17.2 电动机转动的原理 学案（学生版+答案版） 2025-2026学年物理沪粤版九年级下册

17．2　电动机转动的原理 学习目标 1. 利用转换法探究磁场对通电导体有力的作用。 2. 经历探究电动机的工作原理和制作电动机模型的过程，培养初步分析问题的能力。 3. 初步了解物理知识如何转化成实际应用技术，提高学习科学知识和应用物理知识的兴趣。 探究磁场中的通电导体受到的 作用力 　　小明利用如图所示装置探究通电导体在磁场中受到力的作用。 问题1：闭合开关，蹄形磁体内的导线ab向右运动，说明了什么？ 答：说明通电导线在磁场中受到力的作用。 问题2：为了探究通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向的关系，我们进行下面的操作。 (1)探究通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向的关系时，应该控制导线ab内的电流方向__相同__，通过__对调蹄形磁体的N、S极__改变磁场方向，结果发现导线ab向__左__运动。 (2)探究通电导体在磁场中的受力方向与电流方向的关系时，应该如何操作？ 答：保持蹄形磁体磁极位置不变，改变流过导线ab的电流方向，发现导线ab向左运动。 (3)若同时改变流过导线ab的电流方向和磁场方向，导线ab将向__右__运动。 问题3：通过通电导体的运动说明通电导体在磁场中受到力的作用，用到的物理方法是__转换法__。 问题4：探究通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向的关系时，用到的物理方法主要是__控制变量法__。 1. 通电导体在磁场中会受到磁场对它的作用力，力的方向跟磁场的方向和导体中电流的方向都有关系，当电流的方向或者磁场的方向变得相反时，通电导体受力的方向也变得相反。 2. 通电导体在磁场中受力的大小，与磁场强弱、电流大小等因素有关。 【应用1】如图所示，闭合开关后，导线ab向左运动，为了使导线ab向右运动，下列方法不可行的是 (　C　) A. 对调电源正、负极 B. 对调蹄形磁体的N、S极 C. 更换磁性更强的蹄形磁体 D. 以上方法均不可行 分析通电线圈在磁场中的运动 状态 问题1：分析通电线圈在磁场中的运动状态。 如上图所示，通电后，ab段导线受力方向向上。cd段导线内电流方向与ab段导线__相反__(选填“相同”或“相反”)，受力方向向__下__。通电线圈在ab、cd受到力的作用，其运动状态是沿__顺__时针方向转动。 问题2：分析线圈不能持续转动的原因。 　　 　　 (1)甲图：线圈在此位置时，通电后，ab段导线受力方向向上；由于cd段导线内电流方向与ab段导线__相反__，所以受力方向__相反__。两个力大小相等、方向相反、在一条直线上，所以线圈abcd处于__平衡__状态。这个位置叫平衡位置。线圈如果开始位于这个位置，电动机不转动。 (2)乙图：线圈转到该位置，通电后，ab段导线受力方向向上、cd段导线受力方向向__下__。两个力不共线，通电线圈abcd受力而__顺__时针转动起来。 (3)丙图：线圈转到该位置，虽然受力平衡，但由于具有__惯性__而越过平衡位置。 (4)丁图： 线圈转到该位置，ab段导线受力方向向__上__，cd段导线受力方向向__下__，这会导致线圈__逆__时针转动。 问题3：这种装置__不能__(选填“能”或“不能”)使线圈持续转动。 通电线圈在磁场中受力转动，转动方向与通电线圈内的电流方向有关。 【应用2】如图所示是小明为弟弟自制的玩具，将一块圆形磁体吸在干电池底部，把一段裸露的铜线折成矩形线框，上边与电池正极接触，下边搭接在磁体上，观察到线框顺时针转动。该玩具的工作原理是__通电线圈在磁场中受力转动__；为了让通电线框逆时针转动，我们可采取的措施是调换电池两极(或调换磁体两极)__(写出一条即可)。 换向器的作用 　　如图所示是换向器的结构。两个铜半环C和D跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘。A和B是电刷，它们的外部与来自电源的导线固定，内部分别跟两个半环接触但不固定，从而使电源和线圈组成闭合 ... ...