【标题与描述解析】
本材料是针对九年级物理下册第十六章“电动机与发电机”的第二部分——“探究电动机的转动原理”的特色训练,适用于沪粤版教材。内容涉及电动机的工作原理、构造及能的转化,旨在帮助学生巩固对电动机基本知识的理解。
【知识点详细说明】
1. 电动机的工作原理:电动机是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理工作的。当电流通过线圈时,线圈会在磁场中受到力的作用,这个力的方向与电流方向和磁感线方向都有关。
2. 导体受力方向:通电导体在磁场中的受力方向遵循左手定则,即伸开左手,让大拇指与四指垂直且在同一平面内,大拇指代表电流方向,四指代表磁感线方向,手心面向磁铁的N极,此时大拇指的方向就是导体受力的方向。
3. 直流电动机的结构:主要包括定子(包括磁铁)、转子(线圈)、换向器和电刷等部分。换向器的作用是在线圈转到平衡位置时自动改变电流方向,防止电动机因受力平衡而停止转动。
4. 能量转换:直流电动机在工作时,将电能转化为机械能,使得线圈持续转动。
5. 电流方向的变化:线圈每转过半周,即转到平衡位置时,线圈中的电流方向会通过换向器改变一次,这样线圈就会在相反的力的作用下继续转动。
6. 实验探究:通过对比不同实验条件下的导线受力方向,可以发现受力方向与电流方向和磁场方向都有关系。
7. 电动机的应用:电冰箱、洗衣机、电风扇等家用电器中的电动机是基于通电导体在磁场中受力的原理制成的。
【习题解析】
7. 通电直导线在磁场中受到的力的方向与磁感线方向垂直,跟电流方向垂直,因此答案选C。
8. 电动机的原理是通电导体在磁场中受到力的作用,所以答案选A。
【拓展练习】
1. 电动机的换向器能使线圈在磁场中连续转动,实现电能到机械能的转化。
2. 图2装置是一个电动机模型,接通电源后,线圈会因电流在磁场中受力而转动,这个过程中电能转化为机械能。
【选择题答案】
3. 将电源和磁铁两极都同时对调,线圈会反方向转动,答案选D。
4. 同时改变电流大小和电流方向,电动机的转动方向不会改变,答案选D。
5. 通电导体与磁场方向垂直放置,导体一定受到磁场力的作用,答案选C。
6. 任意增加串联的电池节数,会增大电压,从而可能加快转子的转速,但如果是错误的做法,可能是没有考虑电动机的负载能力,答案选D。
7. 电动机不转的原因除其他选项外,可能是线圈平面与磁感线垂直,导致受力平衡,轻轻推动后,线圈越过平衡位置,开始转动,答案选A。
8. 做切割磁感线的铜棒在磁场中会因电磁感应产生感应电流,但不会受磁场力作用,答案选B。
9. 电动剃须刀通常使用直流电动机,答案选D。
10. 直流电动机是基于磁场对电流作用的原理工作的,例如电动剃须刀,答案选D。
以上是对九年级物理下册第十六章“电动机与发电机”16.2节探究电动机转动原理的相关知识点的详细解析,包括理论基础、实验探究和习题解答。