第十五节 磁场对电流的作用《汽车电工电子基础》云南省（职教高考）交通运输类 知识点讲解

云南省（职教高考）交通运输类 知识点讲解 第十五节 磁场对电流的作用 【考情分析】 本小节对应考纲中“理解磁场对电流的作用的基本规律，掌握左手定则的应用方法，了解电动机的工作原理及构造”要求，考试中每年固定出题3-4道，均为选择题。主要考查方向为：磁场对电流作用的现象判断、左手定则的应用场景、受力方向的影响因素、电动机的能量转化及换向器作用、受力大小的影响因素，易错点集中在左手定则与右手螺旋定则的混淆、受力方向与电流/磁场方向的关系判断、换向器作用的理解偏差，考生需重点区分电磁学中左右手定则的适用场景，避免应用性失分。 【学习目标】 · 熟记磁场对电流的作用的基本概念，能识别相关实验现象 · 掌握通电导体在磁场中受力方向的两个影响因素，能判断受力方向的变化 · 精准掌握左手定则的内容及应用步骤，能运用其判断受力方向 · 理解通电线圈在磁场中的转动原理，知道线圈平衡位置的特点 · 牢记电动机的工作原理、构造及能量转化形式，了解其在交通运输中的应用 · 掌握直流电动机换向器的作用，理解其如何实现线圈持续转动 · 明确影响通电导体受力大小的因素，能判断不同条件下受力大小的变化 · 区分磁场对电流的作用与电流磁效应的本质区别，避免概念混淆 【考点梳理】 1. 磁场对电流的作用的基本概念及现象 定义：通电导体在磁场中会受到力的作用，这种力叫做安培力，该现象揭示了电与磁之间的相互作用，是电动机的工作基础。 实验现象：将通电直导线垂直放入磁场中，导线会发生运动；改变电流方向或磁场方向，导线运动方向会改变。 2. 通电导体在磁场中受力方向的影响因素 定义：通电导体在磁场中的受力方向，由电流的方向和磁场的方向两个因素共同决定。 规律：只改变电流方向或只改变磁场方向，受力方向会发生改变；同时改变电流方向和磁场方向，受力方向保持不变。 3. 左手定则（电动机定则）的内容及应用方法 定义：判断通电导体在磁场中受力方向的定则，叫做左手定则，也叫电动机定则。 应用方法：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导体在磁场中所受安培力的方向。 4. 通电线圈在磁场中的受力特点及转动原理 受力特点：通电线圈放入磁场中，线圈的两边会受到方向相反的安培力（因为两边电流方向相反）。 转动原理：方向相反的两个力使线圈发生转动，当线圈平面与磁感线垂直时，两边的力大小相等、方向相反且在同一直线上，线圈处于平衡位置，此时线圈不再转动。 5. 电动机的工作原理、构造及能量转化形式 工作原理：电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。 构造：主要由定子（固定不动的部分，提供磁场）和转子（转动的部分，即通电线圈）组成，直流电动机还包含换向器。 能量转化：工作时将电能转化为机械能。 6. 直流电动机的换向器的作用及工作过程 定义：直流电动机中的换向器是由两个彼此绝缘的铜半环组成的装置。 作用：当线圈转过平衡位置时，换向器能自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续地沿同一个方向转动。 工作过程：线圈转过平衡位置前，电流方向不变，线圈受力转动；转过平衡位置时，换向器改变电流方向，线圈两边受力方向改变，从而继续转动。 7. 影响通电导体在磁场中受力大小的因素 因素1：磁场的强弱，在电流大小和导体长度相同的情况下，磁场越强，导体受力越大。 因素2：电流的大小，在磁场强弱和导体长度相同的情况下，电流越大，导体受力越大。 因素3：导体在磁场中的有效长度，在磁场强弱和电流大小相同的情况下，有效长度越长，导体受力越大。 考纲要求：掌握影响受力大小的三个因素，能判断受力大小的变化。 8. 磁场对电流的作用与电流磁效应的区别 电流的磁效应：是电生磁的现象，即电流周围存在磁场，揭示了电流能产生磁场。 磁场对电流的作用：是磁生电的反效应，即磁场对通电导体有力的作用，揭示了磁场对电流的作用，是电动机的原理。 核心区别：前者是电流产生磁场，后者是磁场对电流的力的作用；对应的定则分别是右手螺旋定则和左手定则。 9. 电动机在交通运输领域的应用实例 实例：电动汽车的驱动电机、轨道交通车辆的牵引电机、汽车的启动电机等，都是利用电动机将电能转化为机械能，为交通工具提供动力。 10. 通电导体在磁场中受力运动的条件 条件：导体必须通电，且导体的电流方向与磁场方向不平行（若平行，导体不受力）。 【例题】 1. 下列现象中，属于磁场对电流的作用的是（） A. 小磁针在通电导线旁发生偏转 B. 通电螺线管吸引铁屑 C. 通电导线在磁场中发生运动 D. 闭合电路的一部分导体在新磁场中运动产生电流 答案：C 解析：磁场对电流的作用是指通电导体在磁场中受力运动，C符合该现象；A、B属于电流的磁效应，D属于电磁感应现象，故选C。 2. 通电导体在磁场中受力的方向，取决于（） A. 磁场的方向 B. 电流的方向 C. CH₃COOH磁场的方向和当前的方向 D. 导体的长度 答案：C 解析：通电导体在磁场中的受力方向由磁场方向和电流方向共同决定，只改变其中一个因素，受力方向改变，同时改变则不变，与导体长度无关，故选C。 3. 判断通电导体在磁场中受力方向，应使用的定则是（） A. 右手螺旋定则 B. 左手定则 C. 右手定则 D. 安培定则 答案：B 解析：左手定则用于判断通电导体在磁场中的受力方向（电动机定则）；右手螺旋定则（安培定则）用于判断电流的磁场方向；右手定则用于判断电磁感应的感应电流方向，故选B。 4. 通电线圈在磁场中转动时，其平衡位置是指（） A. 线圈平面与磁感线平行的位置 B. 线圈平面与磁感线垂直的位置 C. 线圈平面与磁感线成45°的位置 D. 线圈平面与磁感线成30°的位置 答案：B 解析：当线圈平面与磁感线垂直时，线圈两边的安培力大小相等、方向相反且在同一直线上，线圈处于平衡位置，不再转动，故选B。 5. 电动机工作时，能量转化的形式是（） A. 机械能转化为电能 B. 电能转化为机械能 C. 电能转化为内能 D. 内能转化为电能 答案：B 解析：电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，工作时将电能转化为机械能，故选B。 6. 直流电动机中，换向器的主要作用是（） A. 改变磁场的方向 B. 改变当前的方向 C. 改变线圈的转动方向 D. 改变线圈中的当前方向 答案：D 解析：直流电动机的换向器由两个铜半环组成，当线圈转过平衡位置时，换向器能自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动，故选D。 7. 下列措施中，能增大通电导体在磁场中受力大小的是（） A. 减小导体中的电流 B. 减弱磁场的强度 C. 增加导体在磁场中的有效长度 D. 降低导体的温度 答案：C 解析：影响通电导体受力大小的因素是磁场强弱、电流大小和有效长度，增加有效长度能增大受力；减小电流、减弱磁场会减小受力，导体温度对受力大小无直接影响，故选C。 8. 关于电流的磁效应和磁场对电流的作用，下列说法正确的是（） A. 两者都是电生磁的现象 B. 两者都是磁生电的现象 C. 前者是电生磁，后者是磁对电的作用 D. 当前者是磁生电，后者是电生磁 答案：C 解析：电流的磁效应是电流产生磁场（电生磁），磁场对电流的作用是磁场对通电导体有力的作用（磁对电的作用），两者本质不同，故选C。 【高考题实战】 1. 通电导体在磁场中受力运动的前提条件是（） A. 导体必须是磁性材料 B. 导体必须通电且电流方向与磁场方向不平行 C. 导体必须是金属材料 D. 导体必须水平放置在磁场中 答案：B 解析：通电导体在磁场中受力的条件是导体通电，且电流方向与磁场方向不平行；若平行，导体不受力，与导体材料、放置方向无关，故选B。 2. 要改变通电导体在磁场中的受力方向，下列方法可行的是（） A. 增大导体中的电流 B. 增加导体在磁场中的有效长度 C. 只改变磁场的方向 D. 只改变导体的材质 答案：C 解析：改变受力方向的方法是只改变电流方向或只改变磁场方向；增大电流、增加有效长度只能改变受力大小，改变导体材质对受力方向无影响，故选C。 3. 下列设备中，利用磁场对电流的作用原理工作的是（） A. 电磁铁 B. 发电机 C. 电动机 D. 电磁继电器 答案：C 解析：电动机利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作；电磁铁、电磁继电器利用电流的磁效应；发电机利用电磁感应原理，故选C。 4. 直流电动机的线圈转过平衡位置时，换向器会自动改变（） A. 磁场的方向 B. 线圈的转动方向 C. 线圈中的电流方向 D. 电源的电流方向 答案：C 解析：换向器的作用是在线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈持续转动，不会改变磁场方向和电源电流方向，故选C。 5. 通电线圈在磁场中转动时，其转动的原因是（） A. 线圈受到重力的作用 B. 线圈受到磁场对电流的作用 C. 线圈受到电流的磁效应 D. 线圈受到惯性的作用 答案：B 解析：通电线圈在磁场中转动的根本原因是线圈两边受到磁场对电流的方向相反的安培力，重力和惯性不是转动的原因，电流的磁效应是电流产生磁场，与转动无关，故选B。 6. 下列因素中，不会影响通电导体在磁场中受力大小的是（） A. 磁场的强弱 B. 电流的大小 C. 导体的颜色 D. 导体的有效长度 答案：C 解析：影响受力大小的因素是磁场强弱、电流大小和有效长度，导体的颜色是物理属性，与受力大小无关，故选C。 7. 左手定则中，四指所指向的方向是（） A. 磁感线的方向 B. 电流的方向 C. 导体受力的方向 D. 磁场的方向 答案：B 解析：左手定则的操作方法是磁感线穿掌心，四指指向电流方向，拇指指向导体受力方向，故选B。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $