三、 磁场对电流的作用 电动机（培优教学课件）物理新教材苏科版九年级下册

江苏凤凰科学技术出版社 九年级物理 下册 义务教育教科书 第十六章 电与磁 科学家对电与磁的研究， 叩开了电气时代的大门。 如今，崇山峻岭水电生，草滩大漠风机旋; 电力塔架巍峨立，输电网络纵横连; 列车风驰电掣，万家灯火辉煌。 人们正享受着电力发展的丰硕成果。 我们所用的电是怎么产生的呢? 三、磁场对电流的作用 电动机 导入新课 第三节 磁场对电流的作用 电动机 想一想 生活、生产中、科学技术中都离不开电动机，为什么电动机通电后，它就能够转动呢？ 洗衣机 电风扇 电梯 导入新课 第三节 磁场对电流的作用 电动机 电动玩具车能跑，是因为有电动机。电动机为什么会转动呢? 找一个旧的电动玩具车，拆开来看看! 1. 知道磁场对通电导体有力的作用。 2. 了解磁场对电流作用力的方向与电流方向、磁场方向有关。 3 . 了解直流电动机的工作原理和换向器的作用。 4. 了解电动机工作时的能量转化情况。 5. 会安装直流电动机模型；会对实践活动中出现的一些故障进行分析并能排除。 学习目标 第三节 磁场对电流的作用 电动机 重点与难点 教学重点： 1. 磁场对通电导体有力的作用； 2. 直流电动机。 教学难点： 直流电动机的换向器的作用。 第三节 磁场对电流的作用 电动机 学习内容 1. 磁场对电流的作用 2. 直流电动机的原理 3. 安装直流电动机模型 4. 课堂总结 5. 实践与练习 6. 综合提升训练 第三节 磁场对电流的作用 电动机 一、磁场对电流的作用 第三节 磁场对电流的作用 电动机 一、磁场对电流的作用 【活动】电动玩具通常是由电动机驱动的。观察玩具中的电动机。 试一试，怎样使电动机转动起来? 看一看，电动机是由哪些部件组成的? 想一想，电动机为什么会转动? 1. 观察电动玩具中的电动机 一、磁场对电流的作用 电动机的一些部件：外壳、磁体、线圈、轴等。 电动机通电后为什么能够转动呢？ 说明通电的导线在磁场中会受到力的作用。下面先研究一根通电直导线放在磁场中，观察它的运动。 一、磁场对电流的作用 【演示实验】观察磁场对通电直导线的作用 2. 磁场对通电直导线的作用 【设计并进行实验】 （1）按照图组装实验器材。 （2）给直导线（铝棒）通电，观察它的运动情况。 （3）改变直导线中的电流方向，观察直导线的运动情况。 （4）将磁极对调，改变磁场的方向，再次观察运动情况。 一、磁场对电流的作用 【分析论证】 （1）给直导线（铝棒）通电，观察它的运动情况。 闭合开关后，直导线由静止开始向左运动。为什么通电直导线会由静止变成运动？ 因为通电直导线受到了蹄形磁体的磁场对它的作用。 结论：磁场对通电导线有力的作用. 一、磁场对电流的作用 （2）改变直导线中的电流方向，观察直导线的运动情况。 实验现象：改变导线中的电流方向，通电导线的运动方向也随之改变。 结论：通电导线在磁场中受力的方向与电流方向有关. 一、磁场对电流的作用 （3）将磁极对调，改变磁场的方向，再次观察运动情况。 实验现象：改变磁场方向，通电导线的运动方向也随之改变。 结论：通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向有关. 一、磁场对电流的作用 实验结论： ①如图所示， 导线向左运动 S N 电流I F ②改变电流方向， 导线向右运动 S N 电流I F ③改变磁场方向， 导线向左运动 N S 电流I F 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。 一、磁场对电流的作用 【解析】A．只对调电源的正、负极，电路中电流方向改变，则通电导体的受力方向改变，铜棒向右运动，故A不符合题意； B．将磁体的N、S极对调，磁场方向改变，则通电导体的受力方向改变，铜棒向右运动，故B不符合题意； C．导线①接A、C接线柱，导线②接B、D接线柱，改变了电路中电流的方向，则通电导体的受力方向改变，铜棒向右运动，故C不符合题意； D．将电源正、负极对调，同时将磁体N、S极对调，影响磁场力方向的两个因素同时改变，则通电导体的受力方向不变，仍然向左运动，故D符合题意。 【例题1】如图所示，闭合开关，铜棒向左运动，为使铜棒向右运动，下列操作不可行的是（　　） A．只对调电源的正、负极 B．只对调磁体的N、S极 C．导线①接A、C接线柱，导线②接B、D接线柱 D．同时对调电源正、负极和磁体N、S极 D 所以选D。 二、直流电动机的原理 第三节 磁场对电流的作用 电动机 二、直流电动机的原理 【实验】用漆包线绕成线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，如图所示。闭合开关，线圈将怎样运动？ 你观察到什么现象？ 【现象】通电线圈在磁场中会发生转动，但是当线圈的平面与磁场垂直时，就会停止转动。 1. 观察磁场对通电线圈的作用 线圈平面与磁感线垂直时，这个位置叫平衡位置. 想一想：磁场中的通电线圈为什么会这样运动？ 二、直流电动机的原理 ①在图所示位置时，通电线圈ab边受力方向竖直向上，cd边受力方向竖直向下， 方向相反，发生顺时针转动。 ②当通电线圈转到平衡位置时，ab边与cd边受到的磁场力相互平衡。这时由于惯性，线圈还会继续转动。 【分析】通电矩形线圈在磁场中不能持续转动的原因 二、直流电动机的原理 ③线圈靠惯性越过平衡位置后， ab边受力方向向上，cd边受力方向向下，磁场力会使线圈逆时针旋转。 ④ 通电线圈最后静止在平衡位置。 二、直流电动机的原理 【想一想】通电线圈在磁场中可以转过一个角度，但不能持续转动。怎样才能使通电线圈持续地转动下去？ 由上述分析可知，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。 实际的电动机是通过换向器来实现这一目的的。 二、直流电动机的原理 2. 换向器 （1）换向器：在通电线圈的两端各连有一个半圆铜环E、F，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，就能自动改变线圈中电流的方向，从而使线圈能持续转动。 二、直流电动机的原理 （2）换向器的工作过程 每当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中电流方向。 换向器使靠近磁体S极一边线圈中的电流方向永远向里，从而使该边线圈的受力方向始终向上；而靠近磁体N极一边的受力方向始终向下，从而使线圈持续转动。 二、直流电动机的原理 3. 直流电动机的工作过程 ①通电线圈ab、cd边电流方向相反，受力方向相反，顺时针转动. ②线圈转到平衡位置，无电流通过，依靠惯性转过平衡位置. ③线圈越过平衡位置后，电流方向发生改变，线圈在磁场力的作用下继续顺时针转动. ④线圈利用惯性转过平衡位置后，又改变了电流的方向和受力方向，继续转动. 二、直流电动机的原理 （1）换向器的作用 当线圈每转过平衡位置时，自动改变线圈中电流的方向（每半周改变一次），从而实现了线圈的持续转动。 （2）原理：利用了通电线圈在磁场中受力转动的原理来工作的。 （3）能量转化：电动机工作时将电能转化为机械能。 （4）电动机的优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高，而且对环境污染很小。 4. 总结——直流电动机 二、直流电动机的原理 5. 实际的电动机 实际的电动机有多个线圈，每个线圈都接在一对换向片上，以保证每个线圈在转动过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。 换向器 转子 直流电动机的结构 二、直流电动机的原理 6. 家用电器中的电动机 有一部分家用电器用到了电动机。 二、直流电动机的原理 ①利用如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______，根据该原理可制成______； ②乙、丙两个图中，______图的线圈恰好处于平衡位置； ③丁图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了______，该装置能在线圈______ （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。 【例题2】研究磁场对电流有力的作用。 电源 电动机 丙 换向器 刚转过 二、直流电动机的原理 【解析】①因为通电导体在磁场中受力会运动，观察图可知缺少一个电源，因此利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在“a”、“b”之间接入电源，根据此原理制成了电动机。 ②当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈处于平衡状态，此时线圈受力平衡，所以图丙的线圈恰好处于平衡位置，另一个图中线圈左右两边所受力不满足二力平衡条件中的不在同一直线上。 ③丁图中加装了换向器，所以线圈可以持续转动，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。 二、直流电动机的原理 【例题3】下图为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析不正确的是（　　） A．导线ab在这两个时刻受到的磁场力方向不同 B．甲乙两图中的线圈再转动90度角，都能到达平衡位置 C．由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向 D．如果电动机持续转动，则电动机内外流的都是直流电 D 二、直流电动机的原理 A．由图可知，导线ab在这两个时刻电流方向不同，由于导体受力方向与磁场方向和电流方向有关，所以两次导线ab的受力方向不同，故A正确，不符合题意； B．平衡位置是指线圈平面与磁感线垂直的位置，图中磁感线从左向右，故甲乙两图中的线圈再转动90度角，都能到达平衡位置，故B正确，不符合题意； C．读图由左手定则可知：电源的左侧为正极，从上往下看，线圈中电流都是顺时针方向，故C正确，不符合题意； D．电动机之所以能转动，是因为换向器每当转过平衡位置就会改变线圈中电流的方向，即电动机线圈外是直流电，线圈内是交流电，故D错误，符合题意。所以选D。 【解析】A．由图可知，导线ab在这两个时刻电流方向不同，由于导体受力方向与磁场方向和电流方向有关，所以两次导线ab的受力方向不同，故A正确，不符合题意； B．平衡位置是指线圈平面与磁感线垂直的位置，图中磁感线从左向右，故甲乙两图中的线圈再转动90度角，都能到达平衡位置，故B正确，不符合题意； C．读图由左手定则可知：电源的左侧为正极，从上往下看，线圈中电流都是顺时针方向，故C正确，不符合题意； D．电动机之所以能转动，是因为换向器每当转过平衡位置就会改变线圈中电流的方向，即电动机线圈外是直流电，线圈内是交流电，故D错误，符合题意。所以选D。 三、安装直流电动机模型 第三节 磁场对电流的作用 电动机 三、安装直流电动机模型 直流电动机模型的主要部件有： ①蹄形磁体，②弧形铁片，③线圈，④转轴，⑤支架，⑥换向器，⑦电刷，⑧底座。 此外还有电源、滑动变阻器、开关、导线等。 器 材 三、安装直流电动机模型 组 装 1. 把线圈固定在转轴上。 2. 先将支架固定在底座上，然后将转轴安装 在支架上，注意使线圈和转轴能较好地转动. 3. 用螺钉把电刷（铜片）固定在底座上，同时使电刷与转轴上的换向器接触（注意：电刷与换向器间的压力要适当，以保证转轴能正常转动）。 4. 从固定电刷的两个螺钉上引出两根导线。 5. 分别把两个弧形铁片的一端用螺钉固定在底座上，另一端用磁体夹住。 三、安装直流电动机模型 实验与观察 3. 将蹄形磁体的两个磁极对调，改变线圈所在处的磁场方向，线圈的转动方向是否改变? 4. 移动滑动变阻器的滑片，改变通过线圈的电流大小，线圈转动的速度是否改变?怎样改变? 1. 将电动机、滑动变阻器、电源、开关串联起来，检查无误后闭合开关，观察电动机的转动情况。 2. 改变通过线圈的电流方向，线圈的转动方向是否改变? 三、安装直流电动机模型 交流与小结 1. 当通过直流电动机线圈的电流方向发生改变时，电动机转动的方向发生改变； 2. 将蹄形磁体的两个磁极对调，改变线圈所在处的磁场方向，电动机转动的方向发生改变； 3. 当通过直流电动机电流的大小发生变化时，电动机的转速发生改变。电流越大，转速越快。 当通过直流电动机的电流方向发生改变或线圈所处的磁场方向发生改变时，电动机转动的方向发生改变； 当通过直流电动机电流的大小发生变化或线圈所处的磁场强弱发生变化时，电动机转动的速度改变. 三、安装直流电动机模型 4. 故障原因与排除 实验过程中，遇到故障比较多的是通电后电动机不转动，故障原因与排除方法参考如下： （1）接触不良 将电动机和电灯串联在电路中，闭合开关后用手推动电动机的线圈转动，如果在转动过程中，电灯能够发光，则接触良好；如果电灯不能发光，一般都是由于接触不良引起的。 接触不良主要会出现在电刷和换向器之间。此时，只要将做成电刷的铜片弯曲一下，适当增加铜片的弯度即可。 三、安装直流电动机模型 （2）摩擦过大 若电刷和换向器之间接触过紧使接触处的摩擦过大，则通电时线圈不能转动，电能全部转化为内能，线圈的温度迅速升高，线圈可能被烧毁，此时应减小接触的紧密程度以减小摩擦。 （3）磁性过弱 如果接触良好，用手推动线圈后还不能转动，则不转的原因可能是磁体的磁性过弱，此时在原来的磁体上再增加一个磁体，或者换一个磁性更强的磁体，电动机就可以转动了。 三、安装直流电动机模型 （4）线圈处于平衡位置 当线圈处于平衡位置时，只要轻轻推一下线圈，线圈离开了平衡位置，电动机就可以持续转动。 此外，线圈内部断路、电源电压过低造成线圈中的电流过小，都可能使电动机不转，对应的解决办法分别是更换线圈、增大电源电压。 如图所示，电动自行车、电动汽车和高速列车等，都是利用电力驱动的交通工具，即它们都是由电动机提供动力的。 与传统的依靠燃烧煤、汽油等化石燃料提供动力的交通工具相比，用电力驱动的交通工具，无有害气体排放、散热少、噪声小、能源利用效率高。它们的普及有力推动了现代化绿色交通的变革性发展。此外，用电力驱动的交通工具还有启动快、制动灵敏等特点。 电动汽车电源的容量是决定汽车续航能力的关键因素之一。目前，我国电动汽车的蓄电池性能和产能水平均居世界前列，有力地支持了我国乃至世界电动汽车业的发展。 高速列车在轨道上运行，可以通过固定电网供电。高速列车几乎每节车厢都装有电动机，既能提高运行速度，又能解决因某一电动机发生故障而影响整体运行的问题。 近年来，磁悬浮列车的研制异军突起。它是利用磁极间相互作用的原理设计的。强大的电流通过电磁铁产生强大磁场，使列车悬浮在轨道上，从而减小阻力，让列车在电磁力作用下高速运行。据报道，2023年3月，我国自主研制的首套高温超导电动悬浮全要素试验系统在长春完成首次悬浮运行，标志着我国在高温超导电动悬浮领域实现重要技术突破。 高温超导电动悬浮 全要素试验系统 三、安装直流电动机模型 【解析】A．接触不良，形成开路，电路中没有电流，形不成通电导体，电动机始终不会工作，故A不符合题意； B．若是线圈两端的电压太低，即线圈中的电流很小，线圈所受的磁场力小于摩擦力时，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，故B不符合题意； 故选C。 C．平衡位置时电动机的转子和定子形成了开路，导体中没有电流通过，磁场对其没有作用力，电动机不会转动，但是用手轻轻地碰了一下线圈后，线圈越过平衡位置，就会持续转动，故C符合题意； D．若是线圈中的电流太小，同样线圈所受的磁场力小于摩擦力时，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，故D不符合题意。 【例题4】小明将直流电动机模型接入电路，闭合开关后，发现电动机不工作，他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动，其原因可能是（ ） A．直流电动机的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 C 三、安装直流电动机模型 【例题5】小明把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关并调节滑动变阻器，电动机正常转动，若要改变电动机转动方向，下列做法中无效的是（　　） A．只对调电源的正、负极 B．只对调磁体的N、S极 C．同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极 D．导线①改接G、F点，导线②改接C、E点 C 三、安装直流电动机模型 【解析】A．电动机转动方向与电流方向和磁场方向有关，调换电流方向或磁场方向，电动机的转动方向会发生变化，所以只对调电源的正、负极，电路中电流方向发生变化，所以电动机的转动方向发生变化，故A不符合题意； B．只对调磁体的N、S极，磁场方向发生变化，所以电动机的转动方向发生变化，故B不符合题意； C．同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极，电动机的转动方向不会发生变化，故C符合题意； D．导线①改接G、F点，导线②改接C、E点，电动机中的电流方向发生变化，可以改变电动机的转动方向，故D不符合题意。 所以选C。 四、课堂总结 第三节 磁场对电流的作用 电动机 课堂总结（1） 磁场对电流的作用 ①磁场对通电导体有力的作用. ②力的方向与电流方向和磁场方向有关. ①原理：通电线圈在磁场中受力而转动. ②基本组成：换向器、转子、定子. ③换向器作用：线圈刚转过平衡位置时， 自动改变线圈中电流的方向. ④能量转化：把电能转化为机械能. 电动机 磁场对电流的作用 电动机 课堂总结（2） 实验器材 电动机的 转向与转速 安装直流电动机模型 ①蹄形磁体，②弧形铁片，③线圈，④转轴， ⑤支架，⑥换向器，⑦电刷，⑧底座。 还有电源、滑动变阻器、开关、导线等。 ①改变电动机转向的方法：改变通过电动机线圈的电流方向；改变线圈所在处的磁场方向。 ②影响电动机转速的因素：通过电动机电流的大小；线圈所在处磁场的强弱。 电动机不转动的原因 ①电刷与换向器之间太松，接触不良。 ②电刷与换向器之间太紧；线圈转子与 定子之间的间隙太小；摩擦力太大。 ③线圈处于平衡位置。 ④电路中电流太小；磁体的磁性太弱。 五、实践与练习 第三节 磁场对电流的作用 电动机 实践与练习 【解析】 （b）中通电导线的受力方向向左。因为磁场方向不变，只改变了电流方向。 1. 直导线中电流的方向向右时，它在磁场中的受力情况如图（a）所示。假设直导线中电流的方向变成向左，请在图（b）中画出通电导线的受力方向。 实践与练习 2. 如图所示，一个不能打开的盒子外面露出一段细长的导线。试设计两种不同的实验方法，在不损坏导线的情况下，判断导线中是否有电流，并完成下表。 所用的器材 主要实验步骤及判断导线中是否有电流的方法 大铁钉、 一些大头针 ①把细长导线紧密排绕在大铁钉上制成一个电磁铁； ②把电磁铁一端靠近大头针，如果吸引大头针，导线中有电流，如果不吸引大头针，导线中没电流。 小磁针 (带支架) ①把小磁针支起来，使小磁针能够在水平面内自由转动。 ②小磁针静止时，将细长导线拉直并且平行小磁针使之处在小磁针的上方。若小磁针发生偏转，导线中有电流；如果小磁针不发生偏转，导线中没有电流。 实践与练习 【解析】当线圈中通有电流时，线圈受到永磁体的作用而运动；当线圈中的电流反向时，线圈向相反方向运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。 此过程中是电能转化为机械能。 3. 动圈式扬声器的结构如图所示，连接着锥形纸盆的音频线圈套在铁芯上。试分析扬声器的发声原理，并说明此过程中能量是怎样转化的。 实践与练习 【解析】换向器，又称整流子，是直流电机和交流整流子电动机电枢的重要部件。其作用是通过改变电枢绕组电流方向使电磁转矩方向不变，结构由铜片组合的导电环构成，通过电刷连接外电源 。 按使用场景分为低电压小电流型、极端环境专用型，分别应用于玩具电机、电动工具等领域 。 1834年俄罗斯Jacobi制造出整流子电机 。1980年日本研制出首台20Mvar强迫自换相桥式ASVG装置，1991年和1994年日本和美国相继实现80Mvar及100Mvar级设备。1995年清华大学与河南省电力局联合研制出我国首台300kvar ASVG装置，采用桥式电路多重化技术消除低次谐波，并通过直流电容维持电压稳定。 4. 换向器是为了让直流电动机线圈能持续转动而使用的重要部件，它的发明充分体现了物理学与技术应用的紧密联系。随着科学技术的进步，换向器也在不断地变化。 查阅资料或走访相关的工程师，了解换向器的发展情况。 实践与练习 5. 如图所示是一个较简单的直流电动机模型，怎样才能使它连续转动? 试一试，按图示的方法把线圈两端导线上的漆刮去，通电后，线圈将怎样运动? 实践与练习 【解析】选取直为0.25~0.35mm的漆包线，在横截面为长方形的物体上密绕10~40匝，制成面积为20mm×30mm的线圈，然后按照图对线圈的两根引线分别进行刮漆处理，并将线圈架在支架上。注意:当线圈静止时，被刮掉半周漆的那部分导线应与支架接触，这样当给线圈通电时，线圈就可以转动起来了。通电后，如果线圈不转动，可以用手轻轻推一下。 对自己制作的电动机进行评价。其实，按以上方法制作的电动机只利用了一半的电力（想一想，为什么?）：当线圈转到没有被刮掉漆的那半周时，线圈中没有电流，线圈是在惯性的作用下继续转动的。当转动到被刮掉漆的那半周时，线圈又通上电。这样周而复始，电动机就连续转动起来了。 六、综合提升训练 第三节 磁场对电流的作用 电动机 综合提升训练 1．如图，闭合S后，导轨上的金属棒向右运动起来，此过程中____能转化成机械能，据此可制成________（选填“电动机”或“发电机”）。若仅将磁体的两极上下调换，闭合S后，导轨上的金属棒向_______运动。 【解析】闭合开关S后，导轨上的金属棒向右运动起来，此过程中，消耗了电能，获得了机械能，使金属棒在磁场力的作用下运动，电能转化成机械能。 电动机就是根据通电导体在磁场中受到力的作用这一原理制成的。 通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，若仅将磁体的两极上下调换，即改变了磁场方向，而电流方向不变，则金属棒的受力方向会改变，所以闭合S后，导轨上的金属棒向左运动。 左 电 电动机 综合提升训练 C 【例题2】如图为直流电动机的基本构造示意图。以下相关的分析中正确的是（　　） A．电动机是利用电磁感应的原理工作的 B．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能 C．使线圈连续不停地转动下去是靠换向器来实现的 D．仅改变磁感线的方向不能改变线圈转动的方向 【解析】A．电动机是是根据通电流的导体在磁场中会受力的原理来工作的，故A错误； B．电动机工作过程中，消耗的电能主要转化为机械能，小部分转化为内能，故B错误； C．使线圈连续不停地转动下去是靠换向器来实现的，换向器在电动机中起着关键作用，它的主要功能是改变电流方向，从而确保电动机可以连续旋转而不需要经常地停止和启动，故C正确； D．线圈转动的方向与电流方向、磁场方向有关，仅改变磁感线的方向能改变线圈转动的方向，故D错误。 故选C。 综合提升训练 3．如图所示是直流电动机在两个不同时刻的工作原理图，其中 _______（选填“甲”或“乙”）图的线圈恰好处于平衡位置，当线圈转动到平衡位置时， ______（选填“AB”或“CD”）部件能自动改变线圈中的电流方向，使线圈在后半圈也能获得______，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。电动机工作时，把电能转化为____能。 机械 综合提升训练 乙 CD 动力 【解析】直流电动机的平衡位置是指线圈平面与磁感线垂直的位置，此时换向器的电刷与换向片间的绝缘处接触，故如图可知乙处于平衡位置。 直流电动机中，换向器（由两个半环组成）能在线圈转过平衡位置时自动改变电流方向，从而使线圈受力方向改变，使线圈在后半圈也能获得动力，保证持续转动，即图甲中的CD部件为换向器。 电动机时，消耗电能，获得机械能。 综合提升训练 4. 如图所示，某同学自制了一个扬声器，将线圈紧密粘贴在纸杯底部，在线圈上方放置一个强磁体，在线圈中通入交变电流后，纸杯振动发声。下列说法正确的是（　　） A．该扬声器与电磁继电器的工作原理相同 B．磁场对线圈的力的方向随电流方向的改变而改变 C．线圈带动纸杯振动是电磁感应现象 D．线圈中的电流不会产生磁场 综合提升训练 B 【解析】A．电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关，其工作原理是电流的磁效应。而扬声器是利用磁场对通电线圈有力的作用工作的，二者工作原理不同，故A 错误； B．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。当磁场方向不变时，电流方向改变，磁场对线圈的力的方向就会改变，故B正确； C．电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流的现象。而线圈带动纸杯振动是因为通电线圈在磁场中受到力的作用，不是电磁感应现象，故C 错误； D．根据电流的磁效应，通电导体周围存在磁场，所以线圈中的电流会产生磁场，故D 错误。故选B。 综合提升训练 5. 如图为某电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd 为电动机的线圈，OO'为转轴。闭合开关。从O点沿转轴观察，线圈顺时针转动，则（　　） 综合提升训练 C A．螺线管 F 端为N极，P 端为S极 B．螺线管 F 端为S极，P 端为S极 C．若将电源的正、负极对调，从O点沿转轴观察，线圈仍顺时针转动 D．若将电源的正、负极对调，从O点沿转轴观察，线圈将逆时针转动 综合提升训练 【解析】AB．由图可知，电流从螺线管EF的左端流入，根据安培定则可知，E端为N极，F端为S极，电流从螺线管PQ的左端流入，根据安培定则可知，Q端为S极，P端为N极，故AB不符合题意； CD．由题意知，闭合开关，此时从O点沿转轴观察，线圈顺时针转动；线圈受力转动的方向与磁场方向和电流方向有关，若将电源的正负极对调，则螺线管中电流方向与原来反向，根据安培定则可知，螺线管的磁极改变，且电动机线圈中的电流方向与原来相反向，则线圈受到磁场力的方向不会发生改变，即从O点沿转轴观察，线圈仍顺时针转动，故C符合题意，D不符合题意。故选C。 综合提升训练 6. 小明为观察磁场对通电线圈的作用。用漆包线做成线圈，线圈两端的漆全部刮去，放在接有电源的金属支架上并放入磁体中（如图所示）。闭合开关后，看到线圈 ___________ （选填“持续转动”、“左右摆动”或“静止不动”）。为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是下列哪两种_______ 。 A．两侧全刮 B．一侧全刮，另一侧刮半周 C．两侧均刮上半周 D．一侧刮上半周，一侧刮下半周 BC 左右摆动 综合提升训练 【解析】由图可知，闭合开关后，通电线圈在磁场中受力运动；线圈受力的方向与磁场的方向和电流的方向有关；当线圈转过平衡位置时，线圈受到的磁场力发生变化，使得线圈在平衡位置摆动几次后很快就停下来，故闭合开关后，看到线圈左右摆动。 为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是将线圈两端的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，或两侧均刮上半周；按这两种方法刮漆，线圈转到平衡位置时，线圈中没有电流，线圈 由于惯性能够按原方向持续转动，故BC符合题意， AD不符合题意。 故选BC。 Lavf59.27.100 $