内容正文:
16.3磁场对电流的作用-电动机
1. 【学习目标】
1.了解磁场对通电导体有力的作用;磁场对电流作用力的方向与电流方向、磁场方向有关
2.了解直流电动机的工作原理和换向器的作用
3.知道电动机的工作原理与能量转化过程
2. 【知识讲解】
要点一、磁场对电流的作用
实验探究
1.实验步骤
(1)按照如图组装好实验器材
(2)给直导线通电,观察直导线的运动情况。(注意电流、磁感线的方向)
(3)仅将磁极对调(改变磁场方向),观察直导线的运动情况。
(4)恢复器材,仅将电源正负极对调(改变电流方向),观察直导线的运动情况。
(5)将磁极、电源正负极同时对调(同时改变磁场方向和电流方向),观察直导线的运动情况
2. 实验现象
(1) 给直导线通电,发现直导线水平向右运动。(无需知道为什么)
(2) 仅改变磁场方向,发现直导线与之前运动方向相反。(向左)
(3) 恢复器材,仅改变电流方向,发现直导线与之前运动方向相反。(向左)
(4) 同时改变磁场方向和电流方向,发现直导线运动方向不变。(向右)
3. 实验结论
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。
要点二、直流电动机的工作原理
观察磁场对通电线圈的作用
1.用漆包线绕成线圈,将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场,闭合开关,观察线圈运动情况。
2.现象:线圈转动,最终静止,线圈的平面与磁感线垂直。(此位置我们称之为平衡位置。)
3.如何持续转动: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。
4. 直流电动机的工作原理
如图乙,在通电线圈的两端各连有一个半圆铜环C、D,称为换向器,它们随线圈一起转动。A、B是电刷,分别与一个半圆铜环接触,使电源和线圈组成闭合回路。每当线圈刚转过平衡位置时,换向器就能自动改变线圈中电流的方向。
注意事项:
1.以上讲的都是直流电动机。
2.换向器:(1)结构:两个半圆铜环;(2)作用:能自动改变电流方向,使线圈能连续转动。
3.直流电动机的工作原理:通电导体在磁场中受力的作用。
4.直流电动机的转动速度:(1)电流大小(2)磁场强弱
3. 【基础练习】
1.我市今年投入运营的第二批“沂蒙红”新能源公交车的动力装置是电动机。下列选项,能说明其工作原理的是( )
A. B. C. D.
2.如图所示,小明同学做了一个小小直流电动机模型。同学们围着观看线圈的转动,一起分享着他的成果。同时其他没有做成功的同学提出了以下不同想法,你认为正确的是( )
A. 绕制线圈时,如果没有漆包线,可以用普通的铜导线代替
B. 线圈两端作为转轴的漆皮应全部刮去,这样才可持续转动下去
C. 线圈两端作为转轴的漆皮应一端全部刮去,另一端刮去半周,这样才可持续转动下去
D. 此电动机模型是根据电磁感应的原理制成的
3.下列有关电和磁的说法正确的是( )
A. 磁体周围的磁场既看不见也摸不着,所以是不存在的
B. 奥斯特发现了电流的磁效应
C. 电动机是根据电磁感应原理制成的
D. 电磁铁磁性的强弱只与线圈中电流的大小有关
4.关于电与磁,下列说法正确的是( )
A. 磁感线是磁体周围真实存在的曲线 B. 电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少无关
C. 电动机是利用电磁感应的原理制成的 D. 奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场
5.安装直流电动机模型时,要改变直流电动机的转动方向,可以( )
A. 将磁体的、极对调
B. 将电源的正、负极和磁体的、极同时对调
C. 改变磁性强弱
D. 改变磁性强弱和电流大小
6.如图所示的实验中,闭合开关,观察到铝棒向左运动,实验现象说明磁场对_________有力的作用,利用这一原理可以制成_________机;断开开关,对调电源正、负两极,重新接入电路,再次闭合开关,观察到铝棒向_________运动.
7.目前,贵港市正在打造“中国东盟新能源电动车”生产基地,主动融入“一带一路”建设,取得了较好成效。电动车主要部件之一是电动机,其工作原理是通电导体在磁场中受______的作用;在给电动车充电过程中,是将______能转化为化学能。
8.如图,这是______选填“发电机、“电动机”原理图,若将图中的磁体的极和极交换位置,其他保持不变,则线圈边所受力的方向______选填“改变”、“不改变”、“可能变也可能不变”
9. 压敏电阻器是一种具有非线性伏安特性的电阻器件,其导电性能介于导体和绝缘体之间。如图甲是压敏电阻的阻值随压力变化的关系图像。如图乙所示是用压敏电阻设计的一种“自动限重器”,该装置由控制电路和工作电路组成,其主要元件有电磁继电器、货物装载机实质是电动机、压敏电阻和定值电阻等。当货架承受的压力达到限定值,电磁继电器会自动控制货物装载机