内容正文:
同步知识梳理
一.电动机的原理(左手定则,了解即可)
(1)通电线圈两条对边电流方向相反,受到磁场力相反且不在一条直线,在两个力作用下线圈会发生转动。
(2)当线圈由其所在平面与磁场平行的位置转动90°时,这两个力恰好在同一条直线上,而且大小相等、方向相反,是一对平衡力。
(3)线圈在这对平衡力的作用下可以在该位置保持静止。这一位置叫做平衡位置,此时线圈所在平面恰好与磁感线垂直。
【注意】当线圈转到平衡位置时,因为惯性不会立即停下来,在此位置附近摆动几下才停下来。
二.电动机的构造,平衡位置判断
直流电动机主要由磁铁(定子)、线圈(转子)、换向器和电刷等构成(详见思维导图)。
(1)换向器的结构与作用:
①结构:由两片相互绝缘的铜质半环构成,与电刷配合使用。
②作用:当线圈刚转过平衡位置时,能改变线圈中的电流方向,使线圈持续转动。
三.实验探究题:影响电动机的因素
①转动方向与电流方向和磁场方向有关:只改变电流方向或只改变磁场方向,转动方向改变;电流方向和磁场方向同时改变,则转动方向不变。
②转速大小与电流强和磁场强弱有关:电流越大、磁场越强,转速越快。
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一、选择题
1.按如图所示电路进行实验,将滑动变阻器的滑片从右向左移动,电磁铁吸引的大头针枚数增多。此实验说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是( )
A.电流的大小 B.电流的方向 C.线圈的匝数 D.铁芯的粗细
【答案】A
【详解】分析电路图可知,滑动变阻器与电磁铁串联,将滑动变阻器的滑片从右向左移动,滑动变阻器的阻值减小,则电路中的电流增大,电磁铁吸引的大头针枚数增多,故说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是电流的大小,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.如图所示圆环形绝缘凹槽内装满水银,水银的内外侧用导线接入电路,圆心处放置一块圆柱形磁铁,闭合开关后,发现水银逆时针流动,小明进行了如下操作:先对调电源的正负极,再对调磁铁的南北极,则该操作中水银的流动情况是( )
A.一直顺时针流动 B.一直逆时针流动
C.先逆时针流动,再顺时针流动 D.先顺时针流动,再逆时针流动
【答案】D
【详解】水银是导体,水银的内外侧用导线接入电路通过电流后,会在磁场中受力而运动起来。通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关,对调电源的正负极后,电流方向发生改变,因此水银受力方向改变,水银沿顺时针方向流动;再对调磁铁的南北极,磁场方向改变,则水银受力方向再一次改变,此时水银沿逆时针方向流动,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
二、填空题
3.福建舰是我国完全自主设计制造的第三艘航母,其配置的电磁弹射是当今世界少数国家掌握的先进技术。电磁弹射的结构示意如图甲,其科学原理如图乙。
(1)航母上的发射轨道相当于图乙中两根金属导轨,弹射车相当于金属棒ab,通电后磁场对弹射车产生___________,从而使弹射车牵引飞机快速运动,当弹射车运动到轨道末端停下来时,由于飞机具有___________而保持原来的运动状态,并在发动机动力的作用下加速飞离甲板;
(2)电磁弹射原理虽简单,但是建造所需的技术难度极高。电磁弹射需要强大的电力储能系统,能在3秒内提供焦的电能,将几十吨的飞机加速到几百米/秒,该系统的功率至少达___________瓦。
【答案】 力的作用 惯性
【详解】(1)[1]通电导体在磁场中受到力的作用,航母上的发射轨道相当于图乙中两根金属导轨,弹射车相当于金属棒ab,通电后磁场对弹射车产生力的作用,从而使弹射车牵引飞机快速运动。
[2]物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。当弹射车运动到轨道末端停下来时,由于飞机具有惯性而保持原来的运动状态,并在发动机动力的作用下加速飞离甲板。
(2)[3]在3秒内提供焦的电能,将几十吨的飞机加速到几百米/秒,该系统的功率至少达
4.小科把白炽灯泡放在U形磁铁的两个磁极之间(如图),闭合开关后发现灯丝在晃动;移去磁铁后,灯丝不再晃动。请回答:
(1)灯丝晃动的原理是______。
(2)灯丝晃动过程中将______能转化为机械能。
【答案】 通电导体在磁场中受力的作用 电
【详解】(1)[1]闭合开关后灯丝中有电流通过,通电导体在磁场中受力的作用而运动,故发现灯丝在晃动。
(2)[2]灯丝晃动过程中,消耗电能,将电能转化为机械能。
5.如图所示是奥斯特实验的示意图,其中ab、cd为金属棒,支架其余部分为绝缘材料。a、b接上导线并通电,观察小磁针的偏转情况。此实验成功的条件之一是金属棒呈______(填“东西”或“南北”)方向放置。
【答案】南北
【详解】由于小磁针受到地磁场的作用,要指南北方向,为了观察到明显的偏转现象,应使电流产生的磁