假期辅导讲义：16.3 磁场对电流的作用 电动机-2023-2024学年苏科版物理j九年级下册

16.3 磁场对电流的作用 电动机 姓名：_________________ 日期：_____月______日 等第___________ 在上一节课中，我们学习了通电导线会产生磁场，那么如果把通电导线放入磁场中，通电导线会不会受到磁场的作用呢？今天我们就来一起学习初中物理第十六章第三节《磁场对电流的作用 电动机》： 1磁场对电流的作用 早在19世纪初，法国物理学家安培就已经观察到上述现象并在大量实验的基础上发现：磁场对电流有力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关。当电流方向或者磁场方向变得相反时，通电导线受力方向也变得相反。 典型例题：如图所示，导体AB棒放在处于蹄形磁体磁场中的水平金属轨道上。 （1）接通电源，这时会看到导体AB运动起来，这表明　   　有力的作用。 （2）保持磁场方向不变，改变导体AB中的电流方向，导体AB的运动方向　   　（不变/改变）。 （3）通电后导体AB运动的过程中，是把　   　能转化为　   　能的过程。 【分析】通电导体在磁场中受力的作用；且所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，由此分析解答。 【解答】解：（1）接通电源，这时会看到导体AB运动起来，说明磁场对通电导体有力的作用；（2）通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，只要有一个因素改变，导体的受力方向就会改变；所以保持磁场方向不变，改变导体AB中的电流方向，导体AB的运动方向改变；（3）通电后导体AB运动的过程中，消耗了电能，得到了导体运动的机械能，即把电能转化为机械能。故答案为：（1）磁场对通电导体；（2）改变；（3）电；机械。 【点评】本题考查了磁场对电流作用的认识和理解，属于一道基础题。 2直流电动机的原理 既然磁场对电流有力的作用，那么如果我们把一个通电的线框放到磁场中会怎样呢？ 1.当线圈在下图位置时，通过线圈ab、cd两边的电流方向相反，两边受到大小相等、方向相反的力。由于两个力不在同一条直线上，所以线圈框会顺时针转动。 2.当线圈转到下图位置时，线圈ab、cd两边受到的力大小相等、方向相反，并且作用在同一条直线上了，两个力彼此平衡，我们把此位置称为平衡位置。由于线圈具有惯性，会转过平衡位置继续顺时针转动。 3.线圈转过平衡位置后，线圈ab、cd两边受力大小、方向不变，但不在同一条直线上了，如下图所示。因此，两个力会阻碍线圈继续顺时针转动，转过一定角度后又开始逆时针转动。所以，线圈会在平衡位置来回摆动，最终停在平衡位置。 那么，如果想要线圈一直转动下去，有什么方法呢？当线圈刚转过平衡位置时，如果立即改变其中的电流方向，那么通电线圈就能再磁场力的作用吸继续转动下去，根据这一原理科学家制作出了电动机。 1平衡位置 通电线圈的平面与磁感线垂直时，线圈受到磁场的作用力相互平衡，我们把这个位置称为平衡位置。 2换向器 在直流电动机中，改变电流方向的元件叫做换向器，它是由两个电刷和两个半环组成的，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。 换向器 3电动机原理 科学家利用了通电导线在磁场中受到力的作用的原理制成了电动机，电动机的发明推动了生产生活的大发展。 4电动机的应用 电动机是将电能转化成机械能，在日常的生产生活中有着十分广泛的应用。高铁、动车、电力机车、地铁、轻轨、机床、水泵、电梯、电钻、电脑、洗衣机、电风扇、冰箱、电动剃须刀、电动门、电动玩具等等，都用到了电动机。 典型例题：如图所示，可以用来研究电动机工作原理的是（　　） A B C D 【分析】电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受到磁场力的作用；分析各图示情景，知道各实验装置的原理，然后找出符合题意的选项。 【解答】解：A、图示是奥斯特实验装置，表明通电导线周围存在磁场，故A不符合题意；B、图示是电磁铁的原理图，是电流的磁效应，故B不符合题意；C、图示通电导线在磁场中受到磁场力的作用而运动，揭示了电动机的原理，故C符合题意；D、图示是探究电磁感应现象的装置，是发电机的原理图，故D不符合题意。故选：C。 【点评】本题考查了电动机原理实验，分析清楚各图示情景、知道各实验揭示的物理情景是正确解题的前提与关键。 3考题再现 习题1：如图所示，干电池底部吸有强磁铁（可导电），在干电池的正极上支有一“门”字形导线框，导线框B侧和套在强磁铁上导电圆环C连接，导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动，圆环C在转动过程中与强磁铁接触良好。导线框转动的动力来源（　　） A．只有线框A侧受到磁场对电流的作用 B．只有线框B侧受到磁场对电流的作用 C．线框A侧、B侧都受到磁场对电流的作用 D．线框A侧、B侧都不受到磁场对电流的作用，是受到的其它外力 习题2：国家生态环境部研究表明，机动车污染是大气污染的重要来源，为减少大气污染，电动汽车正在逐渐替代燃油汽车，电动汽车的动力源是电动机，其原理是通电线圈在　　中受力转动，某电动汽车以60kW的输出功率沿平直路面以72km/h的速度匀速行驶lmin，汽车受到的阻力为　 　N，牵引力做功为　 　J，汽车消耗的电能　 　（选填“等于”、“大于”或“小于”）牵引力做的功。 习题3：如图所示，这是　  　（选填“发电机、“电动机”）原理图，若将图中的磁体的S极和N极交换位置，其他保持不变，则线圈ab边所受力的方向　  　（选填“改变”、“不改变”、“可能变也可能不变”） 习题4：在探究“电动机为什么会转动”的实验中： （1）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，那么通电导体周围也存在　 　，磁体会对通电导体产生力的作用吗？ （2）如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，导体　 　，闭合开关后，导体　 　，说明磁场对　 　导体有力的作用。 （3）断开开关，将图中磁铁的N、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　 　，说明通电导体在磁场中的受力方向与　 　有关。 （4）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　 　，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，　 　确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关（填“能”或“不能”）。 参考答案：1、B；2、磁场；3×103；3.6×106；大于；3、电动机；改变；4、磁场；静止；运动；通电；相反；磁场方向；相反；电流方向；不能； 1 学科网（北京）股份有限公司 $$