内容正文:
第十七章 电动机与发电机
考点一 磁场对电流的作用
典例1 在探究“电动机为什么会转动”的实验中:我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中,由于通电导体周围也存在磁场,磁体会对通电导体产生力的作用吗?
(1) 如图所示,将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间,未闭合开关时导体静止,闭合开关后,导体 ,说明磁场对 导体有力的作用。
(2) 断开开关,将图中磁体的N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,说明通电导体在磁场中的受力方向与 有关。
(3) 断开开关,将图中电源的正负极对调,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,说明通电导体在磁场中的受力方向与 有关。
(4) 如果同时改变磁场方向和电流方向, (选填“能”或“不能”)确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
(5) 在这个实验中 能转化为 能。
解析:(1) 将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间,未闭合开关前,电路中没有电流,导体静止不动,闭合开关后,电路中有电流,导体运动,说明磁场对通电导体有力的作用。(2) 断开开关,将图中磁体的N、S极对调,磁场方向改变,再闭合开关,电流方向不变,会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反,说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。(3) 断开开关,将图中电源的正、负极对调,再闭合开关,导体中电流方向改变,磁场方向不变,会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反,说明通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向有关。(4) 如果同时改变磁场方向和电流方向,通电导体在磁场中受力方向不变,不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
(5) 此过程中,会消耗电能,电能转化为机械能。
答案:(1) 运动起来 通电 (2) 磁场方向 (3) 电流方向 (4) 不能 (5) 电 机械
1. 如图所示,用两根橡皮筋悬挂的均匀金属棒AB水平处于磁场中。当棒中通以由A向B
的电流时,金属棒静止,橡皮筋刚好处于松弛状态(导线对金属棒的作用力忽略不计),此时金属棒受到的磁场力方向为 。若要使橡皮筋处于拉伸状态,在不人为对棒施力的条件下,请提出一项可行的措施:
。
竖直向上
改变电流方向(或使磁场反向;或减
小电流;或减弱磁场等)
[解析]橡皮筋刚好处于松弛状态,金属棒静止,受力平衡,即受到的磁场力方向与重力方向相反,受到重力的方向竖直向下,所以受到磁场力的方向竖直向上;要使橡皮筋处于拉伸状态,则需要竖直向上的磁场力减小或反向,使磁场力减小的方法有减小电流或减弱磁场,使磁场力反向的方法有改变电流方向或使磁场反向。
考点二 电动机的工作原理及应用
典例2 (2022·西安模拟)将一节干电池放在磁体上,再将铜质导线绕成线圈后放在电池上,如图所示。你会发现线圈竟然连续转动起来了,这是根据____________________
来实现的。下列对实验现象的判断,错误的是 (选填字母)。
A. 换用磁性更强的磁体,线圈转得更快
B. 干电池用久了后,线圈转速将变慢
C. 用同样长度和粗细的电阻更大的镍铬合金线做线圈,转速更快
解析:铜质导线绕成线圈后放在电池上,会发现线圈竟然连续转动起来了,是因为电路中有电流通过线圈,通电线圈在磁场中受力转动。线圈转动的速度与电流大小、线圈匝数、磁场磁性强弱有关。换用磁性更强的磁体,磁场增强,线圈转得更快,故A正确;干电池用久了后,干电池的内阻增大,电流减小,线圈转速将变慢,故B正确;换用同样长度和粗细的镍铬合金线做线圈,由于镍铬合金线电阻较大,在电源电压一定时,电流变小,线圈转速将变慢,故C错误。
答案:通电线圈在磁场中受力转动 C
2. (2021·嘉兴)电动机在现代生产、生活中有广泛的应用。
(1) 如图所示为电动机原理图,将通电线圈abcd置于磁场中,线圈的ab、cd边受到
,使线圈转动起来。
(2) 某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的,遇到障碍时,只要按下倒车开关就能改变线圈中 来实现倒车。
力的作用
电流的方向
3. (2022·中山校级二模)如图所示为电压表的内部结构示意图,线圈在磁场中,指针与
线圈相连。当线圈中有电流通过时,线圈会转动,这与 (选填“电动机”或“发电机”)的原理相同;闭合开关(未画出)后指针向右偏转,若改变线圈中的电流方向,指针将 (选填“向左”或“向右”)偏转。如果要增大电压表的量程,可以把R0换成阻值更 (选填“大”或“小”)的电阻。
电动机
向左
大
[