内容正文:
第二十章 电与磁
电动机
生活生产中很多地方,都离不开电动机。电动机已经广泛应用在现代社会生活的各个方面。
给电动机通电,它就能够转动。这是为什么?
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通电的导线能使磁体运动
通电的导线能产生磁场,使磁体受到磁力的作用而运动。
即磁场对电流会不会产生作用呢?
逆向思维
磁体能不能使通电的导线运动?
+
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F
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一、磁场对通电导线的作用
演 示
① 如图,把导线 ab 放在磁场里,接通电源,让电流通过导线ab,观察它的运动;
金属导轨
直导体
② 改变电流方向(改变电源极性),观察导线ab的运动;
③ 改变磁场方向(改变磁铁极性)。观察导线ab的运动。
磁场对通电导线的作用
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演 示
磁场对通电导线的作用
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演 示
磁场对通电导线的作用
现象
①闭合开关,原来静止在磁场中的通电导体发生了运动;
①闭合开关,原来静止在磁场中的通电导体发生了运动;
②改变电流方向,通电导体的运动方向也发生了改变;
①闭合开关,原来静止在磁场中的通电导体发生了运动;
②改变电流方向,通电导体的运动方向也发生了改变;
③改变磁场方向,磁场中通电导体的运动方向也发生了改变。
实验结论
① 通电导线在磁场中会受到力的作用;
① 通电导线在磁场中会受到力的作用;
② 通电导体的受力方向与电流的方向和磁场方向有关;
① 通电导线在磁场中会受到力的作用;
② 通电导体的受力方向与电流的方向和磁场方向有关;
③ 电流方向或磁场方向改变时,通电导体受力的方向也要发生改变。
变化规律:一变则变,双变还原。
这一条特别重要哟﹗
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演 示
磁场对通电线圈的作用
思考:实验中如果我们将直导线换为通电线框或线圈,那么通电线框或线圈将在磁场中的运动状况又会如何呢?
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让线圈转起来
上面实验中,线圈运动一段距离就会离开磁场。如果我们将通电线圈放在可以支持转动的支架上,然后再置于磁场之中,通电线线圈是否可以持续地转动呢?
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想想做做
让线圈转起来
现 象
通电线圈可以在磁场里转过一定角度,但不能持续转动。
想想议议:
在实验中,为什么线圈不能在磁场中持续转动呢?试分析通电线圈在磁场中的运动情况。
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通电线圈在磁场中不能持续转动的原因
线圈顺时针转动
但由于惯性会越过平衡位置。
受平衡力,
线圈逆时针旋转
最后静止在平衡位置。
不在一条直线上
在一条直线上
不在一条直线上
越过平衡位置又会受到力的作用而顺时针转动;
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让线圈转起来
思考:使通电线圈在磁场中不能持续转动的难点是什么?
线圈在达到平衡位置后会受到相反的磁场力的作用。
想一想 如何解决这一难点,使通电线圈在磁场中持续转动?
方法一: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,线圈不就可以持续转下去了吗?
方法二:
另辟蹊径
如果我们在线圈转动的后半周,不是停止供电,而是设法改变后半周的电流方向,使线圈在后半周也获得动力,这样,线圈在转动一圈中就可以两次获得动力,从而转得更快。
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让线圈转起来
把一段粗漆包线绕成约 3cm×2cm 的矩形线圈,漆包线在线圈的两端各伸出约 3cm。然后,用小刀将左端漆皮全部刮掉,右端只刮上半周或下半周。用硬金属丝做两个支架,固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上,线圈下放一块强磁铁。给线圈通电并用手轻推一下,线圈就会不停地转下去。
① 线圈两端的漆皮全部刮掉后线圈的转动情况;
② 左端漆皮全部刮掉,右端漆皮只刮上半周或下半周时线圈的转动情况。
实验中注意观察:
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让线圈转起来
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