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1、初中物理课件,此ppt下载后可自行编辑,第三节 科学探究:电动机为什么会转动,磁场对通电导体具有 的作用,其作用的方向与 和 . 有关. 电动机的结构主要包括 、 、 、 四部分;其中换向器的作用是 .影响电动机转动快慢有 和电流大小两个因素;影响电动机转动方向有磁场方向、 两个因素.电动机在工作时,将 能转化为 能.,2.电动机的应用,1.通电导体在磁场中受力的作用,力,电流方向,磁场,方向,磁铁,线圈,换向器,电刷,使电动机持续沿同一个方向转动,磁场强弱,电流方向,电,机械,通电导体在磁场中受力,解析:(1)实验(a)和(b)中磁场方向相同,导体中电流方向不同,导体受到的力的方向不同,说明
2、通电导体在磁场中的受力方向与导体中电流的方向有关;(2)实验(a)和(c)中导体中的电流方向相同,磁场方向不同,导体受到的力的方向不同,说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场的方向有关.,1.在探究通电导体在磁场中的受力方向与什么有关系时,一位同学做了如图(a),(b),(c)的三个实验,图中AB表示闭合电路的一部分导体,导体上的箭头表示电流的方向,F表示导体受力的方向,S、N表示蹄形磁铁的南北极. (1)通过实验(a)和(b)说明:通电导体在磁场 中的受力方向与 的方向有关; (2)通过实验(a)和(c)说明:通电导体在磁场 中的受力方向与 的方向有关.,导体中电流,磁场,借助如图所示的实验装
3、置,小明探究“磁场对通电直导线的作用”.闭合开关S0,原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动.要使AB水平向左运动,下列措施中可行的是( ) A.将A、B两端对调 B.将滑动变阻器的滑片P向右移动 C.换用磁性更强的蹄形磁体 D.将蹄形磁体的N、S极对调,解析:通电导体在磁场中受力的方向跟两个方向有关:电流的方向和磁场的方向.这两个方向改变其中一个,受力的方向就发生改变,如果同时改变这两个方向,受力的方向不变.,2.(2013临沂),D,电动机,如图是通电金属棒在磁场中运动的实验场景,据此原理设计的家电是( ) A.电热水壶 B.电饭锅 C.电风扇 D.电熨斗,解析:图中,当闭合开关后,可以观
4、察到磁场中的金属棒在导轨上运动,这说明 通电导体在磁场中受到力的作用,电热水壶、电饭锅、电熨斗都是利用了电流 的热效应设计的,电风扇是利用了通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成 的,故C正确.,C,3.(2014镇江),4.如图(甲)所示,使线圈位于两磁极间,(1)通电后,图(甲)中ab段导线的电流方 向是 (选填“由a到b”或“由b 到a”).图(甲)中ab段导线受磁场力的 方向向上,用箭头表示出图(丙)中ab段 导线所受磁场力的方向. (2)线圈转过图(乙)所示位置,用 的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈.,:(1)由a到b 图见解析(2)改变电流方向,答案,【测控导航】,1.
5、电动机是一种高效率、低污染的动力设备,广泛地应用在各种家用电器中.下列家用电器中应用了电动机的是( ) A.洗衣机 B.电饭锅 C.电热水壶 D.电热毯,A,解析:通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向有关,还与磁场的方向有关;要改变受力的方向可以改变电流的方向,也可以改变磁场的方向;如果同时改变电流的方向和磁场的方向,受力的方向保持不变.,如图所示,是研究磁场对通电导线作用的实验装置.当接通电源,有电流由A至B通过导体AB时,它受到磁场力作用而向左运动,则( ) A.只改变磁场方向时,导线AB将向右运动,机械能将转化为电能 B.只改变电流方向时,导线AB将向右运动,电能转化 为机械能 C.电
6、流方向和磁场方向同时改变时,导线AB仍将向左运动 D.电流方向和磁场方向同时改变时,导线AB将向右运动,BC,2.(多选),3.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,解析:“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”说明线圈刚好处在平衡位置.,C,4.同学在制作简易(直流)电动机的过程中,若要改变电动机的转动方向,可以 ( ) A.将电源的正负极对调 B.改变通电电流的大小 C.换用
7、磁性更强的磁铁 D.增加电动机的线圈匝数,解析:电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理制成的,所以要改变电动机转动的方向,可以改变电流的方向或者改变磁场的方向.,A,B,线圈abcd转动过程中经过如图(甲)、(乙)位置时,导线ab所受磁场力的方向( ) A.相反,是由于磁场方向相反了 B.相反,是由于流过ab的电流方向相反了 C.相同,是由于磁场方向、流过ab的电流 方向都改变了 D.相同,是由于磁场方向、流过ab的电流方向都没改变,解析:电动机中线圈运动的原因是:有电流;有磁场.因此线圈运动方向与电流方向、磁场方向有关,由题图知,线圈持续转动,由于ab在(甲)图中受到向上的力,在(乙)图中受
8、到向下的力,磁场力方向改变,由于换向器的存在,改变了ab导线的电流方向.,5.(2013广州),收音机、电视机、音响里都有扬声器(如图),扬声器的工作原理是( ) A.电流的磁效应 B.磁场对通电导线有力的作用 C.电流周围存在磁场 D.电流的热效应,解析:扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置,它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成.当线圈中通过变化的电流时,据磁场对通电导线有力的作用的原理知,通电线圈会在永久磁体的磁场中受到变化的力的作用,即线圈所受力时而排斥,时而吸引,从而使得线圈振动,将电能转化为机械能,同时线圈的振动也会带动纸盆来回振动,于是扬声器就发出了声音.,B,6.(201
9、4宜昌),解析:电动机,需要有电源提供电能,A中没有电源,故A错;B是奥斯特实验的装置,第一次证明了电和磁之间有联系,故B错;C是通电导体在磁场中受力的作用而运动,是电动机的原理,故C正确;D是电磁铁通电时会产生磁性,故D错.,7.(2014来宾),8.电动机是利用 的原理使线圈转动,并利 用 及时改变 ,以保证线圈的持续转动.,C,通电导体在磁场中受力,换向器,电流的方向,如图所示,用两根橡皮筋悬挂的均匀金属棒 AB水平处于磁场中.当棒中通以由A向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
10、不人为对棒施力的条件下,请 提出一项可行的措施: . .,解析:由于金属棒静止,橡皮筋刚好处于松弛状态,金属棒在竖直方向受到向下重力和向上的磁场力作用,且两个力大小相等;通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关,改变其中任何一个方向或减小电流、减弱磁场即可.,9.(2013河南),竖直向上,要使橡皮筋处于拉伸状态,则需使向上的磁场力减小或,反向,故可改变电流方向(或使磁场反向、减小电流、减弱磁场等),如图所示的线圈abcd位于磁场中. (1)通电后,cd段导线的电流方向 (选填 “由c到d”、“由d到c”). (2)cd段导线受磁场力的方向如图所示,在图中画出 ab段导线受磁场力的方向
11、.,解析:(1)由图中电源的正负极可知,通电后,cd段导线的电流方向是由c到d;(2)因为ab段电流方向为a至b,与cd段电流方向相反,磁场方向相同,故ab段导线受磁场力的方向与cd段所受磁场力的方向相反,cd段导线受磁场力的方向是竖直向下,则ab段导线受磁场力的方向是竖直向上.,10.(2014广州),为了探究电动机为什么会转动,小明根据电动机主要构造制作了一台简易 电动机(如图所示).他用回形针做成两个支架,分别与电池的两极相连用漆包线绕一个矩形 线圈,以线圈引线为轴,并用小刀刮去轴的一端全部漆皮,另一端只刮去半周漆皮将线圈放 在支架上,磁体放在线圈下方闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈就会
12、不停地转动起来 (1)要想改变线圈的转动方向,小明可采用的措施 是: 、 ;(写出两点) (2)开关闭合后,如果电动机不转,可能的原因 是: 、 (写出两点). (3)小明还想设计一个能调节电动机转速的实验装置,他还 需要的主要器材是 ,并在虚线框内画出实验电路图.,11.(拓展探究题),解析:(1)要想改变线圈的转动方向,即改变通电线圈受力的方向,可以改变电流的方向或磁场的方向;(2)开关闭合后,如果电动机不转,可能是电路中没有电流,造成电路中没有电流的原因可能是电池没电了、开关接触不良、线圈与金属支架处接触不良等;(3)调节电动机转速,需要在电路中串联一个滑动变阻器.,晓丽在研究磁场对电流
13、作用的实验中,将直导线 换成一块厚度为d、宽度为b的导体板,如图所示,将电压表连在导 体板两侧,发现电压表指针发生偏转.进一步做了如下实验.,12.(材料分析题),(1)请你将表中的空格填上. (2)请你利用上述装置及电源、滑动变阻器、弹簧、小烧杯、开关各一个和导线若干,设 计一个可以通过电压表示数比较液体密度大小的装置. 请画出装置示意图; 说明工作过程; 上述过程中液体密度的大小不能直接比较,而是通过电压表示数来比较,这是利用了 法.,实验装置如图所示,闭合开关,观察到金属杆向左运动起来,实验现 象说明磁场对 有力的作用,利用这种现象可以制成 机;断开开 关,对调电源正、负两极,重新接入电
14、路,再次闭合开关,观察到金属杆向 运 动起来.,解析:通电导体在磁场中会受力而运动,这个受力运动的方向跟磁场方向和电流方向有关,要改变通电导体在磁场中受力运动的方向,要么只改变磁场的方向,要么只改变导体中电流的方向,当对调电源正、负两极,即改变了电流方向,金属杆向相反方向运动起来.,1.(2014泉州),通电导体,电动,右,2.如图所示,在直流电动机的工作过程中,“换向器”起了关键的作用,它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的 ,从而实现通电线圈在磁场中的连续转动.电动机工作时是把电能转化为 .,解析:通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关.直流电动机中“换向器”的作用就是
15、当线圈刚转过平衡位置时,能自动改变线圈中的电流方 向,从而改变线圈的受力方向,使通电线圈能够连续转动;电动机消耗电能,得到了机械能,故工作时的能量转化是电能转化为机械能.,电流方向,机械能,3.如图所示实验装置是用来研究通电导体在磁场中受力 作用,实验中把导线ab放在磁场里,接通电源,让电流通 过导线ab,会观察到导线向右运动;如果把电源正、负极 对调后接入电路,会观察到导线ab向 (选填“左” 或“右”)运动;如果不对调电源正、负极,但把蹄形磁 体上下磁极调换一下,会观察到导线ab向 (选填“左”或“右”)运动,如果把电源正、负极对调,同时把蹄形磁体上下磁极也调换一下,则会观察到导线ab向 (选填“左”或“右”)运动.,解析:导体在磁场中的运动方向与电流的方向和磁场方向有关.改变其中任意一个的方向,导体运动方向改变,两者同时改变,导体运动方向不变.,左,左,右,
