内容正文:
第十六章 电磁转换
课时 16.3 磁场对电流的作用 电动机
1. 了解磁场对通电导体有力的作用;
2. 了解磁场对电流作用力的方向与电流方向、磁场方向有关;
3. 了解直流电动机的工作原理和换向器的作用;
4. 知道电动机的工作原理与能量转化过程。
· 磁场对通电直导线的作用
早在19世纪初,法国物理学家安培在大量实验中发现:
现象:按图组装实验器材,给直导线通电,观察到通电直导线发生偏转;改变直导线中的电流方向,偏转方向和原来相反;将磁极对调,改变磁场的方向,通电直导线偏转方向也相反。
当电流方向或磁场方向与原来相反时,力的方向也与原来的相反;当电流方向和磁场方向同时改变时,力的方向不变。
总结:磁场对通电导体有力的作用,力的方向与电流方向和磁场方向有关。
· 磁场对通电线圈的作用
现象:用漆包线绕成线圈,将线圈两端的漆包线刮去放入磁场,闭合开关,线圈转动。
平衡位置:通电线圈的平面与磁感线垂直时,线圈受到的磁场的作用力相互平衡,我们把这个位置称为平衡位置。因此,当线圈刚转过平衡位置时,如果立即改变其中的电流方向,那么通电线圈就能在磁场力的作用下继续转动。
· 应用:直流电动机 及原理
原理:通电线圈在磁场中受力转动;
能量转化:电动机工作时,将电能转化为机械能。
电动机不转的原因:线圈处于平衡位置、磁铁无磁性、电路断路等几种情况;
改变线圈转动方向:可以改变电流方向或改变磁场方向;(实验过程常采用控制变量法;另外,当电流方向和磁场方向同时改变时力的方向不变)
换向器:(1)构造:由两个铜半环构成;(2)作用:能自动地改变线圈中的电流方向,使线圈能连续转动。
考点一 磁场对通电导体的作用
例1 如图所示,闭合开关,导体ab就会运动起来,下列说法正确的是 ( )
A.发电机是利用这一原理工作的
B.在此过程中,机械能转化为电能
C.此实验说明磁场对通电导体有力的作用
D.同时改变电流方向和磁场方向,可以改变导体ab的运动方向
【答案】C;
【解析】此现象是通电导体在磁场中受力发生运动,电能转化为机械能,电动机是利用这一原理工作的,故A、B错误,C正确;通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向都有关,如果同时改变电流方向和磁场方向,受力方向不发生改变,故D错误。
变式1 如图所示,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图A所示。改变实验条