1、17.217.2探究电动机转动的原理探究电动机转动的原理一、探究磁场对电流的作用一、探究磁场对电流的作用1.1.通电导体在磁场中会受到通电导体在磁场中会受到 的作用的作用,其方向跟其方向跟 方向和方向和 方向有方向有关关,当当 方向和方向和 方向同时改变时方向同时改变时,导体的受力方向导体的受力方向 .2.2.平衡位置平衡位置:平衡位置是指线圈的平面与磁感线平衡位置是指线圈的平面与磁感线 时线圈平面的位置时线圈平面的位置.磁场力磁场力电流电流磁场磁场电流电流磁场磁场不变不变垂直垂直二、换向器的作用二、换向器的作用1.1.组成组成:换向器由两个彼此绝缘的换向器由两个彼此绝缘的 组成组成.2.2.
2、作用作用:当线圈刚越过平衡位置时当线圈刚越过平衡位置时,能自动改变线圈中的能自动改变线圈中的 ,使线圈继续使线圈继续转动下去转动下去.三、电动机的工作原理三、电动机的工作原理电动机是根据电动机是根据 的原理制成的的原理制成的,即通电导体在磁场中即通电导体在磁场中受受到到 使线圈转动使线圈转动,同时通过同时通过 及时改变线圈中的电流方向及时改变线圈中的电流方向,以保持以保持线线圈的持续转动圈的持续转动.四、磁场对通电导体作用原理的应用四、磁场对通电导体作用原理的应用磁场对通电导体作用原理的应用有电动机、磁场对通电导体作用原理的应用有电动机、电动玩具和机、电动玩具和机器人等器人等.金属半环金属半环
3、电流方向电流方向通电线圈在磁场中受力转动通电线圈在磁场中受力转动磁场力磁场力换向器换向器动圈式扬声器动圈式扬声器知识点一磁场对电流的作用知识点一磁场对电流的作用1.1.江涛用如图所示的实验装置江涛用如图所示的实验装置,探究探究“磁场对通电直导线的作用磁场对通电直导线的作用”.闭合开关闭合开关S,S,原本原本静止的轻质硬直导线静止的轻质硬直导线ABAB水平向右运动水平向右运动.要使要使ABAB水平向左运动水平向左运动,下列措施中可行的是下列措施中可行的是()A.A.将将A,BA,B两端对调两端对调B.B.将蹄形磁体的将蹄形磁体的N,SN,S极对调极对调C.C.换用磁性更强的蹄形磁体换用磁性更强的
4、蹄形磁体D.D.将滑动变阻器的滑片将滑动变阻器的滑片P P向右移动向右移动B B2 2.(2017.(2017玉溪模拟玉溪模拟)如图所示是检验磁场对通电导体作用力的实验装置如图所示是检验磁场对通电导体作用力的实验装置.当导线当导线abab中有中有某方向电流通过时某方向电流通过时,它受到磁场的作用力向上它受到磁场的作用力向上.(1)(1)如果仅将两磁极对调位置如果仅将两磁极对调位置,导线导线abab受力向受力向 ;(2)(2)如果磁极位置不变如果磁极位置不变,仅改变仅改变abab中的电流方向中的电流方向,导线导线abab受力向受力向 ;(3)(3)如果同时对调磁极位置和改变电流方向如果同时对调磁
5、极位置和改变电流方向,导线导线abab受力向受力向 .下下下下上上3.3.(2016(2016南京南京)如图所示如图所示,通电导线中电流的方向向右通电导线中电流的方向向右,磁场对通电导线作用力的方向如磁场对通电导线作用力的方向如图图(甲甲)所示所示.改变实验条件改变实验条件,在图在图(乙乙)中画出磁场对通电导线作用力的示意图中画出磁场对通电导线作用力的示意图.答案答案:如图所示如图所示知识点二换向器的作用知识点二换向器的作用4.4.直流电动机中换向器的作用是直流电动机中换向器的作用是()A.A.自动改变磁场的自动改变磁场的N N极和极和S S极极B.B.自动改变线圈中的电流方向自动改变线圈中的
6、电流方向C.C.自动改变线圈中的电流方向自动改变线圈中的电流方向,也能改变磁场的也能改变磁场的N N极和极和S S极极D.D.以上说法都不对以上说法都不对5.5.如图所示如图所示,在直流电动机的工作过程中在直流电动机的工作过程中,“,“换向器换向器”起了关键的作用起了关键的作用,它能使线圈刚它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的 ,从而实现通电线圈在磁场中的从而实现通电线圈在磁场中的连续转动连续转动.电动机工作时是把电能转化为电动机工作时是把电能转化为 .B B电流方向电流方向机械能机械能知识点三电动机的原理知识点三电动机的原理6.6.(2017(20
7、17潍坊二模潍坊二模)如图所示如图所示,将垂直于金属导轨的导体将垂直于金属导轨的导体abab置于蹄形磁铁的磁场中置于蹄形磁铁的磁场中,闭合闭合开关后开关后,导体导体abab沿导轨运动沿导轨运动,根据此实验原理根据此实验原理,可以制成可以制成()A.A.电热器电热器B.B.电动机电动机C.C.电磁铁电磁铁D.D.电磁继电器电磁继电器B B7.7.如图是扬声器的构造示意图如图是扬声器的构造示意图,当线圈中有电流通过时当线圈中有电流通过时,线圈受到磁场力的作用而运动线圈受到磁场力的作用而运动,这与这与 的工作原理相同的工作原理相同;由于通过线圈的电流是由于通过线圈的电流是 电流电流,线圈就不断地来线
8、圈就不断地来回振动回振动,带动纸盆也来回振动带动纸盆也来回振动,于是扬声器就发出了声音于是扬声器就发出了声音.电动机电动机交变交变8.8.小宇通过学习本节内容小宇通过学习本节内容,作了如下笔记作了如下笔记,请帮她将空白处填写完整请帮她将空白处填写完整.(1)(1)实验表明实验表明:通电导体在磁场中会受到力的作用通电导体在磁场中会受到力的作用,受力的方向跟受力的方向跟 方向和方向和 方向有关方向有关;(2)(2)电动机的工作原理就是电动机的工作原理就是 ;(3)(3)要使直流电动机中的线圈能连续地转动要使直流电动机中的线圈能连续地转动,必须使线圈转到必须使线圈转到 时就能自动改时就能自动改变线圈
9、里电流的变线圈里电流的 ,在直流电动机中在直流电动机中,完成这一任务的装置叫完成这一任务的装置叫 ;(4)(4)电动机主要由两部分构成电动机主要由两部分构成,即能够转动的即能够转动的 和固定不动的和固定不动的 ,能够转动能够转动的部分叫的部分叫 ,固定不动的叫固定不动的叫 ;(5)(5)电动机工作时电动机工作时,主要将主要将 能转化为能转化为 能能.电流电流磁场磁场通电线圈在磁场中受力而转动通电线圈在磁场中受力而转动线圈线圈方向方向换向器换向器磁体磁体转子转子定子定子电电机械机械平衡位置平衡位置1.1.将一根通电导线放在磁场里将一根通电导线放在磁场里,正确的说法是正确的说法是()A.A.一定不
10、受磁场的作用力一定不受磁场的作用力 B.B.一定受磁场的作用力一定受磁场的作用力C.C.不一定受磁场的作用力不一定受磁场的作用力 D.D.当导线跟磁感线平行放置时当导线跟磁感线平行放置时,它一定受到磁场的作用力它一定受到磁场的作用力2 2.(2017.(2017黄浦区模拟黄浦区模拟)如图所示如图所示,线圈线圈abcdabcd位于磁场中位于磁场中,当开关接通时当开关接通时,ab,ab段导线受磁场段导线受磁场力力F F的方向向上的方向向上;此时此时,cd,cd段导线受磁场力段导线受磁场力()A.A.方向向上方向向上B.B.方向向下方向向下C.C.为零为零,因为线圈处于水平位置因为线圈处于水平位置D
11、.D.为零为零,因为因为abab段导线向上转动段导线向上转动C CB B 3.3.小明用漆包线绕成线圈小明用漆包线绕成线圈,将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场,如图所示如图所示,闭合开闭合开关关S S后后,发现线圈只能偏转至水平位置发现线圈只能偏转至水平位置,不能持续转动不能持续转动.为使线圈持续转动为使线圈持续转动,下列措施下列措施中可行的是中可行的是()A.A.换用电压更大的电源换用电压更大的电源B.B.换用磁性更强的磁体换用磁性更强的磁体C.C.重新制作匝数更多的线圈重新制作匝数更多的线圈,将线圈两端的漆全部刮去将线圈两端的漆全部刮去D.D.在线圈的一端重抹
12、油漆在线圈的一端重抹油漆,干后在适当位置刮去半圈干后在适当位置刮去半圈D D 4.4.(2016(2016成都成都)为缓解城市交通压力为缓解城市交通压力,近几年成都大力发展有轨交通近几年成都大力发展有轨交通,几条地铁线路已几条地铁线路已经开通运行经开通运行,同时又在积极投建有轨电车同时又在积极投建有轨电车,以取代部分用柴油机作动力的公交车以取代部分用柴油机作动力的公交车.关关于电车和柴油车于电车和柴油车,下列说法不正确的是下列说法不正确的是()A.A.电车电动机工作时利用了磁场对电流的作用电车电动机工作时利用了磁场对电流的作用B.B.电车电动机能够将电能全部转化为机械能电车电动机能够将电能全部
13、转化为机械能C.C.一般情况下一般情况下,电车电动机的效率比柴油机的效率高电车电动机的效率比柴油机的效率高D.D.电车对环境的污染比柴油车对环境的污染小电车对环境的污染比柴油车对环境的污染小B B 5.5.如图如图(甲甲)、(乙乙)所示是通电线圈在磁场中的两个位置所示是通电线圈在磁场中的两个位置,关于在这两个位置的说法关于在这两个位置的说法中正确的是中正确的是()A.A.通电线圈在通电线圈在(甲甲)位置时会静止位置时会静止,此时线圈不受磁场对它的作用力此时线圈不受磁场对它的作用力B.B.通电线圈在通电线圈在(乙乙)位置时会静止位置时会静止,此时线圈不受磁场对它的作用力此时线圈不受磁场对它的作用
14、力C.C.通电线圈在通电线圈在(甲甲)位置时会静止位置时会静止,此时线圈受磁场对它的作用力此时线圈受磁场对它的作用力D.D.通电线圈在通电线圈在(乙乙)位置时会静止位置时会静止,此时线圈受磁场对它的作用力此时线圈受磁场对它的作用力D D 6.6.如图所示是直流电动机的模型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闭合开关后线圈顺时针转动.现要线圈逆时针转动现要线圈逆时针转动,下列方法中可行的是下列方法中可行的是()A.A.只改变电流大小只改变电流大小B.B.只改变电流方向只改变电流方向C.C.对换磁极同时改变电流方向对换磁极同时改变电流方向D.D.换用磁性更强的磁铁换用磁性更强的磁铁
15、7.7.要制造直流电动机要制造直流电动机,必须设法使线圈转到平衡位置时就能自动改变线圈中必须设法使线圈转到平衡位置时就能自动改变线圈中 的的方向方向,完成这一任务的装置叫完成这一任务的装置叫 ,它是由两个铜制的它是由两个铜制的 组成组成.B B 电流电流换向器换向器半圆环半圆环8.8.如图所示如图所示,使线圈位于两磁极间使线圈位于两磁极间:(1)(1)通电后通电后,图图(甲甲)中中abab段导线的电流方向是段导线的电流方向是 (选填选填“由由a a到到b”b”或或“由由b b到到a”).a”).(2)(2)线圈转过图线圈转过图(乙乙)所示位置所示位置,用用 的办法可使线圈靠的办法可使线圈靠磁场
16、力继续顺时针转动至少半圈磁场力继续顺时针转动至少半圈.(3)(3)若把图若把图(丙丙)中的电源换为电阻中的电源换为电阻,快速转动线圈快速转动线圈,电阻发热电阻发热,此过程机械能先转化为此过程机械能先转化为 能再转化为能再转化为 能能.由由a a到到b b改变电流方向改变电流方向(或调换磁极或调换磁极)电电内内9.9.(拓展探究题拓展探究题)(2017)(2017东莞市二模东莞市二模)如图所示如图所示,进行通电进行通电导线在磁场中受力运动实验导线在磁场中受力运动实验,回答下列问题回答下列问题:(1)(1)把导线放在磁场里把导线放在磁场里,接通电源接通电源,让电流通过导线让电流通过导线ab,ab,
17、会发现导线会发现导线abab (填填“运运动动”或或“静止静止”););(2)(2)把电源的正负极对调后接入电路把电源的正负极对调后接入电路,使通过导线的电流方向与原来相反使通过导线的电流方向与原来相反,这时导线这时导线abab ;(3)(3)保持电源的正负极不变保持电源的正负极不变,对调磁体的磁极对调磁体的磁极,使磁场的方向与原来相反使磁场的方向与原来相反,这时导线这时导线abab将将反向运动反向运动.由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用,而且受力的方向跟而且受力的方向跟 .的方向和的方向和 的方向都有关系的方向都有关系;(4)(4)若增加电源
18、电压或增强磁体的磁性若增加电源电压或增强磁体的磁性,导体的运动速度会导体的运动速度会 (填填“加快加快”或或“减减慢慢”),),这说明导体在磁场中受到力的作用这说明导体在磁场中受到力的作用,力的大小跟力的大小跟 和和 .有关有关.运动运动反向运动反向运动电流电流磁场磁场加快加快电流的大小电流的大小磁场的强弱磁场的强弱10.10.(2017(2017潍坊潍坊)同学们在制作电动机模型时同学们在制作电动机模型时,把一段粗漆包线绕成约把一段粗漆包线绕成约3 cm3 cm2 cm2 cm的矩的矩形线圈形线圈,漆包线在线圈的两端各伸出约漆包线在线圈的两端各伸出约3 cm.3 cm.然后然后,用小刀刮两端引
19、线的漆皮用小刀刮两端引线的漆皮.用硬金用硬金属丝做两个支架属丝做两个支架,固定在硬纸板上固定在硬纸板上.两个支架分别与电池的两极相连两个支架分别与电池的两极相连.把线圈放在支把线圈放在支架上架上,线圈下放一块强磁铁线圈下放一块强磁铁,如图所示如图所示.给线圈通电并用手轻推一下给线圈通电并用手轻推一下,线圈就会不停地线圈就会不停地转下去转下去.(1)(1)在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮,刮线的要求是刮线的要求是 (选填选填“A”A”或或“B”).B”).A.A.两端全刮掉两端全刮掉B.B.一端全部刮掉一端全部刮掉,另一端只刮半周另一端只刮半周(2)(2)线圈在转动过程中线圈在转动过程中 能转化为能转化为 能能.(3)(3)小华组装好实验装置小华组装好实验装置,接通电源后接通电源后,发现线圈不能转动发现线圈不能转动,写出一条可能造成该现象写出一条可能造成该现象的原因的原因 .B B电电机械机械线圈处于平衡位置线圈处于平衡位置(填填“电源电压太低电源电压太低”或或“轴所受阻力太大轴所受阻力太大”均可均可)
