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第三節 科學探究：電動機為什么會轉動
自主學習
1.磁場對通電導體具有 力 的作用，其作用的方向與磁場的方向、 電流的方向 有關。
2.直流電動機主要由 線圈 、磁體、 換向器 、電刷等組成。
3.直流電動機的原理： 通電線圈在磁場中受力轉動 ，在轉動過程中， 電 能轉化為機械能。
4.換向器：兩個彼此絕緣的 金屬半環 ，其作用是每當線圈剛轉過平衡位置，換向器就自動改變線圈中 電流 的方向，使線圈持續轉動下去。
針對訓練
知識點1 磁場對通電導體的作用
1.用如圖所示的裝置探究磁場對通電直導線的作用，給鋁棒AB通電，觀察到AB向右運動。要使AB向左運動，下列做法中可行的是（ A ）
A.僅將磁體的N、S極對調
B.僅換用磁性更強的磁體
C.僅將鋁棒AB換成銅棒
D.僅增加鋁棒AB中的電流強度
2.在“探究磁場對通電導線的作用”的實驗中：
（1）如圖所示，閉合開關，這時會看到導體ab運動起來，這表明磁場對通電導體有 力 的作用。
（2）如圖所示，閉合開關，導體ab向左運動。將電源的“+”“-”極對調后，閉合開關，導體ab向 右 運動，這說明通電導體的受力方向與 電流 方向有關。
（3）此現象中，電能轉化為 機械 能。
知識點2 電動機
3.我們生活中所使用的電冰箱、電風扇、洗衣機等家用電器，都是靠電動機來工作的，那么電動機是根據下列哪種現象制成的（ C ）
A.磁場對放入其中的磁體產生力的作用
B.電流的熱效應
C.磁場對電流的作用
D.電磁感應
4.在直流電動機中，當線圈轉到什么位置時，換向器就自動改變線圈中的電流方向（ B ）
A.線圈轉到任意位置
B.線圈平面與磁感線垂直
C.線圈平面與磁感線平行
D.線圈平面與磁感線成45°角
5.白熾燈是一種電流通過燈絲，燈絲發熱、發光的照明電器，將強磁體靠近通電白熾燈的燈絲，如圖所示，可以觀察到燈絲抖動，說明 磁場 對通電導體有力的作用，由此原理可以制成 電動機 。
6.【核心素養·物理模型】如圖所示，在做“讓線圈轉起來”的實驗中，將線圈兩端引線的漆皮的一端全部刮掉，另一端只刮半周，其作用與直流電動機中 換向器 的作用相同。線圈通電后是沿順時針轉動，若將電源兩極對調，線圈的轉動方向為 逆時針 （選填“順時針”或“逆時針”），此時再將磁體兩極對調，則線圈的轉動方向為 順時針 （選填“順時針”或“逆時針”）。
基礎鞏固
1.下列裝置中，利用磁場對通電導線的作用制成的是（ A ）
A.揚聲器 B.電磁起重機 C.電磁繼電器 D.電磁鐵
2.如圖所示是小明同學探究“磁場對通電導體的作用”的實驗裝置，ab是一根金屬棒，通過金屬導軌連接到電路中，閉合開關后，金屬棒沒有運動（儀器、電路都完好），要想使金屬棒運動起來，下列措施不可行的是（ A ）
A.將蹄形磁體的N、S極對調
B.換用磁性強一些的蹄形磁體
C.換用能提供較大電流的直流電源
D.使用輕質金屬棒，減小金屬棒與導軌之間的摩擦力
3.如圖所示是靈敏電流計的內部結構示意圖，線圈在磁場中，指針與線圈相連。當線圈中有電流通過時，線圈會轉動，這與 電動機 （選填“電動機”或“發電機”）的原理相同；若線圈中的電流方向改變，指針的偏轉方向將 改變 （選填“不變”或“改變”）。
4.如圖所示是揚聲器的構造示意圖，當線圈中有電流通過時，線圈向左運動，那么當電流方向改變時，線圈將向 右 運動；由于通過線圈的電流是 交變 電流，線圈帶動紙盆來回振動而發聲，這與 電動機 的工作原理相似。
5.探究“通電導體在磁場中受力與什么因素有關”的實驗，如圖所示。
（1）如圖甲所示，將導體ab置于蹄形磁體的兩極之間，閉合開關，導體ab向左運動，說明磁場對 通電 導體有力的作用。
（2）僅將圖甲中蹄形磁體的N、S極對調，閉合開關，導體ab向右運動，說明導體在磁場中的受力方向與 磁場方向 有關；僅將圖甲中電源的“+”“-”極對調，導體ab向右運動，說明導體在磁場中的受力方向與 電流方向 有關。
（3）將導體換成線圈放入磁場中，如圖乙所示，閉合開關，線圈不能持續轉動，是因為線圈越過了平衡位置以后，受到的磁場力 阻礙 它的轉動。為了使線圈持續轉動下去，可以每半周改變電流的方向或改變 磁場 的方向。生活中的電動機一般是通過換向器改變 電流 的方向讓線圈持續轉動起來的。
拓展培優
6.【核心素養·科學探究】如圖所示是某學校綜合實踐小組搭建的簡易電動機模型。閉合開關后，用手輕推一下線圈，線圈就開始轉動。若將電源的“+”“-”極對調，則線圈的轉動方向與原來 相同 （選填“相同”或“相反”），原因是 電流的方向發生改變，磁場的方向也發生了改變 ；若在開關和電源之間串聯一個電阻，線圈的轉速將 變慢 （選填“變快”“變慢”或“不變”）。

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