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第二十章 電與磁
第4節(jié) 電動(dòng)機(jī)
將小電風(fēng)扇拆掉外殼，發(fā)現(xiàn)里面有磁鐵，請(qǐng)猜想電風(fēng)扇通電能轉(zhuǎn)動(dòng)是因?yàn)橥娋€圈在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用嗎？
回顧奧斯特實(shí)驗(yàn)，猜想磁體是否對(duì)通電導(dǎo)體產(chǎn)生力的作用？
任務(wù)一：探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用
回顧奧斯特實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)線通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)，使小磁針偏轉(zhuǎn)，斷電后，小磁針回到原來(lái)位置，判斷通電導(dǎo)體會(huì)對(duì)小磁針產(chǎn)生力的作用。又因?yàn)榱Φ淖饔檬窍嗷サ模梢酝茢嗟贸鍪裁床孪耄?br/>磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用。
如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以上猜想？需要什么器材？
任務(wù)一：探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用
磁鐵、電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等
演示實(shí)驗(yàn)
任務(wù)一：探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用
如圖所示，將導(dǎo)體棒輕放在導(dǎo)軌上，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)起來(lái)。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并總結(jié)結(jié)論。
通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到力的作用。
任務(wù)一：探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用
磁場(chǎng)力的方向可能與什么因素有關(guān)呢？
請(qǐng)進(jìn)行合理猜想并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。
任務(wù)一：探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用
演示實(shí)驗(yàn)
演示實(shí)驗(yàn)1：只對(duì)調(diào)電源正負(fù)極位置（即改變電流方向），發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線往相反方向
運(yùn)動(dòng)。
演示實(shí)驗(yàn)2：只對(duì)調(diào)蹄形磁鐵N、S磁極位置（即改變磁場(chǎng)方向），發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線往相
反方向運(yùn)動(dòng)。
演示實(shí)驗(yàn)3：同時(shí)改變電流方向和磁場(chǎng)方向，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向不變。
任務(wù)一：探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用
通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的方向與電流方向、磁場(chǎng)方向有關(guān)。
任務(wù)二：了解電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造、原理及工作過(guò)程
觀察下列直流電動(dòng)機(jī)模型，了解其基本結(jié)構(gòu)。
磁體
線圈
換向器
電刷
任務(wù)二：了解電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造、原理及工作過(guò)程
了解直流電動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程，并思考換向器的作用。
通過(guò)學(xué)習(xí)，我們了解了線圈是如何在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)的，請(qǐng)總結(jié)換向器如何使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的。
任務(wù)二：了解電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造、原理及工作過(guò)程
換向器的作用是當(dāng)線圈越過(guò)平衡位置時(shí)，改變線圈中電流的方向。
請(qǐng)列舉電動(dòng)機(jī)在生活中的應(yīng)用。
任務(wù)二：了解電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造、原理及工作過(guò)程
電動(dòng)機(jī)
磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用
直流電動(dòng)機(jī)
①通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到力的作用
①原理：通電線圈在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)
②影響力的方向的因素
②基本組成：換向器、磁體、線圈、電刷
③換向器作用：線圈轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí)，自動(dòng)
改變線圈中電流的方向
電流的方向
磁場(chǎng)的方向
1.我國(guó)第三艘航空母艦“福建艦”采用了電磁彈射技術(shù)，當(dāng)彈射裝置內(nèi)的導(dǎo)體通以強(qiáng)電流時(shí)，即可受到強(qiáng)大的推力。其原理是（　?。?br/>D
A. 電流的磁效應(yīng)
B．電流的熱效應(yīng)
C．摩擦起電現(xiàn)象
D．通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用
2.如圖是電動(dòng)機(jī)的模型，磁場(chǎng)由兩個(gè)電磁鐵提供，abcd是線圈，線圈兩端連接銅半環(huán)，它們可以一起轉(zhuǎn)動(dòng)，銅半環(huán)兩側(cè)的電刷固定不動(dòng)，與銅半環(huán)接觸但不連接，使電源和線圈組成閉合電路。閉合開(kāi)關(guān)，在圖示位置時(shí)，線圈ab邊受到磁場(chǎng)的作用力豎直向下，則（　?。?br/>A．電磁鐵P端為S極，電磁鐵Q端為S極
B．在圖示位置時(shí)，線圈cd邊受到磁場(chǎng)的作用力豎直向上
C．線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí)，線圈ab邊受到磁場(chǎng)的作用力豎直向下
D．若電源正負(fù)極對(duì)調(diào)后閉合開(kāi)關(guān)，線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?qū)⑴c原來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反
B
3．在潛艇上使用磁流體推進(jìn)器，可以消除機(jī)械噪聲，使?jié)撏芨咚俸叫胁槐话l(fā)現(xiàn)。磁流體推進(jìn)器的簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)如圖所示，磁流體推進(jìn)器是貫通海水的通道內(nèi)建有一個(gè)磁場(chǎng)，把海水作為導(dǎo)電體，通過(guò)電極向海水供電，通道內(nèi)的磁場(chǎng)能對(duì)通電的海水產(chǎn)生力的作用，使海水在通道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，若海水向后運(yùn)動(dòng)，則潛艇會(huì)向前運(yùn)動(dòng)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（　?。?br/>A．磁流體推進(jìn)器是利用電磁感應(yīng)的原理工作的
B．若增強(qiáng)磁體的磁性，潛艇受到的動(dòng)力會(huì)更大
C．若只調(diào)換磁體的磁極，對(duì)潛艇的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有影響
D．若要改變潛艇受力方向，只能改變海水電流方向
B
4．如圖，在老師的指導(dǎo)下，小明成功制作了一個(gè)簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)，通電后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)了起來(lái)。若要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，可以讓小明（　?。?br/>A．改變通電電流的大小
B．將電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)
C．換用磁性更強(qiáng)的磁鐵
D．增加線圈的匝數(shù)
B
5．在裝配直流電動(dòng)機(jī)模型時(shí)，通電后直流電動(dòng)機(jī)模型不轉(zhuǎn)，故障分析錯(cuò)誤的是 （　　）
A．軸與軸之間的摩擦太大
B．電刷和換向器的接觸不良
C．磁體的南北極位置放反了
D．線圈方向與磁場(chǎng)方向垂直
C
6．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)兩根平行導(dǎo)線通電后有如圖所示的現(xiàn)象（圖中實(shí)線表示通電前、虛線表示通電后的情況）。由圖可知兩根平行通電導(dǎo)線之間有力的作用，當(dāng)通入的電流方向相同時(shí)，導(dǎo)線相互吸引。如果此時(shí)改變通入左側(cè)導(dǎo)線中的電流方向，兩平行導(dǎo)線應(yīng)該相互 　 　，你判斷的理由是　
　。
排斥
當(dāng)左側(cè)導(dǎo)線中的電流方向改變時(shí)，
其磁場(chǎng)的方向也發(fā)生改變，右側(cè)導(dǎo)線受力方向隨之改變
7．用如圖所示的裝置“探究磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用”，給鋁棒AB通電，觀察到AB向右運(yùn)動(dòng)。要使AB通電后向左運(yùn)動(dòng)，可進(jìn)行的操作是 　 　，此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，是將電能轉(zhuǎn)化為　 　。
將磁體的N、S極對(duì)調(diào)
機(jī)械能
8．如圖甲所示，“×”代表磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，導(dǎo)體ab的電流方向向上，導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中受到向左的力作用。若一電子在某一時(shí)刻沿圖乙所示的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，則該電子在此刻受到向 　 ?。ㄌ睢白蟆被颉坝摇保┑牧Α?br/>右
9．一個(gè)玩具車(chē)使用的電動(dòng)機(jī)，其原理是 　 　。當(dāng)把它接入1V電壓的電路時(shí)，不讓電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)得流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是2A，那么該電動(dòng)機(jī)線圈的電阻是 Ω；若把它接入電源電壓為2.5V的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，測(cè)得此時(shí)流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是1A，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)消耗的電功率為 　 　W。線圈發(fā)熱功率為 　 　W。
通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)
0.5
2.5
0.5
10．在觀察“磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用”活動(dòng)中，小晴按照?qǐng)D甲組裝實(shí)驗(yàn)器材。
A
（1）為完成該實(shí)驗(yàn)探究，放在蹄形磁體磁場(chǎng)中的
直導(dǎo)線EF不能選擇下列哪種金屬棒 　 ??；
A.鐵棒 B.銅棒 C.鋁棒
（2）將滑動(dòng)變阻器的滑片向右端移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)直導(dǎo)線EF向右運(yùn)動(dòng)并擺起的幅度更
大，這說(shuō)明磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體作用力的大小與 　 　有關(guān)；
（3）在乙圖中，通電后cd段導(dǎo)線受磁場(chǎng)作用力的方向?yàn)樨Q直向下，此時(shí)，ab段
導(dǎo)線所受磁場(chǎng)作用力的方向是豎直向　 　（填“上”或“下”）；
（4）要使圖乙中線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)在其外部加裝 　 　，自動(dòng)改變線圈中的
電流方向。
電流大小
上
換向器
作業(yè)本作業(yè)
完成對(duì)應(yīng)練習(xí)。
實(shí)踐性作業(yè)
上網(wǎng)查詢(xún)教程并自制一個(gè)簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)模型。

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