内容正文:
1.4电动机
学习目标
1. 通过演示实验,知道磁场对电流有力的作用。
2. 知道通电导线在磁场中受到力的方向与哪些因素有关。
3. 通过演示实验,知道矩形线圈在磁场中的转动情况。
4. 了解直流电动机的构造和工作原理,理解换向器的作用。
02
预习导学
知识点一: 磁场对通电导体的作用
1.通电导体在磁场中会受到 的作用,其受力方向与 、导体中的 有关。当两者中任意一个的方向 ,导体的受力方向就会 。
2.当通电线圈所在平面与磁场平行时,由于通电线圈的两条对边中电流方向相反,它们在磁场中受到磁力的方向 且不在一条直线上,在这两个力的作用下,线圈会发生 。当线圈从其所在平面与磁场平行的位置转过90°时,这两个力恰好在同一直线上,而且 相等、方向 ,是一对平衡力。静止的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 ,此时线圈所在平面恰好与磁感线 。
3.通电线圈转到平衡位置时,不会立即停下来,而是在此位置附近摆动几下才停下来。这是因为通电线圈转到 时具有一定的速度,由于 它会继续运动,但线圈这时受到 的作用,它又会返回平衡位置,所以它会摆动几下后再停下来。
注意点:1.没有电流通过的导体,在磁场中不会受到力的作用。如果同时改变电流方向和磁场方向,则通电导线的受力方向不改变
2.磁场对放入其中的磁体会产生磁力的作用,而通电导体周围会产生磁场,通电导体也是磁体,将磁场中的磁体替换为通电导体,则磁场对放入其中的通电导体也会产生磁力的作用。这是等效替代法
知识点二:直流电动机
1.直流电动机靠 电源供电,利用通电线圈在磁场里受到力的作用而转动的原理制成,是把 能转化为 能的装置
2.如图所示,直流电动机主要由 、 、 和 等构成。
3.换向器由两个 构成,与 配合使用。当线圈刚转过平衡位置时,能交换电刷与换向器铜质半环的接触,从而改变线圈中的 方向和 的受力方向。
4.电动机构造 、控制 、 、 ,广泛地应用在日常生活和各种生产中。
03
考向释疑
[例题1] (2023春•乐清市期中)关于直流电动机,你认为下列观点正确的是( )
A.原理:通电直导体周围存在磁场
B.能量:机械能转化为电能
C.结构:换向器是用来改变磁场方向的
D.状态:平衡位置线圈受力平衡
[例题2] (2023春•常山县校级月考)电动机是一种高效率、低污染的动力设备,广泛地应用在各种家用电器中。下列家用电器中应用了电动机的是( )
A.日光灯 B.电风扇 C.电热毯 D.电饭锅
[例题3] (2023春•下城区校级月考)线圈abcd转动过程中经过图甲、乙所示位置时,导线ab所受磁场力的方向( )
A.相反,由于磁场方向改变了
B.相反,由于流过ab的电流方向改变了
C.相同,由于磁场方向和流过ab的电流方向都改变了
D.相同,由于磁场方向和流过ab的电流方向都没改变
[例题4] (2023春•杭州期末)关于电动机,下面说法中正确的是( )
A.电动机是利用电磁感应现象制成的
B.电动机的线圈只要有电流通过,线圈就会在磁场力作用下不断地转动
C.电动机只能使用直流电供电,电动机中的换向器能自动改变线圈中的电流方向
D.要改变电动机转动的方向,可只改变电流方向或者只改变磁场方向
[例题5] (2023春•江干区校级期中)江涛用如图所示的实验装置,探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关S,原本静止的轻质硬直导线AB水平向左运动。要使AB水平向右运动,下列措施中可行的是( )
A.将A、B两端对调
B.换用磁性更强的蹄形磁体
C.将蹄形磁体的N、S极对调
D.将滑动变阻器的滑片P向右移动
[例题6] (2023春•瓯海区月考)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。现要线圈逆时针转动,下列方法中可行的是( )
A.只改变电流方向
B.只改变电流大小
C.换用磁性更强的磁铁
D.对换磁极同时改变电流方向
[例题7] (2023春•温州期中)在安装直流电动机模型的实验中,小希将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示。
(1)小希闭合开关,发现线圈不转,他用手轻轻转了一下线圈,电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的