轉(zhuǎn)動的快慢 6．如圖所示，把一根直導(dǎo)線AB放在蹄形磁鐵的磁場中，接通電源后

13、，讓電流通過導(dǎo)體AB， 下列說法正確的是 ( ) A．AB仍靜止 B．AB在水平方向運(yùn)動起來 C．AB沿磁場方向運(yùn)動 D．AB沿電流方向運(yùn)動 7．關(guān)于通電導(dǎo)體在磁場里受力方向與電流方向和磁感線方向之間的關(guān)系，下列說法中錯誤 的是

14、 ( ) A．電流方向改變時，導(dǎo)體受力方向改變 B．磁場方向改變時，導(dǎo)體受力方向改變 C．電流方向和磁場方向同時改變，導(dǎo)體的受力方向改變 D．電流方向和磁場方向同時改變，導(dǎo)體的受力方向不變 8．將一矩形線圈懸掛在磁場中，通電后線圈卻不能轉(zhuǎn)動，其原因可能是 ( ) A．線圈中的電流太大 B．線圈平面與磁場方向平行 C．線圈方向與磁場方向垂直 D．線圈平面與磁感線的夾角小 9．以下的用電器中。屬于利用“通電導(dǎo)線在磁場中受磁場力的作用”原理工作的是 ( ) A．電爐

15、 B．白熾燈 C．電熱毯 D．電風(fēng)扇 10．某通電直導(dǎo)體在磁場中受力作用的情況如圖甲所示，則在下列四圖中通電直導(dǎo)體在磁場 中受力作用的方向跟它相同的是 ( ) 11．直流電動機(jī)是利用____________的原理工作的。為了使線圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動(即保持原有轉(zhuǎn) 動方向不變),必須給它安裝__________，利用這一裝置使得線圈一轉(zhuǎn)過________,立即 改變________中的電流方向。電動機(jī)是把_______

16、___能轉(zhuǎn)化為_________能的機(jī)器。我 們家庭中使用的，________、________、_________等電器中的電動機(jī)都是__________ 流電動機(jī)。 12．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___________________________。 13．標(biāo)出下圖中直流電動機(jī)各部分名稱。 A____________ B_________ C_________ D__________

17、 E_________ 14．在探究通電導(dǎo)體在磁場中受到的力與哪些因素有關(guān)時，小麗同學(xué)做了如下三組實驗，其 中AB是通電導(dǎo)體的一部分,導(dǎo)線上的箭頭表示電流方向，F(xiàn)表示導(dǎo)體受力的方向,N、S 表示磁體的兩極。 (a) (b) (c) (1)通過實驗(a)和(b)說明，通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向與_________的方向有關(guān)。 (2)通過實驗(a)和(c)說明，通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向與_________的方向有關(guān)。 15．小麗同學(xué)學(xué)習(xí)了電流的磁效應(yīng)后，知

18、道了電流周圍存在磁場， 并且探究出了電流周圍的磁場方向與電流方向有關(guān)。后來又 學(xué)習(xí)了磁場對通電導(dǎo)體有力的作用，并且知道磁場對通電導(dǎo) 體的作用力的方向與電流方向和磁場方向都有關(guān)。 小麗想：如果把兩根通電導(dǎo)體靠得很近時，任何一根導(dǎo)體 都處在另一根導(dǎo)體的磁場中，這樣兩根導(dǎo)線之間便會有力的作 用。那會是怎樣的作用呢? 她把這一想法告訴幾個同學(xué)．并相互提出了觀點： 小明說：“兩條導(dǎo)線會相互吸引?！? 小華說：“兩條導(dǎo)線也許會相互排斥?！? 小紅說：“別費勁了，誰見過電線桿上的兩條電線相互打架呢?” 到底誰對呢?于是他們一起去找趙老師，希望能得到老師的幫助。趙老師帶他們到實驗室讓他們自己

19、通過實驗來得出結(jié)論。 于是他們來到實驗室設(shè)計了一個實驗電路,如圖甲所示。實驗中A、B兩段導(dǎo)線相互靠近 時，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)，兩根導(dǎo)線會相互吸引,小明得意地說：“我對了吧，實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。因此可以褥出結(jié)論：當(dāng)兩根通電導(dǎo)線靠得很近時。它們是相互吸引的?！毙∪A和小紅沒出聲．算是默認(rèn)了。 小麗想了想．說：“別忙于下結(jié)論?！彪S后，小麗改變了其中一根導(dǎo)線的電流方向，如圖 乙所示，結(jié)果變成了相互排斥。小麗接著說現(xiàn)在可以下結(jié)論了。 請你通過上述材料結(jié)合自己的知識回答： (1)請你分析：小麗是根據(jù)什么判斷出當(dāng)把其中一根導(dǎo)線中的電流方向改變。 兩通電導(dǎo)線會由相互吸引變?yōu)橄嗷ヅ懦獾?

20、 (2)材料最后說“現(xiàn)在可以下結(jié)論了”，你認(rèn)為正確的結(jié)論是什么? (3)小紅說：“誰見過電線桿上的兩條電線相互打架呢?”你認(rèn)為電線桿上的電線為什么不會 “打架”?請你作出一個可能的猜想。 (4)他們是按什么樣的思維程序進(jìn)行此探究活動的? 答：_______ ________ ________ ________ ________ (5)請你根據(jù)剛才所學(xué)的知識解釋下圖所示的實驗。 如圖：用一根輕質(zhì)軟彈簧．接入如圖所示電路中，彈簧下端剛好與水銀面相接觸。 上面用兩根絕緣的不易伸長的細(xì)線固定在天花板上，

21、當(dāng)開關(guān)閉合后。你會觀察到什么現(xiàn)象? 提高班習(xí)題精選 1．(2011黃岡)家用電器電冰箱、電風(fēng)扇等，其主要部件都是電動機(jī)，那么電動機(jī)是根據(jù)下列哪種現(xiàn)象制成的( ) A．磁場對電流的作用 B．電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能 C．電流的磁效應(yīng) D．電流的熱效應(yīng) 2．直流電動機(jī)上裝換向器的作用是( ) A．改變線圈的轉(zhuǎn)向 B．改變磁場的方向 C．改變外電路的電流方向 D．改變內(nèi)電路的電流方

22、向 3．直流電動機(jī)中的線圈每轉(zhuǎn)動一圈，線圈中的電流方向( ) A．改變一次 B．改變兩次 C．改變?nèi)? D．不改變 4．通電直導(dǎo)線在磁場中受到的力的方向( ) A．跟磁感線方向平行，跟電流方向垂直 B．跟磁感線方向垂直，跟電流方向平行 C．跟磁感線方向垂直，跟電流方向垂直 D．跟磁感線方向平行，跟電流方向平行 5．(2010赤峰)如圖所示，是小華同學(xué)探究“磁場對電流的作用”的實驗裝置，AB是一根金屬棒，通過導(dǎo)線接在電路中，閉合電鍵

23、后，金屬棒沒有運(yùn)動（儀器、電路都完好），要使金屬棒運(yùn)動起來，下列措施可行的是( ) A．將蹄形磁體的N、S極對調(diào) B．換用磁性弱一些的蹄形磁體 C．換用電壓大一些的直流電源 D．將滑動變阻器的滑片向右移動 6．如圖所示是檢驗磁場對通電導(dǎo)體作用力的實驗裝置。當(dāng)導(dǎo)線ab中有某方向電流通過時，它受到磁場的作用力向上。 (1) 如果僅將兩磁極對調(diào)位置，導(dǎo)線ab受力方向是 ； (2) 如果磁極位置不變，僅改變ab中的電流方向，導(dǎo)線ab受力方向是 ； (3) 如果同時對調(diào)磁極位置和改變電流方向，導(dǎo)線ab受力方向是

24、 。 7．（2011沈陽）小明同學(xué)設(shè)計了一個電動按摩棒，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，ABO可以看做是一個杠桿。O為支點，B處有一個條形磁體，A為按摩槌頭。當(dāng)電磁鐵輸入方向改變的交流電時，條形磁體會受到引力或斥力，帶動按摩槌頭A振動。某一時刻，電磁鐵與條形磁體間的磁感線如圖所示，請畫出此時： (1) 磁感線方向并標(biāo)出電磁鐵上端的磁極。 (2) 螺線管中的電流方向。 (3) 條形磁體所受磁力的示意圖。 8．右圖為我們實驗室所用電流表的內(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____

25、 。 9．（2010濰坊）如圖所示，是某互助小組制作的一臺簡易電動機(jī)。用硬金屬絲做兩個支架，分別與電池的兩極相連，用漆包線繞成一個矩形線圈，以線圈引線為軸。用小刀刮去軸的一端全部漆皮，另一端刮去半周漆皮將線圈放在支架上，磁體放在線圈下。接通電源并用手輕推一下線圈，線圈就會不停地轉(zhuǎn)動起來，請問： (1) 推一下線圈的原因是：__ __。

26、 (2) 線圈不停轉(zhuǎn)動的原因是：__ ______。 (3) 要使線圈的轉(zhuǎn)動方向發(fā)生改變，請?zhí)岢鰞蓚€方案： ① __ __； ② _ ___。 10．(2011赤峰)如圖所示，閉合開關(guān)后，導(dǎo)線ab會運(yùn)動，說明磁場會

27、對通電導(dǎo)體產(chǎn)生力的作用。我們知道，力是有大小的，這個作用力的大小與什么因素有關(guān)呢？完成下列問題： (1) 猜想：磁場對通電導(dǎo)體作用力的大小與什么因素有關(guān)？（寫出一條即可） (2) 你做出上述猜想的依據(jù)是什么？ 參考答案： 笫4節(jié) 電動機(jī) 1．C 2．C 3．D 4．B 5．B 6．B 7．C 8．B 9．D 10．C 11．通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動 換向器 平衡位置 線圈 電 機(jī)械 電風(fēng)扇 洗衣機(jī) 電冰箱 交 12．磁場改變磁場或電流的方向 13．磁鐵軸架線因換向器電刷 14．(1)電流(2)磁場 15．(1)通電導(dǎo)體周圍的磁場方向與電流方向有關(guān)

28、。 (2)兩平行的通電導(dǎo)體靠得很近時。當(dāng)通入的電流方向相同時，兩導(dǎo)線相互吸引；當(dāng)通入的電流方向相反時，兩導(dǎo)線相互排斥。 (3)兩導(dǎo)體間距較大，相互之間的作用力較小。 (4)提出問題→猜想假設(shè)→設(shè)計實驗→進(jìn)行實驗→得出結(jié)論 (5)軟彈貧的縮短與仲長會使電路時通時斷，同時小燈泡會熄滅后發(fā)光。如此往復(fù)。 【提高班習(xí)題精選】 1．A 2．D 3．B 4．C 5．C 6．(1) 向下 (2) 向下 (3) 向上 7．如圖 8．電動機(jī)或通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用 或磁場對電流有力的作用 9．(1) 使線圈越過平衡位置 (2) 通電線圈在磁場中受力的作用 (3) ①只改變磁場方向 ②只改變電流方向 10．(1) 與導(dǎo)體中電流大小有關(guān)（或磁體磁性強(qiáng)弱、通電導(dǎo)體長度等有關(guān)） (2) 磁場對通電的導(dǎo)體才有作用力，電流有大小之分，力也有大小之分，所以猜測二者有關(guān)。