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1、第十七章 电动机与发电机17.2探究电动机转动的原理生活中处处有生活中处处有电动机电动机电动机通电后为什么能够转动呢？电动机通电后为什么能够转动呢？磁场中的通电线圈受到了磁场中的通电线圈受到了力的作用力的作用！1知识点知识点探究磁场对电流的作用探究磁场对电流的作用结论结论：通电导体在磁场中受到通电导体在磁场中受到力力的作用，力的方向与的作用，力的方向与 电流方向、磁场方向电流方向、磁场方向有关。有关。点点击击画画面面播播放放视视频频思考：若同时改变电流方向和磁场方向金属杆运动思考：若同时改变电流方向和磁场方向金属杆运动方向会怎样？方向会怎样？如果把一只通电线圈放到磁场中，它又将怎样呢？如果把一
2、只通电线圈放到磁场中，它又将怎样呢？(猜一猜猜一猜?)通通电后由于两后由于两边通通过的的电流方流方向相反，因此它向相反，因此它们的受力方向的受力方向相反，因而相反，因而线圈沿圈沿顺时针方向方向转动。平衡位置平衡位置 上下两上下两边受到的力大小相等、受到的力大小相等、方向相反、作用在同一直方向相反、作用在同一直线上，上，因而因而线圈受到的力圈受到的力为平衡力，平衡力，我我们把把这个位置称个位置称为平衡位置。平衡位置。当当线圈圈转到平衡位置到平衡位置时，为什什么会停止么会停止转动？通通电线圈在磁圈在磁场中中发生生转动，当，当线圈圈转到平衡位置到平衡位置时，受到两受到两对平衡力的作用；由于平衡力的作
3、用；由于惯性，性，线圈将来回圈将来回摆动，又由于摩擦，又由于摩擦，线圈最后静止下来。圈最后静止下来。【例【例1】课堂上，老堂上，老师做了如做了如图所示的演示所示的演示实验，给直直导线(铝棒棒)通通电，观察到直察到直导线运运动起来。起来。(1)实验现象象说明明_有力的作用。有力的作用。_机就机就是利用是利用这种种现象制成的。象制成的。(2)判断判断“有力的作用有力的作用”的依据是的依据是_。A力是力是维持物体运持物体运动的原因的原因B一切物体都有一切物体都有惯性性C物体运物体运动状状态改改变时，一定受到，一定受到 力的作用力的作用磁场对电流磁场对电流电动电动C(3) 将磁极上下将磁极上下对调，观
4、察直察直导线的运的运动情况，情况，这样操操作是作是为了研究了研究_。通电导体在磁场中受力的方向与通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向是否有关磁场方向是否有关(1)导线通通电后后产生了运生了运动， 说明磁明磁场对电流有力的流有力的作用，人作用，人们根据根据这一一现象制成了象制成了电动机；机；(2)判断有判断有力的作用，是根据力的作用，是根据导线在磁在磁场中受力的作用而运中受力的作用而运动，故故选C；(3)将磁极将磁极对调后，可以看到后，可以看到导线的运的运动方向方向发生了生了变化，故可以研究通化，故可以研究通电导体在磁体在磁场中受力的方中受力的方向与磁向与磁场方向是否有关。方向是否有关。【解析】
5、【解析】(控制控制变量法量法)研究通研究通电导体在磁体在磁场中受力方向与磁中受力方向与磁场方向的关系方向的关系时，要控制，要控制电流的方向不流的方向不变。若要研究通。若要研究通电导体在磁体在磁场中受力方向与中受力方向与电流方向的关系，流方向的关系，则应保保持磁持磁场方向相同。方向相同。【例【例2】如如图所示，通所示，通电导体放置在磁体放置在磁场中，不能受到中，不能受到磁磁场作用力的是作用力的是()B通通电导体在磁体在磁场中不受力的条件是中不受力的条件是电流的方向与磁感流的方向与磁感线方向相同或相反方向相同或相反(即两者方向平行即两者方向平行)时，故只有，故只有选项B中的通中的通电导体不受磁体不
6、受磁场的作用力，的作用力，A、C、D中，中，导体中体中电流方向都不是与磁感流方向都不是与磁感线平行的情况，都要受到平行的情况，都要受到磁磁场对导体的作用力。体的作用力。【解析】【解析】当通当通电导体与磁体与磁场方向平行方向平行时，导体不受磁体不受磁场力的作力的作用；当通用；当通电导体与磁体与磁场的方向垂直的方向垂直时，导体受到的磁体受到的磁场力最大；当通力最大；当通电导体既不与磁体既不与磁场平行，也不与磁平行，也不与磁场垂直垂直时，导体所受力的大小介于零和最大体所受力的大小介于零和最大值之之间。如如图所示，把一根直所示，把一根直导体体AB放在蹄形磁体的磁放在蹄形磁体的磁场里，接通里，接通电源，
7、源，让电流通流通过原来静止的原来静止的导体体AB，可以，可以发现导体向左运体向左运动。实验表明表明_。在上述在上述实验中，如果中，如果仅使使电流方向相反，可以流方向相反，可以观察到察到_。在上述。在上述实验中，如中，如果果仅上下上下调换磁磁铁的磁极，可以的磁极，可以观察到察到_。此。此现象表明象表明_。2知识点知识点换向器的作用换向器的作用想一想，怎想一想，怎样才能使才能使线圈圈继续转动下去？下去？改改变导体（体（线圈）的受力方向圈）的受力方向 一、改一、改变磁磁场方向；方向；二、改二、改变导体中的体中的电流方向。流方向。改改变电流方向的装置流方向的装置换向器向器换向器由两个彼此向器由两个彼此
8、绝缘的金属半的金属半圆环组成。成。换向器作用是每当向器作用是每当线圈圈刚转过平衡位置平衡位置,换向器就能自向器就能自动改改变线圈中圈中电流的方向，使流的方向，使线圈圈继续转动下去。下去。【例【例3】直流直流电动机中使用了机中使用了换向器，它的作用向器，它的作用是是()A自自动改改变线圈外的圈外的电流方向流方向B自自动改改变线圈的圈的转动方向方向C自自动改改变线圈中的圈中的电流方向流方向D自自动改改变磁感磁感线的方向的方向C直流直流电动机的机的换向器的作用是当向器的作用是当线圈圈刚好好转过平衡位平衡位置置时，自，自动改改变线圈中圈中电流的方向，使流的方向，使线圈不停地圈不停地转动。【解析】【解析
9、】要解决此要解决此题，需要掌握直流，需要掌握直流电动机的构造及工作原理。机的构造及工作原理。掌握掌握换向器的作用，知道向器的作用，知道换向器的作用是当向器的作用是当线圈圈刚好好转过平衡位置平衡位置时，自，自动改改变线圈中圈中电流的方向。流的方向。有关直流有关直流电动机的机的换向器的作用，下列向器的作用，下列说法中正确的法中正确的是是()A当当线圈平面与磁感圈平面与磁感线平行平行时，自，自动改改变电流方向流方向B当当线圈平面与磁感圈平面与磁感线垂直垂直时，自，自动改改变电流方向流方向C当当线圈平面与磁感圈平面与磁感线平行平行时，自，自动改改变磁感磁感线方方向向D当当线圈平面与磁感圈平面与磁感线平
10、行平行时，自，自动改改变线圈圈转动方向方向3知识点知识点电动机的工作原理电动机的工作原理电动机是机是根据通根据通电线圈在磁圈在磁场中受力中受力转动的基本原理的基本原理制成的。用直流制成的。用直流电源供源供电的的电动机叫做直流机叫做直流电动机。机。基本构造基本构造A、B是是电刷刷作用作用：与半：与半环接触，使接触，使电源和源和线圈圈组成成闭合合电路。路。E、F是是换向器（两个半向器（两个半圆铜环）作用作用：及：及时改改变线圈中的圈中的电流方向，使受力方向流方向，使受力方向总是是相同，相同，线圈一直圈一直转动下去。下去。工作工作过程程直流直流电动机的工作原理机的工作原理通通电导体在磁体在磁场中中受
11、到受到力的作用力的作用使使线圈圈转动，同，同时用用换向器向器及及时改改变线圈里的圈里的电流方向流方向，以保持，以保持线圈圈的持的持续转动。应用用磁磁场对通通电导体作用原理的体作用原理的应用十分广泛，如磁用十分广泛，如磁电式式电流流仪表和表和动圈式圈式扬声器（喇叭），以及声器（喇叭），以及电动玩玩具和机器人等，都用到了具和机器人等，都用到了这一原理。一原理。【例【例4】 (实验探究探究题)如如图所示，使所示，使线圈位于两磁极圈位于两磁极间。(1)通通电后，后，图(a)中中ab段段导线的的电流方向是流方向是_(填填“由由a到到b”或或“由由b到到a”)。图(a)中中ab段段导线受磁受磁场力力的方向
12、向上，用箭的方向向上，用箭头标出出图(c)中中ab段段导线所受磁所受磁场力的方向。力的方向。由由a到到b(2)线圈圈转过图(b)所示位置，我所示位置，我们把把这一位置称之一位置称之为线圈的圈的_，线圈依靠圈依靠_旋旋转通通过该位置，用位置，用_的的办法可使法可使线圈靠磁圈靠磁场力力继续顺时针转动至少半圈，在至少半圈，在实际电动机中通机中通过安装安装_实现这一改一改变。(3)通通电线圈在磁圈在磁场旋旋转过程中将程中将_能能转化化为_能。能。平衡位置平衡位置惯性性改改变电流方向流方向换向器向器电机械机械(1)如如图所示。所示。【解】【解】电动机的工作原理是：通机的工作原理是：通电导体在磁体在磁场中
13、受力的作用，中受力的作用，其所受力的方向与其所受力的方向与电流的方向和磁流的方向和磁场的方向有关，只的方向有关，只要改要改变一个量，其所受力的方向会改一个量，其所受力的方向会改变，若同，若同时改改变两个量，其所受力的方向不两个量，其所受力的方向不变。关于直流关于直流电动机，小明和他的同学有不同的看法，机，小明和他的同学有不同的看法，其中正确的是其中正确的是()A小明：直流小明：直流电动机是利用机是利用电流的磁效流的磁效应的原的原理制成的理制成的B小小丽：直流：直流电动机是利用通机是利用通电线圈在磁圈在磁场中中受到力的作用而受到力的作用而转动的原理制成的的原理制成的C小宇：直流小宇：直流电动机是
14、把机械能机是把机械能转化化为电能的能的装置装置D小小强强：直流：直流电动机的机的换向器用来改向器用来改变磁磁场的的方向方向1(中考中考兰州州)电动机的工作原理是机的工作原理是_，只改只改变线圈中的圈中的电流方向，流方向，电动机的机的转动方向方向_(填填“会会”或或“不会不会”)发生改生改变。电风扇、扇、洗衣机、抽油烟机等家用洗衣机、抽油烟机等家用电器中都装有器中都装有电动机，机，这些用些用电器是器是_联接入家庭接入家庭电路的。路的。2通通电导体在磁体在磁场中受到的力的方向跟哪些因素有中受到的力的方向跟哪些因素有关？关？图是直流是直流电动机的示意机的示意图，请在在图上上标出各部分出各部分的名称。
15、的名称。12如果模型如果模型电动机接通机接通电源后不能运源后不能运转，请你你 分分析其中的原因可能有哪些。析其中的原因可能有哪些。换向器的向器的发明明对电机的机的发展有什么作用？你展有什么作用？你对科科技技创新在社会新在社会发展中的作用有什么展中的作用有什么认识和体会？和体会？345 (中考中考徐州徐州)如如图所示，所示，给直直导线通通电，直，直导线周周围产生了生了_，蹄形磁体，蹄形磁体对通通电直直导线有有_的作用，根据的作用，根据这个原理可以制成个原理可以制成_机。机。6 (中考中考宜昌，多宜昌，多选)收音机、收音机、电视机、音响等家庭机、音响等家庭电路中使用的有路中使用的有扬声器声器(如如图)的用的用电器中，器中，扬声器的工作原理是声器的工作原理是()A线圈中通入的是方向圈中通入的是方向变化的化的电流，所以流，所以锥形形纸盆来回振盆来回振动，产生声音生声音B磁磁场对通通电导线有力的作用有力的作用C电流周流周围存在磁存在磁场D电流的流的热效效应
