粤教版物理选修3-1三维设计 3.4安培力的应用(可自主编辑).

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1、结结束首页末页上一页下一页 1原理直流电动电动机是利用_使通电线电线圈转动转动的。 2优点通过过改变变_来调节调节它的转转速。自读教材抓基础第四节安培力的应用直流电动电动机安培力输输入电压电压结结束首页末页上一页下一页通电电以后，电动电动机为为什么会转动转动呢？提示：通电的线圈在磁场内受到了安培力的作用。学后自检(想一想) 结结束首页末页上一页下一页 1直流电动机的原理如图图341所示，在线线圈中通以直流电电流，矩形线线圈在磁场场力的作用下发发生转动转动，带动带动机械运行。跟随名师解疑难图341 结结束

2、首页末页上一页下一页 2结构及原理分析如图图342所示。结结束首页末页上一页下一页图342 直流电动机结结束首页末页上一页下一页 (1)当线线圈由位置d经经位置a运动动到位置b时时，图图中左边边受力方向向上，右边边受力方向向下，使线线圈顺时针转动顺时针转动；当线线圈在位置b时时不受力，由于惯惯性继续转动继续转动； (2)当线线圈由位置b经经位置c运动动到位置d时时，由于电电流换换向，图图中左边边受力方向向上，右边边受力方向向下，使线线圈继继续顺时针转动续顺时针转动；当线线圈在位置d时时不受力，由于惯惯性继续转继续转动动；然后，线线圈重复以

3、上过过程转动转动下去。结结束首页末页上一页下一页下列关于直流电动电动机的说说法，错误错误的是( ) A直流电动电动机是将电电能转转化为为机械能的装置 B直流电动电动机能把电电能全部转转化为动为动能 C直流电动电动机是依靠磁场对电场对电流的作用工作的 D直流电动电动机工作时时也会有发热现发热现象，是电电流的热热效应应解析：选B 从能量角度来看直流电动机是把电能转化成机械能的装置。其工作原理是利用了磁场对电流的作用。但由于线圈有一定的电阻，直流电动机在工作过程中会产生一定的焦耳热。学后自检(小试身手) 结结束首页末页上一页下一页 (1)电

4、电流表是测测量_的电电学仪仪器，我们们在实验实验时经时经常使用的电电流表是_电电流表。 (2)不论论是电动电动机，还还是磁电电式电电流表，都是磁场场中的线线圈受到安培力作用而旋转转起来的，线线圈所在的磁场场是 _分布的，这样这样做的目的是任何位置线线圈都与磁感线线_。自读教材抓基础磁电电式电电表电电流磁电电式均匀辐辐射平行结结束首页末页上一页下一页 (3)对对于磁电电式电电流表，我们们根据指针针偏转转角度的大小可以知道被测电测电流的强弱，这这是因为为磁场对电场对电流的作用力跟电电流成_，因而线线圈中的电电流越大，安培力的转动转动作用也越_，线线

5、圈和指针针偏转转的角度也就越_ 。正比大大结结束首页末页上一页下一页若磁电电式仪仪表的指针针只能从左向右偏，使用时时，正负负极能不能接反？若指针针在中间间呢？提示：不能。正负极接反后，电流方向与正常相反，指针向左偏，容易损坏电表。若指针在中间，正负极接反影响不大。学后自检(想一想) 结结束首页末页上一页下一页 1电流表中磁铁与铁芯之间的磁场是均匀辐射分布的所有磁感线线的延长线长线都通过铁过铁芯的中心，不管线线圈处处于什么位置，线线圈平面与磁感线线之间间的夹夹角都是零度。该该磁场场并非匀强磁场场，但在以铁铁芯为为中心的圆圆圈上，各点的磁感应应

6、强度B的大小是相等的。跟随名师解疑难结结束首页末页上一页下一页 2电流表的工作原理如图图343矩形线线框两条边边所受安培力大小相等，方向相反，大小为为FBIL，但两力不在一条直线线上，两个力形成一对对力偶，设设两力间间距为为d，则则安培力矩MFdBILd BIS(其中S为线为线圈面积积)。图343 电流表的工作原理结结束首页末页上一页下一页结结束首页末页上一页下一页从公式中可以看出： (1)对对于同一电电流表N、B、S和k为为不变变量，所以I，可见见与I一一对应对应，从而用指针针的偏角来测测量电电流强度I的值值； (2)因为为I，

7、随I的变变化是线线性的，所以表盘盘的刻度是均匀的。结结束首页末页上一页下一页 (多选选)关于磁电电式电电流表，下列说说法中正确的有( ) A电电流表的线线圈处处于匀强磁场场中 B电电流表的线线圈处处于均匀辐辐向磁场场中 C电电流表的线线圈转动时转动时，安培力大小不变变 D电电流表指针针的偏转转角与所测电测电流成反比解析：选BC 电流表的线圈所处的磁场并非是匀强磁场，是均匀辐向磁场，线圈两条边所在处的磁感应强度大小相同，但方向不同，而且离转动轴距离不同的位置其磁感应强度大小也不同，所以不是匀强磁场。学后自检(小试身手) 结结束首页末页上一页下一页 1如图

8、图344甲所示是磁电电式电电流表的结结构图图，图图3 44乙是磁极间间的磁场场分布图图，以下选项选项中正确的是( ) 典题例析磁电电式电电流表原理的理解结结束首页末页上一页下一页图344 结结束首页末页上一页下一页指针稳针稳定后，线线圈受到螺旋弹弹簧的力矩与线线圈受到的磁力矩方向是相反的通电线电线圈中的电电流越大，电电流表指针针偏转转的角度也越大在线线圈转动转动的范围围内，各处处的磁场场都是匀强磁场场在线线圈转动转动的范围围内，线线圈所受磁力矩与电电流有关，而与所处处位置无关 A B C D 思路点拨辐辐射状磁场场保证证了线线圈转动转动

9、到任何位置，其转动转动力矩都不受B和转动转动角度的影响，而只与电电流有关。结结束首页末页上一页下一页解析当阻碍线圈转动的力矩增大到与安培力产生的使线圈转动的力矩平衡时，线圈停止转动，即两力矩大小相等、方向相反，故正确。磁电式电流表蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，不管线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，均匀辐向分布的磁场特点是大小相等、方向不同，故错，正确。电流越大，电流表指针偏转的角度也越大，故正确。故C正确。答案 C 结结束首页末页上一页下一页 2所谓电谓电流表的灵敏度，是指在通入相同电电流的情况下，指针针偏转转角度的大小。

10、偏角越大，灵敏度越高。下列方法不能提高磁电电式电电流表灵敏度的方法有( ) A增强永久磁铁铁的磁性 B增大螺旋弹弹簧的劲劲度系数 C增大线线圈的面积积 D增加线线圈的匝数跟踪演练结结束首页末页上一页下一页解析：选B 通电线圈在磁场中转动时，螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动。电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大。要提高电流表的灵敏度，就要在通入相同电流时，让指针的偏转角度增大。所以要减小螺旋弹簧的劲度系数，同时使安培力变大，即增加磁感应强度、增大线圈面积和增加线圈的匝数。结结束首页末页上一页下一页分析导体在磁场中运动情况的几种常用方法 (1)电

11、电流元法。把整段电电流等效为为多段直线电线电流元，先用左手定则则判断出每小段电电流元所受安培力的方向，从而判断整段电电流所受合力方向，最后确定运动动方向。安培力作用下通电导电导体的运动动结结束首页末页上一页下一页 (2)特殊位置法。把电电流或磁铁转铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力的方向，从而确定运动动方向。 (3)等效法。环环形电电流和通电电螺线线管都可以等效成条形磁铁铁，条形磁铁铁也可以等效成环环形电电流或通电电螺线线管，通电电螺线线管也可以等效成很多匝的环环形电电流来分析。结结束首页末页上一页下一页 1如图图345所示，把轻质导

12、电线轻质导电线圈用绝缘细线悬绝缘细线悬挂在磁铁铁N极附近，磁铁铁的轴线轴线穿过线过线圈的圆圆心且垂直于线线圈平面，当线线圈内通入如图图方向的电电流后，则线则线圈( ) A向左运动动 B向右运动动 C静止不动动 D无法确定思路点拔此题题可以采用等效法，也可以采用电电流元法。典题例析图345 结结束首页末页上一页下一页解析方法一：等效法。把通电线圈等效成小磁针。由安培定则可知，线圈等效成小磁针后，左端是S极，右端是N 极，异名磁极相吸引，线圈向左运动。方法二：电流元法。如图所示，取其中的上、下两小段分析，根据其中心对称性，线圈所受安培力的合力水平向左，

13、故线圈向左运动。答案 A 结结束首页末页上一页下一页判断导体在磁场中运动情况的常规思路 (1)不管是电电流还还是磁体，对对通电导电导体的作用都是通过过磁场场来实现实现的，因此必须须要清楚导导体所在位置的磁场场分布情况。 (2)结结合左手定则则准确判断导导体所受安培力的方向。 (3)由导导体的受力情况判定导导体的运动动方向。探规寻律结结束首页末页上一页下一页 2螺线线管正中间间的上方悬悬挂一个通有顺时针顺时针方向电电流的小线线圈，线线圈的平面与螺线线管的轴线轴线在同一竖竖直面内，如图图346所示。当开关S合上时时(一小段时间时间内)，从上方俯

14、视视，线线圈应该应该 ( ) 跟踪演练图346 结结束首页末页上一页下一页 A顺时针顺时针方向转动转动，同时时向左移动动 B逆时针时针方向转动转动，同时时向右移动动 C顺时针顺时针方向转动转动，同时悬线时悬线的拉力减小 D逆时针时针方向转动转动，同时悬线时悬线的拉力增大解析：选D 闭合S后，螺线管左端为S极，右端为N极，由左手定则知圆环右边受垂直于纸面向里的安培力，左边受垂直于纸面向外的安培力，所以从上向下看线圈逆时针方向转动，当转动到线圈与纸面垂直时，线圈等效为左端为N极、右端为S极的磁针，由磁极间的作用力可知悬线拉力增大。首页末页上一页下一页结结束应用应用落实体验落实体验 (单击进单击进入电电子文档) 首页末页上一页下一页结结束

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