滬科版

九年級(jí)全冊(cè)物理

第十七章

從指南針到磁浮列車

17.3科學(xué)探究：電動(dòng)機(jī)為什么轉(zhuǎn)動(dòng)洗衣機(jī)生活、生產(chǎn)中、科學(xué)技術(shù)中都離不開電動(dòng)機(jī)，為什么電動(dòng)機(jī)通電后，它就能夠轉(zhuǎn)動(dòng)呢？電風(fēng)扇電梯今天我們一起學(xué)習(xí)電動(dòng)機(jī)的知識(shí)。情景引入：觀察復(fù)習(xí)回顧

磁體通過磁場(chǎng)對(duì)小磁針有力的作用，奧斯特實(shí)驗(yàn)中，電流的磁場(chǎng)對(duì)磁針有力的作用。說明電流周圍有磁場(chǎng)。問題磁體的磁場(chǎng)對(duì)電流的磁場(chǎng)是否有力的作用？磁場(chǎng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)探究1.如圖所示：把導(dǎo)線ab放在磁場(chǎng)里，接通電源，讓電流通過導(dǎo)線ab,觀察它的運(yùn)動(dòng)。金屬導(dǎo)軌直導(dǎo)體+-一、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：接通電源，導(dǎo)線ab向外運(yùn)動(dòng)。（圖甲）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用。2.把電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)后接入電路，使通過導(dǎo)線ab的電流方向與原來相反，觀察導(dǎo)線ab的運(yùn)動(dòng)方向。（圖乙）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：說明通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的方向與電流方向有關(guān)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

：合上開關(guān)，導(dǎo)線ab向里運(yùn)動(dòng)，與剛才運(yùn)動(dòng)方向相反。甲乙3.保持導(dǎo)線ab中的電流方向不變，但把蹄形磁體上下磁極調(diào)換一下，使磁場(chǎng)方向與原來相反，觀察導(dǎo)線ab的運(yùn)動(dòng)方向。丙實(shí)驗(yàn)結(jié)論：表明通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向有關(guān)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：磁極調(diào)換后觀察到導(dǎo)線ab的運(yùn)動(dòng)方向改變。知識(shí)拓展：并不是所有的通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中都受到力的作用，當(dāng)通電直導(dǎo)線與磁感線方向平行時(shí)，此時(shí)通電的直導(dǎo)線不受力的作用。實(shí)驗(yàn)表明：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到力的作用，受力的方向跟電流的方向、磁場(chǎng)的方向都有關(guān)。問題如果把一個(gè)通電的線框放到磁場(chǎng)中，又會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)？當(dāng)電流方向或磁場(chǎng)的方向一個(gè)改變時(shí)，通電導(dǎo)線受力的方向也會(huì)改變；若二者同時(shí)改變方向時(shí)，通電導(dǎo)線受力的方向不變。演示實(shí)驗(yàn)把線圈放在磁場(chǎng)中，接通電源，讓電流通過，觀察它的運(yùn)動(dòng)，并分析線框的受力情況。通電線框在磁場(chǎng)中可以轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，但不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：線圈為什么不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)？問題從通電線圈的受力情況來分析甲：通電線圈在磁場(chǎng)中兩邊受力，但方向相反，發(fā)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。乙：平衡位置：由于線圈上下兩個(gè)邊受力大小一樣，方向卻相反。由于慣性，線圈會(huì)越過平衡位置。丙：線圈靠慣性越過平衡位置后，由于磁場(chǎng)力的作用阻礙線圈沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈不能夠持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。線框的受力和運(yùn)動(dòng)情況分析想想做做讓線圈轉(zhuǎn)起來把一段粗漆包線繞成3cm×2cm的矩形線圈，漆包線在線圈的兩端各伸出3cm。然后，用小刀刮兩端引線的漆皮，左端全部刮掉，右端只刮上半周或下半周。分析：線圈越過平衡位置后，右端接觸到?jīng)]有刮掉絕緣漆的部分，電路中沒電流，不受力的作用，由于慣性，線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。這就是一臺(tái)小小的電動(dòng)機(jī)把線圈放在支架上，線圈下放一塊強(qiáng)磁鐵。給線圈通電并用手輕推一下，線圈就會(huì)不停地轉(zhuǎn)下去。我有辦法！在“小小電動(dòng)機(jī)”的實(shí)驗(yàn)中，采用刮去引線漆皮的辦法來控制電路的通斷，只有半周獲得動(dòng)力，如果不停止給線圈供電，有什么辦法使線圈在后半周也獲得動(dòng)力，線圈將會(huì)更平穩(wěn)、更有力地轉(zhuǎn)動(dòng)下去？問題如果在線圈越過平衡位置后，設(shè)法改變線圈中電流的方向，來改變線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，線圈就能沿原來方向繼續(xù)轉(zhuǎn)下去。定子（磁體）換向器

1.轉(zhuǎn)子：能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的部分。2.定子：固定不動(dòng)的部分。3.換向器(1)兩個(gè)銅制的彼此絕緣的半環(huán)E、F.(2)換向器的作用：當(dāng)線圈每轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)，自動(dòng)改變線圈中電流方向，從而實(shí)現(xiàn)了線圈的持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子（線圈）電刷（A、B）4.直流電動(dòng)機(jī)：利用直流電源供電的電動(dòng)機(jī)叫做直流電動(dòng)機(jī)二、電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理5.直流電動(dòng)機(jī)的工作過程：通電線圈在磁場(chǎng)中兩邊受力，發(fā)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈轉(zhuǎn)到平衡位置，電刷接觸到換向器中間絕緣部分，不受力，利用慣性轉(zhuǎn)過平衡位置線圈越過平衡位置后，利用換向器改變電流的方向，受力方向改變。仍然順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。利用慣性轉(zhuǎn)過平衡位置后，又改變了電流的方向和受力方向。通電線圈在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)。

6.電動(dòng)機(jī)的原理：8.電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、控制方便、體積小、效率高，而且對(duì)環(huán)境污染很小。7.能量轉(zhuǎn)化：把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能電動(dòng)機(jī)是很多家電的核心部件9.實(shí)際的電動(dòng)機(jī)：實(shí)際的電動(dòng)機(jī)有多個(gè)線圈，每個(gè)線圈都接在一對(duì)換向片上，以保證每個(gè)線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中受力的方向都能使它朝同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)際的直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子定子轉(zhuǎn)子思考：通電線圈在磁場(chǎng)中是根據(jù)什么原理轉(zhuǎn)動(dòng)起來的？揚(yáng)聲器是怎么發(fā)聲的學(xué)校的操場(chǎng)上掛著揚(yáng)聲器（喇叭），收音機(jī)、電視機(jī)、音響中都有揚(yáng)聲器，每天我們都能聽到揚(yáng)聲器發(fā)出的悠揚(yáng)聲音。那么，揚(yáng)聲器是怎樣發(fā)出聲音的呢？科學(xué)世界1.作用：它是把電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇粜盘?hào)的裝置。揚(yáng)聲器2.結(jié)構(gòu)：線圈、永久性磁體、錐形紙盆。3.原理：揚(yáng)聲器的線圈中通入攜帶聲音信息、時(shí)刻變化的電流，由于線圈中的電流方向是不斷的變化，線圈就不斷的來回振動(dòng)，帶動(dòng)紙盆也不斷地來回振動(dòng)，于是揚(yáng)聲器就發(fā)出了聲音。1．（2020?山西）如圖所示，小明用漆包線、兩節(jié)干電池、磁鐵等器材，成功制作了一個(gè)小小電動(dòng)機(jī)。他想改變電動(dòng)機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，下列方法可行的是（）A．只增強(qiáng)磁鐵的磁性 B．只增加線圈的匝數(shù)

C．只增大線圈中的電流 D．只將磁鐵的磁極對(duì)調(diào)D課堂練習(xí)2．（2020春?吳興區(qū)期中）如圖為直流電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造示意圖，閉合開關(guān)線圈沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)要線圈沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，下列方法中可行的是（）A．將電源正負(fù)極對(duì)調(diào)下

B．增加電源電壓

C．換用磁性更強(qiáng)的磁鐵

D．對(duì)換磁極同時(shí)改變電流方向A3．（2020?宿遷）如圖所示，當(dāng)閉合開關(guān)的瞬間，導(dǎo)體棒AB水平向右運(yùn)動(dòng)；若同時(shí)對(duì)調(diào)電源與磁體的兩極，再次閉合開關(guān)時(shí)，導(dǎo)體棒AB的運(yùn)動(dòng)方向是（）A．水平向右 B．水平向左

C．豎直向上 D．豎直向下A4．（2020?廣州）矩形銅線框在某磁場(chǎng)中的位置如圖所示，ab、bc、ed和fe段都受到該磁場(chǎng)的作用力，下列哪兩段受到該磁場(chǎng)的作用力方向相同（）A．a(chǎn)b段與bc段 B．a(chǎn)b段與ed段

C．a(chǎn)b段與fe段 D．fe段