17.2探究電動機轉動的原理【思維導圖】【知識精講】知識點01探究磁場對電流力的作用1．導體AB在磁場中的什么情況下會受力的作用？什么現象可以說明？答：當導體AB中有電流時在磁場中會受到力的作用；當AB通電后會動起來，運動狀態發生了改變，說明受到了力的作用。2．通電導體在磁場中受到的力的方向跟什么因素有關？答：通電導體在磁場中受到的力的方向跟磁感線的方向和電流的方向有關。3．說明通電線圈在磁場中是如何運動的呢？答：結合教材進行說明。此處思考：怎樣才能使通電線圈在磁場中持續地轉動呢？【即學即練3】如圖所示，閉合開關，觀察到鋁桿AB運動起來，說明磁場對電流有作用，利用該原理可制成(發電機、電動機)，將磁體兩極對調，觀察AB的運動方向，這是為了探究力的方向與關系。【答案】力；電動機；磁場方向【解析】(1)把一根輕質的鋁桿作為直導線放在蹄形磁體的磁場里，接通電源，看到鋁桿運動，說明磁場對通電導線有力的作用，電動機就是利用該原理制成的。(2)將磁體兩極對調，觀察AB的運動方向，這是為了探究力的方向與磁場方向的關系。知識點02換向器和電動機工作原理1．觀察換向器的構造，說明其作用是什么？答：其作用是當線圈剛越過平衡位置時，由于換向器的作用，改變了線圈中電流的方向，使線圈繼續轉動下去。2．直流電動機的工作原理是什么？答：通電導體在磁場中受到力的作用使線圈轉動，同時通過換向器及時改變線圈中的電流方向，以保持線圈的持續轉動。3．磁場對通電導體作用的原理在生產、生活中還有哪些應用？答：應用十分廣泛，如磁電式電流儀表、動圈式揚聲器、電動玩具和機器人等。【即學即練4】如圖，該實驗證實了；據此制成了；它在工作工程中把能轉化成能。【答案】通電導體在磁場中受力；電動機；電；機械【解析】當導體中通以電流后，通電導體在磁場中運動起來，說明通電導線在磁場中受到力的作用，本裝置消耗了電能，產生了機械能，人類根據這一原理制造出了電動機。【能力拓展】考法01電動機工作原理【典例1】如圖所示是一種汽車裝飾品——小盆景，花盆表面有一個太陽能電池板，塑料小花在陽光下能不斷搖擺．請你猜測花盆里還有一個重要的裝置是(選填“發電機”或“電動機”)，這種裝置的工作原理是。【答案】電動機；通電導線在磁場中受力的作用【解析】由于該裝置在太陽能提供電能的情況下運動，即將電能轉化為機械能，故里面應該有一個電動機，它是利用通電導線在磁場中受力的作用的原理制成的。【分層提分】題組A基礎過關練1．（2022·廣西柳州·一模）電機（發電機、電動機的統稱）在生活中的應用越來越廣泛。如圖所示的電機工作時能量轉化是______（選填“電能轉化為機械能”或“機械能轉化為電能”）。圖中兩個銅半環E和F分別與線圈兩端相連，這個部件叫換向器，它的作用是當線圈剛越過平衡位置時改變線圈中______的方向，使線圈繼續轉動下去。【答案】

電能轉化為機械能

電流【解析】圖知可以看出是電動機的工作原理，電動機是通電導體在磁場中受力轉動工作的，是將電能轉化為機械能。換向器的作用是當線圈剛越過平衡位置時，兩個電刷與兩個銅半環，接觸關系發生變化，從而改變線圈中電流的方向，使線圈繼續轉動下去。題組B能力提升練1．（2022·全國·九年級專題練習）磁場對通電導線的作用（1）通電導體在磁場里受到__的作用。力的方向跟磁感線方向____，跟電流方向____；（2）通電導體在磁場里受力的方向，跟________和________有關。（當電流方向或磁感線方向兩者中的一個發生改變時，力的方向也隨之改變；當電流方向和磁感線方向兩者同時都發生改變時，力的方向不變。）（3）當通電導線與磁感線____時，磁場對通電導線的力____；當通電導線與磁感線____時，磁場對通電導線________的作用。【答案】

力

有關

有關

電流方向

磁感線方向

垂直

最大

平行

沒有力【解析】（1）通電導體在磁場中會受到力的作用，它的受力方向跟電流方向、磁感線方向有關，應用于電動機，電能轉化為機械能。（2）通電導體在磁場中要受到力的作用，其方向與電流方向和磁場方向有關，當改變其中一個方向時，導體受力作用方向將改變。（3）當通電導體中的電流方向垂直于磁場方向時，導體受到的作用力最大。當通電導體中的電流方向與磁場方向相同或相反時（即兩方向平行時），導體不受磁場的作用力。題組C培優拔尖練1．（2022·全國·九年級課時練習）電動機主要由哪兩部分構成？電動機換向器的構造大體是怎樣的？它有什么作用？【答案】見解析【解析】答：電動機由定子和轉子組成；換向器的構造：兩個銅半環跟線圈兩端相連，可隨線圈一起轉動，兩半環中間斷開，彼此絕緣，兩個電刷分別跟兩個半環接觸，使電源和線圈組成閉合電路；換向器的作用是每轉過平衡位置時都能自動改變線圈中電流方向，使直流電動機向一個方向持續轉動下去。2．（2022·全國·九年級課時練習）如圖所示，請說明這兩個單刀雙擲開關是如何控制電動機正轉和反轉的。【答案】見解析【解析】用兩個單刀