2019-2020年九年级物理下册16.3磁场对电流的作用电动机导学案苏科版(I).doc

2019-2020年九年级物理下册 16.3 磁场对电流的作用 电动机导学案 苏科版 (I)【学习目标】1、知道磁场对通电导体有力的作用，知道通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关；2、通过“探究磁场对通电线圈的作用”这一活动，了解电动机的工作原理和能量转化；3、了解直流电动机的构造，了解电动机在电器中的应用，亲历探究过程，培养学生的观察能力。【学习过程】一.活动16.7 观察玩具上的小电动机（1）怎样使小电动机转动起来？ （2）小电动机由哪些部件组成？ （3）想一想，小电动机为什么会转动？ 二.活动16.8 观察磁场对通电直导线的作用NSAB（1）注意直导线方向与磁场方向垂直，当给直导线通电，现象： ，结论： 。（2） 改变导线中的电流，现象： ，结论： 。（3） 改变磁场方向，现象： ，结论： 。（4） 如何改变直导线的运动方向？ 。三、直流电动机的原理1、活动16.8观察磁场对通电线圈的作用观察与思考：用漆包线绕成线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，如图所示。闭合开关，观察到的现象是：通电线圈 （能/不能）在磁场中转动；通电线圈 （能/不能）在磁场中持续转动下去。2.问题：怎样才能使通电线圈在磁场中持续转动？分析：当线圈刚转过平衡位置时，如果立即改变 ，那么通电线圈就能在磁场力的作用下继续转动下去。完成这一任务的装置就是 。它的作用是 。直流电动机的工作原理是 ，它工作时将 能转化为 能。应用：直流电动机-电动玩具、电动自行车等；交流电动机-洗衣机、电风扇、电吹风等。要点归纳1.通电导体和通电线圈在磁场中都受到力的作用，其受力方向与电流方向和磁场方向有关。改变其中一个方向，就可以改变受力方向，但不能同时改变。2.磁场对电流的作用导致了电动机的发明，其中关键核心是在线圈上装上换向器。3.注意区别“磁场对电流的作用”和“奥斯特实验”这两个实验的装置、现象、结论和应用。当堂反馈1.在探究通电导线在磁场中的受力方向与什么有关系时，一位同学做了如图所示的a、b、c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的方向，F表示导线受力的方向，S、N表示蹄形磁铁的南、北极。(1)通过实验a和b说明，通电导线在磁场中的受力方向与 的方向有关。(2)通过实验a和c说明，通电导线在磁场中的受力方向与 的方向有关。2.如图所示为研究磁场对通电导线作用的实验装置，当接通电源，有电流由a至b通过导线ab时，它将受到磁场力作用而向左运动，则：( )A.当磁场方向相反时，ab将向右运动，电能转化为机械能B.当电流方向相反时，ab将向右运动，机械能转化为电能C.当电流和磁场方向同时改变时，ab将向右运动，电能转化为机械能D.当电流和磁场方向同时改变时，ab将向左运动，机械能转化为电能3.以下装置中利用磁场对电流的作用的原理制成的是 ( )A、电磁铁 B、电风扇中的电动机C、电饭锅 D、电铃4.要使直流电动机中线圈连续转动，必须使线圈一转到平衡位置时就能 改变线圈中的 。能够完成这一任务的装置叫做 。5.如图所示，是小明同学探究“磁场对通电导体的作用”的实验装置，ab是一根金属棒，通过金属导轨连接到电路中，闭合开关后，金属棒没有运动(仪器、电路都完好)，要想使金属棒运动起来，下列措施不可行的是（ ）A将蹄形磁体的N、S极对调B换用磁性强一些的蹄形磁体C换用能提供较大电流的直流电源 D使用轻质金属棒，减小金属棒与导轨之间的摩擦力6.如下图所示，把一个线圈放在磁场里，接通电源，让电流通过线圈，以下关于线圈的运动情况的说法正确的是 ( ) A线圈将向上平移 B线圈将向右平移 C线圈将持续转动 D线圈将转动，但不能持续，最后停在某一位置2019-2020年九年级物理下册 16.3 磁场对电流的作用 电动机导学案 苏科版【学习过程】（一） 复习1.通电直导线周围的磁场（1）通电导线周围存在 ，其方向与 方向有关。（2）电流周围存在磁场的现象称为电流的 效应，这是丹麦物理学家 在1820年首先发现的。后来，人们把这个实验称为 实验。（3）通电直导线周围的磁感线是以电流为中心的一系列 。2.通电螺线管周围的磁场（1）通电螺线管外部的磁场与 磁体周围的磁场相似。（2）通电螺线管磁极的极性跟通电螺线管中的 方向有关。（3）通电螺线管磁极的极性可以用 定则来判断。（二）新授活动 16.6 观察玩具中的小电动机电动玩具通常是由小电动机驱动的.试一试，怎样使小电动机转动起来？看一看，小电动机是由哪些部件组成的？想一想，小电动机为什么会转动？小电动机中有 和 .小电动机在通电时才会转动，这说明什么？这可能说明 的导线在 中会受到力的作用.1.磁场对电流的作用活动 16.7 观察磁场对通电直导线的作用（1） 按照图16-26组装实验器材.（2） 给直导线（铝棒）通电，观察它的运动情况.（3） 改变直导线中的电流方向，观察直导线的运动情况.（4） 将磁极对调，改变磁场的方向，观察直导线的运动情况.通过实验，你看到了什么现象？看到的现象有：给直导线（铝棒）通电，观察到它 ；改变直导线中的电流方向，观察到直导线 ；将磁极对调，改变磁场的方向，观察到直导线 .通过这些实验现象，从中可以发现：磁场对通电导体（电流）有力的作用，力的方向与 方向和 方向有关。2.直流电动机的原理活动 16.8 观察磁场对通电线圈的作用观察与思考：如图16-27所示.闭合开关，线圈将会怎样运动？你观察到什么现象？想一想：磁场中的通电线圈为什么会这样运动？信息快递通电线圈的平面与磁感线垂直时，线圈受到的磁场的作用力相互 ，我们把这个位置称为 位置.可以观察到，磁场中的通电线圈 （会/不会）转动， （会/不会）持续转动.分析：观察课本P46图16-28所示的过程，说明原因.问题：怎样才能使通电线圈在磁场中持续转动？由上述分析可知，当线圈刚转过 位置时，如果立即改变其中的 方向，那么通电线圈就能在磁场 的作用下继续转动. 为此，在通电线圈的两端各连有一个半圆铜环（如图16-29所示的C、D），称为换向器.其作用是每当线圈刚 位置时，换向器就能自动改变 中 的方向。电动机就是利用 的原理工作的.电动机工作时是把 能转化为 能.生活.物理.社会磁悬浮列车：磁悬浮列车是利用磁极间 的原理设计的.通以强大电流的 产生巨大的磁场力使列车浮起，从而大大减小了运行阻力，列车在 的牵引下高速运行，速度可达 km/h.3安装直流电动机模型（1）电动机的转动方向与 方向和 方向有关。（2）电动机的转速可以通过改变通过线圈的 大小来改变。例题1. 实验装置如图18所示，闭合开关，观察到金属杆向左运动起来，实验现象说明磁场对有力的作用，利用这种现象可以制成机；断开开关，对调电源正、负两极，重新接入电路，再次闭合开关，观察到金属杆向运动起来。NSS0P+AB例题2.利用如图所示的实验装置，小超探究了“磁场对通电直导线的作用”闭合开关S0，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（ ）A将导线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铁D将蹄形磁铁的N、S两极对调【巩固练习】1下图是“研究通电导体在磁场中受力方向与哪些因素有关”的实验比较(a)、(b)两图可知，通电导体在磁场中的受力方向跟 有关；比较(a)、(c)两图可知，通电导体在磁场中的受力方向还跟 有关2如图所示，在图(a)中，通电线圈的ab边和cd边在磁场里受到 的作用，因两边中的电流方向相反，所以两个力方向 ，但 同一条直线上，所以线圈就转动起来当转到图(b)所示的位置(线圈平面与磁感线垂直)时，这两个力同一直线上，而且大小 、方向相反，是 力最终线圈在这个位置保持平衡，这个位置叫做平衡位置3下列哪个设备是根据磁场对电流作用的原理制成的 ( ) A电磁铁 B电扇的电动机 C电铃 D电水壶4电动机是一种效率高、污染低的动力设备，它被广泛地应用于日常生活和生产实践中下列家用电器中没有利用电动机的是 ( ) A洗衣机 B热风干手器 C电冰箱 D电饭锅5直流电动机中换向器的作用是 ( )A当线圈刚转到平衡位置时，换向器改变其中的电流方向B当线圈刚转过平衡位置时，换向器改变其中的电流方向C当线圈刚转过平衡位置时，换向器改变线圈的转动方向D当线圈刚转到平衡位置时，换向器改变线圈的转动速度6下列说法中错误的是 ( )A将磁体靠近通电的灯泡，发现灯丝抖动，说明通电导体在磁场中受到力的作用B磁悬浮列车是利用电流和磁场间的相互作用原理来设计的C磁悬浮列车利用了通以强大电流的电磁铁产生巨大的磁场力，使列车浮起D奥斯特实验表明磁场对通电导体有力的作用7.通电线圈在磁场中 ，人们利用这个原理制成了 机，在这种现象中，消耗了 能得到了 能。8.在实验探究过程中发现：（1）可以通过改变 或 来改变直流电动机的转动方向；（2）可以通过改变 来改变直流电动机线圈转动的速度。9.降低供给直流电动机的电压，电动机将（ ） A、改变转动方向 B、增大转动速度 C、减小转动速度 D、转速和转向都不变10.想使一台直流电动机的转速增大一些，下列方法中错误的是（ ）A增大线圈中的电流 B更换电源，用电压较高的直流电源C将磁体的磁极对调一下 D将磁场增强11如图是通电金属棒在磁场中运动的实验场景，据此原理设计的家电是（ ）A电热水壶 B电饭锅 C电风扇 D电熨斗12.请你用笔画线做导线把下图左边的实物连接起来，要求滑动变阻器的滑片向左移动时，电动机的转动速度变大并在右边的虚线框内画出对应的电路图F+ bcda13如图的线圈abcd位于磁场中（1）通电后，cd段导线的电流方向_（选填“由c到d”、“由d到c”）. （2）cd段导线受磁场力的方向如图所示，在图中画出ab段导线所线受磁场力的方向.14如图所示的实验装置。当给金属棒ab通电时，观察到金属棒ab会运动起来。aNSb（1）此实验现象说明；机就是利用这个原理制成的，其在工作过程中将能转化为能。（2）实验中将磁极对调，观察金属棒ab的运动情况，这样操作是为了探究。（3）这个实验的结论是通电导线在磁场中受力的方向与方向和方向有关15用12V的电源为微型电动机供电的电路如图甲所示。当单刀双掷开关S1、S2均向上合上时，电动机开始转动，电流I随时间t变化的图像如图乙所示。当电流稳定时，电动机正常工作。已知电动机转动时欧姆定律不适用，并忽略温度对电阻的影响，试解答下列问题。（1）当单刀双掷开关S1、S2_合上时可实现电动机的反转。（2）当电动机正常工作时，电动机消耗的电功率为_W。（3）求电动机的电阻及正常工作时的输出功率。