初中物理沪科版（2024）九年级全册（2024）第十八章 磁及其相互作用第三节 磁场对通电导线的作用学案设计

这是一份初中物理沪科版（2024）九年级全册（2024）第十八章 磁及其相互作用第三节 磁场对通电导线的作用学案设计，文件包含新沪科版九年级物理全一册培优讲义第十五章电与电路单元测试卷教师版docx、新沪科版九年级物理全一册培优讲义第十五章电与电路单元测试卷学生版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共28页， 欢迎下载使用。
TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc200209972" 【重难题型讲解】 PAGEREF _Tc200209972 \h 1
\l "_Tc200209973" 题型1 通电导线在磁场中的受力情况 PAGEREF _Tc200209973 \h 1
\l "_Tc200209974" 题型2 直流电动机是如何工作的4
\l "_Tc200209978" 【能力培优练】8
\l "_Tc200209979" 【链接中考】14
【重难题型讲解】
题型1 通电导线在磁场中的受力情况
1．实验器材：
电源、导线、开关、滑动变阻器、蹄形磁铁、细铝棒
特别提醒：
不能用铜棒、铁棒。
（1）不用铁棒是因为磁铁本来就能吸引铁钴镍等物质；
（2）不用铜棒是因为铜棒质量大惯性大，运动状态很难改变。
2.实验现象：
（1）合上开关，导体棒运动起来；
（2）只改变电流方向，导体棒向相反方向运动；
（3）只改变磁场方向，导体棒向相反方向运动。
3.实验结论：
（1）通电导体在磁场内受到磁力的作用。
（2）通电导体在磁场内所受磁力的方向与电流方向和磁场方向有关。
（3）当电流方向或磁场方向中的一个发生改变时，力的方向一定改变；当二者同时改变，力的方向反而不变。
4.能量转化：
电能转化为机械能。（因为有电，所以运动）
5.扬声器：
（1）作用：把电流信号转化为声音信号。
（2）结构：如图
（3）工作原理：磁场对通电导体有力的作用。
6.电流表和电压表：
（1）工作原理：
通电线圈在磁场内受力转动。
（2）电流（压）表接线时为什么必须让电流“+进-出”，若接反了指针为什么会反转？
因为通电导体在磁场内所受磁力的方向与电流方向和磁场方向有关。当电流方向或磁场方向中的一个发生改变时，力的方向一定改变。
7.电磁弹射器：
（1）电磁弹射器是航空母舰上的一种舰载机起飞装置，我国的福建号号航母也已经装备。
（2）工作原理：磁场对通电导体有力的作用。
【典例1-1】（2026·江苏盐城·一模）如图所示的实验中，闭合开关，观察到铝棒向左运动，这说明磁场对 有力的作用，利用这一原理可以制成 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，观察到铝棒向右运动，该步骤是验证 的猜想。
【典例1-2】（2026·广东广州·一模）如图所示，在磁场中的矩形铜线框处于静止状态。闭合开关后，AB段导体受到向上的磁场力，则（ ）
A．电路中M处的电流大于Q处的电流
B．CD段导体受到磁场力的方向向下
C．矩形铜线框一定发生转动
D．若只将电源正负极对调，CD段受到磁场力的方向一定向下
【典例1-3】（2026·黑龙江哈尔滨·一模）我国家庭电路使用的是 （交流电/直流电），白炽灯是一种电流通过灯丝，灯丝发热发光的家庭照明电器，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝抖动，说明 。
跟踪训练1 （2026·山东济南·二模）如图，一个不能打开的盒子外露出一段导线，小明为判断其中是否有电流，将导线悬挂起来，并将一个蹄形磁体缓慢靠近，发现导线向靠近磁体的方向运动，说明导线中 （选填“有”或“无”）电流，利用此原理可制成 （选填“电动机”或“发电机”）。
跟踪训练2 （2026·黑龙江哈尔滨·三模）如图所示，将扬声器的线圈一端连接电源负极，另一端与电源正极不断碰触，会听到扬声器发出“咔咔”的响声，这是因为变化的电流通过绕圈，使其在 中受到变化的力，从而带动锥形纸盆 而发声。
跟踪训练3 （2026·安徽安庆·模拟预测）如图所示是电流表内部结构图，当线圈中有电流通过时，线圈受力转动带动指针偏转，从而显示出线圈中电流的大小，其工作原理与 （选填“电动机”或“发电机”）相同。
题型2 直流电动机是如何工作的
1．磁场对通电线圈的作用：
（1）一般通电矩形线圈在磁场中不能连续转动，只能转动半圈。因为线圈转动平衡位置时收到竖直方向上一对平衡力的作用，所以不能继续转动下去。
（2）如何实现线圈连续转动：
如果在线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，由于惯性，线圈继续转动。转动半周后再继续供电，并且改变线圈内的电流方向，线圈就可以持续转下去了。换向器就可以完成这个任务。
（3）换向器：
①结构：两个彼此绝缘的铜半环。
②作用：每当线圈刚转过平衡位置时，就自动改变线圈内的电流方向，使线圈连续转动。
2.电动机的定义：
能够把电能转化为机械能的装置。
3.工作原理：
通电线圈在磁场内受力转动。
4.构造：
磁极、线圈、换向器、电刷。（或转子和定子）
5.改变电动机转动方向的方法：
（1）只改变电流方向。（交换电源正负极）
（2）只改变磁场方向。（对调磁极）
6.提高电动机转速的方法：
（1）增大电流。
（2）换用磁性更强的磁体。
（3）增大线圈匝数。
【典例2-1】（2026·陕西咸阳·二模）小明周末在家发现了如图1所示的材料，当小明将强磁铁靠近铜丝时，观察到的现象是铜丝 （选填“被吸引”或“不被吸引”）。小明将几种材料组合成了如图2所示的装置，发现铜线圈快速地转动起来，19世纪的科学家根据这个原理制成了 （选填“电动机”或“发电机”）；若调换强磁铁的磁极，铜线圈转动的方向与原来 。
【典例2-2】（2026·江西抚州·二模）如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动，下列分析正确的是（ ）
A．该装置工作原理是电磁感应原理
B．图中线圈正好处于平衡位置
C．该装置工作时，将电能全部转化为机械能
D．若改变电源方向，线圈将逆时针转动
【典例2-3】（2026·河北石家庄·一模）《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》指出：发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。下列原理图与新能源电动汽车动力装置的工作原理相同的（ ）
A．B．
C．D．
跟踪训练1 （2026·黑龙江哈尔滨·二模）小文制作的电动机模型如图，线圈由漆包线绕成，将线圈一端的漆全部刮掉，另一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中，闭合开关后，线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是（ ）
A．利用电磁感应原理工作
B．只交换电池正负极，线圈转动方向不变
C．将机械能转化为电能
D．同时交换磁体磁极，电池正负极，线圈转动方向不变
跟踪训练2 （2026·广西）（多选）如图，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有（ ）
A 电动机主要由磁体和线圈组成
B. 电动机主要把动能转化为电能
C. 对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向
D. 电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关
【能力培优练】
1．（2026·广东·中考真题）如图所示实验中，闭合开关，导体ab向右运动，下列操作能让导体ab向左运动的是（ ）
A．改变电压大小B．改变电流方向
C．改变电流大小D．改变导体ab长度
2．（2026·辽宁大连·模拟预测）外骨骼机器人利用传感器感知人体意图，通过电动机驱动，向穿戴者提供助力，减少人体发力。如图所示的装置中，与其原理相同的是（ ）
A．B．
C．D．
3．（2026·甘肃兰州·中考真题）图甲是某蔬菜大棚里使用的一种温度自动报警器，在温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指温度时，扬声器响起，发出报警信号。下列说法错误的是（ ）
A．动圈式扬声器的工作原理与图乙所示原理相同
B．温度低于金属丝下端所指温度时，电磁铁断电失去磁性，衔铁被释放，扬声器停止报警
C．温度计与金属丝相当于控制电磁铁的开关，实现了高温自动化报警
D．煤油可用作自动报警器温度计中的工作液体
4．（2026·山东日照·二模）某同学在整理《电与磁》的笔记时，图片与知识点的对应出现错误的是（ ）
A．图甲：最早发现地磁场的两极与地理的两极不重合的科学家是中国宋代的沈括
B．图乙：通过调整通电螺线管中的电流强度，可以实现对螺线管磁性强度的调节
C．图丙：扬声器的工作原理与发电机的原理是相同的
D．图丁：当只改变电流方向时，通电导体所受力的方向也会随之改变
5．（2026·广东汕头·一模）如图是小明自制的电动机：金属支架m、n固定在木板上；粗漆包线绕成矩形线圈abcd，两端伸出作为引线并放在支架上；用另一段漆包线绕在铁芯上制作电磁铁，置于线圈之下。按图示接入电路。关于自制电动机下列说法正确的是（ ）
A．矩形线圈与下方电磁铁串联
B．引线上的漆皮是绝缘体，必须全部刮掉
C．闭合开关，通电线圈上端磁极是N极
D．线圈通电会转动，与扬声器的工作原理相同
6．（2026·江苏扬州·三模）将一段裸铜导线弯成如图乙所示形状的线框，将它置于一节5号干电池上（线框上端的弯折处A与正极接触良好），一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，使铜导线框下面的两端P、Q与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会开始转动，成为一个“简易电动机”，如图丙所示。（电流受力与磁场和电流方向的关系如图甲）关于该“简易电动机”，下列说法中正确的是（ ）
A．线框会转动是由于受到电场力的作用
B．电路中的热功率等于线框旋转的机械功率
C．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，那么从上向下看，线框做逆时针转动
D．如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，则线框将上下振动
7．（2026·广东广州·二模）图中，⊗表示导线中的电流方向垂直于纸面向里，⊙表示导线中的电流方向垂直于纸面向外，F是磁场对通电导线的作用力。下列选项中，磁场对通电导线的力的方向正确的是（ ）
8．（2026·辽宁朝阳·三模）极光是带电粒子从外层空间猛烈冲击地球南北极高空的稀薄大气层时，发出的一种耀眼的 （选填“红外线”“紫外线”或“可见光”），是人类用肉眼可见的空间物理现象。带电粒子流中主要是电子和质子，它们在地磁场中受力方向 （选填“相同”或“相反”）。
9．（2026·贵州毕节·三模）晓丽在打扫实验室卫生时偶然发现：将磁体靠近通电白炽灯的灯丝，灯丝在晃动。产生这一 现象的原因与 （选填“电动机”或“发电机”）的原理相同。
10．（2026·广东广州·三模）小明打开一只电流表的外壳，观察电流表的内部结构，示意图如图甲所示。给电表线圈通入电流I后，线圈顺时针转动；
(1)撤去磁体，再次给电表线圈通入大小和方向均相同的电流I，指针将 （选填“不动”，“顺时针转动”或“逆时针转动”）。
(2)小明把线圈拆出来,其侧面示意图如图乙，则通入图乙中标示方的电流I时，它的P端是 极（选填“N”或“S”极）。
(3)把磁体、线圈装回原来位置，若让电流从B接线柱流入，A接线柱流出，线圈受到磁体的力如图甲所示；若仅改变电流方向，让电流从A接线柱流入，B接线柱流出，请在图丙中画出线圈Q点受力的示意图 ；
11．（2026·山东济宁·三模）如图甲、乙所示，在线圈转动过程中，经过图甲位置时，线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力 ；经过图乙位置的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于 不会静止。
12．（2026·陕西渭南·二模）076两栖攻击舰首舰“四川舰”，是我国自主研制的新型两栖攻击舰，创新运用电磁弹射技术。如图是它的弹射装置，弹射车处于导轨的磁场中，给弹射车内的导体通入强电流就会获得强大推力，并推动舰载机快速起飞。舰载机获得升力是因为机翼上方的空气流速大、压强 （选填“大”或“小”）；弹射车获得推力的原理是 ；在此过程中，将电能转化为 。
13．（2026·江苏扬州·二模）学习了电磁转换知识后，小明利用一节干电池、一个硬铜导线框和纽扣强磁铁，可组装成一个简易电动机，如图所示，同时放手后可观察到导线框abcd以干电池为轴转动起来，导线框转动起来的原理是 ，若要改变导线框转动的方向，可以 ，若要改变导线框转动的速度，可以 ，导线框转动的能量由 能转化而来。
14．（2026·安徽合肥·模拟预测）小齐想知道电风扇转动的原理，于是设计了如图所示的实验进行探究。
（1）闭合开关，给铜棒ab通电，发现铜棒ab向右运动，这表明铜棒ab在磁场中受到力的作用；
（2）保持磁场方向不变，将电源正负极对调后接入电路，闭合开关，发现铜棒ab向左运动，这表明 ；
（3）继续探究通电导体所受力的方向与磁场方向的关系时，接下来的操作是： 。
15．（2026·山西晋中·三模）【项目提出】小梦学习小组参加了制作电动机模型活动。
【项目实施】将一段漆包线绕成约为 3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，然后用小刀刮两端引线的漆皮，并将该线圈放在支架上。线圈两端的引线通过两个支架分别与电池的两极相连，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。
(1)在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是 （选填“A”或“B”）。
A．左端全部刮掉，右端全部刮掉
B．左端全部刮掉，右端只刮掉上半周
(2)如果整个制作过程及元件都正常，闭合开关后线圈不动，小梦应该做的尝试是 或 。
【项目拓展】
(3)在制作过程中，若要改变电动机的转动方向，可采取的做法是 。（答出一点即可）
【链接中考】
1.（2026·山西）小亮把旧电风扇中的电动机拆下来，将它与小灯泡连接成如图所示的闭合电路，在电机转轴一端插入细铁棒，快速转动铁棒，灯泡开始发光。下列说法正确的是（）
A. 灯泡发光，说明该装置中一定有干电池
B. 转动铁棒，电机线圈做切割磁感线运动
C. 转动铁棒，电机就将电能转化为机械能
D. 若铁棒反向转动，电路中不能产生电流
2.（2026·深圳）全磁悬浮“人工心脏”已研发成功，其核心部件是个带有叶轮的泵，通电后叶轮可高速旋转，带动血液流动。图乙是叶轮悬浮原理简化图，元元同学思考后发现：螺线管通电后，周围存在_______，叶轮受斥力悬浮，叶轮下端的磁极是_____极。
3.（2026·四川广安）如图是2024年杭州马拉松推出的机器狗配速员，机器狗内部电动机的工作原理是（ ）
A．电磁感应现象B．通电导体在磁场中受到力的作用
C．电流的磁效应D．电流的热效应
4．（2026·河北）如图所示，下列操作或物理知识与结果对应正确的是（ ）
A．甲：电磁感应扬声器发声
B．乙：闭合开关电铃发声
C．丙：同名磁极相斥小车相互靠近
D．丁：导线触接电池负极小磁针静止不动
5.（2026·黑龙江绥化卷）电动自行车的主要动力装置是电动机。下列选项中与电动机工作原理相同的是（ ）
A. B.
C. D.