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第八章 电磁相互作用及应用
2.磁场对电流的作用
课件使用说明
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知识梳理 导学园地
1.通电导体在 中受力的作用,力的方向与 的方向和 的方向有关。当 的方向或者
的方向变得相反时,通电导体的受力方向也变得
。
2.通电线圈在磁场中受力而 ,从而将电能转化为
能。
3.如图所示,线圈的两端各连一个铜制半环E和F,
它们彼此绝缘,并随线圈一起转动。A和B是电刷,
它们跟半环接触,使电源和线圈组成闭合电路,
这两个半环叫做 器。它的作用是每当线圈
刚转过 位置,就改变一次 方向,线圈可以不停地 下去。
在直流电动机的外部电路中,电流的方向始终保持不变,在内部电路中,通过换向器,电流方向做周期性变化,从而使线圈在磁场中连
续转动。
磁场
电流
磁场
电流
磁场
相反
转动
机械
换向
平衡
电流
转动
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知识梳理 导学园地
4.利用磁场对电流的作用使线圈 ,同时利用
及时改变线圈中的电流方向,从而保持线圈持续
。这就是直流电动机的工作原理。
5.电动机有许多优点:构造 、控制 、体
积 、效率 ,而且对环境污染 ,因此它的
应用极其广泛,例如:家庭中的电风扇、洗衣机,生产中的水
泵、机床、电力机车等都是由电动机驱动的。
在直流电动机的外
部电路中,电流的
方向始终保持不变,在内部电路
中,通过换向器,
电流方向做周期性
变化,从而使线圈
在磁场中连续转
动。
转动
换向
器
转
动
简单
方便
小
高
很小
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知识点一:磁场对通电导线的作用
【典题1】如图所示是小明同学探究“磁场对通电导体的作用”的实验装置,ab是一根
金属棒,通过金属导轨连接到电路中,闭合开关后,金属棒没有运动(仪器、电路都完
好),要想使金属棒运动起来,下列措施不可行的是( A )
A. 将蹄形磁体的N、S极对调
B. 换用磁性强一些的蹄形磁体
C. 换用能提供较大电流的直流电源
D. 使用轻质金属棒,减小金属棒与导轨之间的摩擦力
A
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【变式1】如图所示,用两根橡皮筋悬挂的均匀金属棒水平处于磁场中。当棒中通以由
A到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:
。
名师点睛
影响电流在磁场中受力的因素
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)
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知识点二:电动机及其原理
【典题2】如图所示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中,两个铜
半环E和F跟线圈两端相连,可随线圈一起转动,两半环中间断开,彼此绝缘;A和B是
电刷,它们分别跟两个半环接触,使电源和线圈组成闭合电路。在图示位置,电流沿
dcba流过线圈,dc边受到磁场的作用力向下,则( D )
A. 线圈在图示位置时,ab边受到磁场的作用力向下
B. 线圈由图示位置转过180°时,电流沿dcba流过线圈
C. 线圈由图示位置转过180°时,dc边受到磁场的作用力向下
D. 线圈由图示位置转过180°时,ab边受到磁场的作用力向下
D
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解析:ab边电流方向与dc边电流方向相反,所以受力方向相反,故A错误;线圈由图
示位置转过180°时,电流沿abcd流过线圈,故B错误;线圈在图示位置时,电流由d
流向c,dc边受力方向向下,转过180°时,电流由c流向d,电流方向发生变化,受力
方向变为向上,故C错误;线圈由图示位置转过180°时,ab边电流由a流向b,与图示
位置cd边电流方向相同,所以受力方向也向下,故D正确。
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【变式2】关于电动机的说法不正确的是( C )
A. 电动机是利用磁场对电流的作用的现象制成的
B. 电动机工作时,电能转化为机械能
C. 直流电动机的换向器的作用就是改变磁场方向
D. 直流电动机用一段时间后会发热,说明电能也有一部分转化为内能
C
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名师点睛
影响电动机转动方向的因素
电流方向和磁场方向影响转动方向,只改变其中一个,转动方向相反,同时改变,
转动方向不变。
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—— 基础巩固练 ——
1. 下列用电器使用了电动机的是( A )
A. 电风扇 B. 电水壶
C. 台灯 D. 手电筒
2. 如图所示的实验装置,可以用来( D )
A. 研究感应电流的方向与磁场方向的关系
B. 研究电磁铁的磁性与什么因素有关
C. 研究发电机的工作原理
D. 研究通电导体在磁场中所受的力与什么因素有关
A
D
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3. 小明自己安装电动机模型,安装方法正确,但在接通电源时,线圈中有电流,电动
机却不转。下列分析原因中,不可能的是( D )
A. 电源电压太低
B. 轴所受阻力太大
C. 线圈处于平衡位置
D. 电源的正负接线柱接反了
D
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4. (教材九上P129图8-2-2改编)如图所示,闭合开关,导体ab就会运动起来,下列
说法正确的是( C )
A. 发电机就是利用这一原理工作的
B. 在此过程中,机械能转化为电能
C. 此实验说明磁场对通电导体有力的作用
D. 同时改变电流方向和磁场方向,可以改变导体ab的运动方向
C
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5. 安装一个直流电动机模型,接入实验电路能正常转动,下述调整不能改变直流电动
机转动方向的是( C )
A. 对调直流电动机的磁铁两极
B. 改变线圈中的电流方向
C. 调节滑动变阻器,改变电流的大小
D. 对调电源的正、负极
C
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6. 如图所示实验装置的原理与电动机的工作原理相同的是( B )
A B
C D
B
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7. 如图所示,通电线圈在磁场中发生扭转,说明 对通电导线有力的作用。利
用这个原理可以制作 (选填“电动机”或“发电机”)。
磁场
电动机
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—— 素养提升练 ——
8. 如图所示是实验室电流表的内部结构图,处在磁场中的线圈有电流通过时,线圈会
带动指针一起偏转。线圈中电流越大,指针偏转角度就越大。关于该现象,下列说法
正确的是( B )
A. 该电流表工作原理与发电机相同
B. 线圈中有电流通过时,把电能转化为机械能
C. 改变线圈中的电流方向,指针的偏转方向不会改变
D. 线圈中电流越小,其所受磁场力就越大
B
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9. 电动机在现代生产、生活中有着广泛的应用。
(1)如图所示是电动机原理图,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。
方
向相反的磁力
电流方向
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甲 乙 丙
(1)利用图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时,应在a、b之间接入 ;
若在a、b之间接入 可研究电磁感应现象。(均选填“灵敏电流表”“电
源”或“灯泡”)
电源
灵敏电流表
10. 下面是研究“磁场对通电导体(电流)有力的作用”实验。
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(2)如图乙、丙中,磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极,且线圈所
处的空间磁场强弱是恒定不变的(也称匀强磁场)。
①图乙中,通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下,此时,ab段导线所受磁场力
的方向是竖直向上,这两个力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力;
②图丙中的线圈可以持续转动,是在外部加装了 ,该装置能使线圈平面刚
处于 (选填“平行磁感线”“垂直磁感线”或“任一”)位置时,自动
改变线圈中的电流方向。
不是
换向器
垂直磁感线
甲 乙 丙
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$$