内容正文:
17.1 关于电动机转动的猜想
17.2 探究电动机转动的原理
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要点梳理
1.电动机的结构:电动机的主要部件是装有电磁铁的________和嵌有线圈的________。电动机模型主要由________和________两部分组成。
2.磁场对电流的作用:通电导体在磁场中会受到________的作用,力的方向跟________方向和________方向都有关系。
定子
转子
磁体
线圈
力
电流
磁场
3.电动机的工作原理
(1)电动机的工作原理是___________________________。
(2)直流电动机的工作原理:通电导体在磁场中受到____________使线圈转动,当线圈由于惯性刚越过平衡位置时,通过__________及时改变线圈中的____________,以保持线圈的持续转动。电动机在电路中的图形符号是 ,电动机工作时主要将________能转化为________能。
(3)磁场对通电导体作用原理的应用十分广泛,如磁电式电流仪表和________________________,以及电动玩具和机器人等。
通电线圈在磁场中受力转动
力的作用
换向器
电流方向
电
机械
动圈式扬声器(喇叭)
典例精练
知识点 磁场对电流的作用
例1 在“探究磁场对电流的作用”实验中,小明设计了如图1所示的电路,导体ab被绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。
图1
(1)装置中的导体ab应选用________(选填“铁棒”或“铝棒”)。
(2)闭合开关前,导体ab静止;闭合开关后,导体ab向右运动,这说明磁场对____________有力的作用。导体ab运动过程中将________能转化为________能。
铝棒
通电导体
电
机械
(3)断开开关,若将蹄形磁铁的N极和S极对调,再闭合开关,会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反,这说明通电导体在磁场中的受力方向与____________有关。
(4)断开开关,若将电源的正、负极对调,再闭合开关,会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反,这说明通电导体在磁场中的受力方向与______________有关。
(5)如果同时改变磁场方向和电流方向,________(选填“能”或“不能”)确定通电导体的受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
磁场方向
电流方向
不能
通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关。若其中一个反向,导体受力的方向改变;若二者同时反向,导体受力的方向不变。
知识点 电动机的工作原理
例2 如图2所示,小明在研究电动机的工作过程。
(1)电动机的工作原理是磁场对____________有力的作用。图甲中,线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反,其原因是________________________________。
图2
通电导体
磁场方向相同,电流方向相反
(2)图乙中的线圈所在的位置________(选填“是”或“不是”)平衡位置;图中A、B、C、D组成的装置叫__________,它的作用是在线圈____________(选填“刚转到”“即将转到”或“刚转过”)平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,从而使线圈持续转动。
是
换向器
刚转过
图2
(3)小明将图丙中的直流电动机模型接入电路,各部分连接完好。
①闭合开关,小明发现电动机并没有转动,他用手轻轻地推了一下线圈后,电动机才开始正常转动。电动机刚开始不转的原因可能是________(选填字母)。
A.铜半环与电刷接触不良 B.电源电压太低
C.线圈刚好处于平衡位置 D.线圈中的电流太小
②对调电路元件____________(填电路元件名称)的连接可改变电动机的转动方向。
③电动机工作过程中主要将________能转化为________能。
C
电源
电
机械
图2
改变电流方向或磁场方向可以改变直流电动机的转动方向。(拓展)增大电流或换用磁性更强的磁体可以增大直流电动机的转动速度。
例3 图3所示是扬声器(喇叭)的结构图。下列说法中正确的是( )
A.扬声器是将声信号转化为电信号的装置
B.扬声器工作时线圈中电流方向不变
C.扬声器工作时将机械能转化为电能
D.扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动
图3
D
课堂小测
知识点1 1.用图4所示的装置探究磁场对通电导体的作用。闭合开关,发现导体棒ab向右运动,说明通电导体在磁场中受到________的作用。若仅将电源的正、负极对调后接入电路,导体棒ab将向________运动;若仅将磁体的N、S极对调,导体棒ab将向______(后两空均选填“左”或“右”)运动。
图4
力
左
左
知识点2 2.图5所示为直流电动机的工作原理图。