第4节 电动机
基础主干落实
1.磁场对通电导线的作用:
(1)通电导线在磁场中要受到 力 的作用。
(2)产生条件:
①有磁场;
②导线中有电流通过。
(3)影响通电导线在磁场中受力方向的因素:与 磁感线 方向和 电流 方向有关,二者其一改变,受力方向 改变 ,二者同时改变,受力方向 不变 。
2.应用:电动机
(1)构造:能够转动的 线圈 和固定不动的 磁体 。
(2)原理:通电导体在磁场中要受到 力 的作用。
(3)能量转化: 电 能转化为 机械 能。
重点案例探析
重点 磁场对通电导线的作用及应用
【典题】(2023·遵义质检)如图所示的实验中,闭合开关,观察到铝棒向左运动,实验现象说明磁场对 通电导体 有力的作用,利用这一原理可以制成 电动机 ;断开开关,对调电源正、负两极,重新接入电路,再次闭合开关,观察到铝棒向 右 运动。
【点拨】
(1)磁场对通电导线作用力的方向与电流方向和磁场方向有关。改变其中一个,力的方向就改变;两个都改变时,力的方向不变。
(2)磁场对通电导线作用力的大小与电流大小和磁场的强弱有关。电流越大,磁场越强,通电导线受到的力越大。
(3)改变电动机转动方向可以改变电流方向或磁场方向;改变电动机转速可以改变电流大小或磁场强弱或线圈匝数。
【A层 基础必会】
考点一 探究磁场对通电导线的作用
1.(2023·贵阳质检)在探究“电动机为什么会转动”的实验中:
(1)我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中,那么通电导体周围也存在 磁场 ,磁体会对通电导体产生力的作用吗
(2)如图所示,将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间,未闭合开关前,导体 静止不动 ,闭合开关后,导体 运动 ,说明磁场对 通电 导体有力的作用。
(3)断开开关,将图中磁铁的N、S极对调,再闭合开关,会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向 相反 ,说明通电导体在磁场中的受力方向与 磁场方向 有关。
(4)断开开关,将图中电源的正、负极对调,再闭合开关,会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向 相反 ,说明通电导体在磁场中的受力方向与 电流方向 有关。
(5)如果同时改变磁场方向和电流方向, 不能 (选填“能”或“不能”)确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
考点二 磁场对通电导线的作用
2.(2024·铜仁质检)如图所示,当闭合开关的瞬间,导体棒ab水平向右运动;若同时对调电源与磁体的两极,再次闭合开关时,导体棒ab将会 (A)
A.水平向右运动 B.水平向左运动
C.竖直向上运动 D.静止不动
3.如图所示,铝棒用导线悬挂在磁体两极之间,通电后铝棒向左侧摆动,这是因为受到了 磁场 对它的作用力,若改变电流方向,通电后铝棒将向 右 侧摆动,若铝棒中的电流变大,铝棒的摆动幅度将变 大 。
考点三 磁场对通电导线作用的应用——电动机
4.(2022·铜仁中考)夏天,教室里的电风扇工作时,主要将电能转化为 机械 能,电风扇的核心部件是电动机,电动机的工作原理是 通电线圈在磁场中受力转动 。
5.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,它能使线圈刚好转过平衡位置时就自动改变线圈中的 电流方向 ,从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。
6.(2022·宜昌中考)如图在扬声器的线圈两端连接干电池,扬声器 不会 持续发声,线圈 会 持续受到磁场的作用力。(均选填“会”或“不会”)
【B层·能力提升】
7.(多项选择)(2023·安徽中考)图示为某电动机的原理图,EF、PQ为螺线管,abcd为电动机的线圈,OO'为转轴。闭合开关,从O点沿转轴观察,线圈顺时针转动,
则 (B、C)
A.螺线管F端为N极,P端为N极
B.螺线管F端为S极,P端为N极
C.若将电源的正负极对调,从O点沿转轴观察,线圈仍顺时针转动
D.若将电源的正负极对调,从O点沿转轴观察,线圈将逆时针转动
8.如图所示是电流表的内部结构示意图,线圈在磁场中,指针与线圈相连。当线圈中有电流通过时,指针会偏转,其原理是 通电导体在磁场中受到力的作用 ,和 电动机 (选填“电动机”或“电磁铁”)原理相同,如果线圈中的电流方向与原来相反,则指针偏转方向与原来 相反 。
9.(迁移应用)(2024·遵义模拟)电磁轨道炮是一种远程、高能、多任务的武器,其射速可达当前海军舰炮的3倍。其射程可达100英里(约161 km)以上,以舰船上储存的电能为动力来源,小明通过查阅资料设计了一款简易版的电磁炮模型如图所示,请你简述电磁炮发射原理,并为如何提高所发射的炮弹速度提出两条建议。
答:电磁炮发射的原理是通电导体在磁场中要受到力的作用。由于磁场力的大小与电流的大小、磁场的强弱有关,要继续提高电磁炮的发射速度,需要增大磁场力,所以可以增大电流、增大磁场的强度。第4节 电动机
基础主干落实
1.磁场对通电导线的作用:
(1)通电导线在磁场中要受到 的作用。
(2)产生条件:
①有磁场;
②导线中有电流通过。
(3)影响通电导线在磁场中受力方向的因素:与 方向和 方向有关,二者其一改变,受力方向 ,二者同时改变,受力方向 。
2.应用:电动机
(1)构造:能够转动的 和固定不动的 。
(2)原理:通电导体在磁场中要受到 的作用。
(3)能量转化: 能转化为 能。
重点案例探析
重点 磁场对通电导线的作用及应用
【典题】(2023·遵义质检)如图所示的实验中,闭合开关,观察到铝棒向左运动,实验现象说明磁场对 有力的作用,利用这一原理可以制成 ;断开开关,对调电源正、负两极,重新接入电路,再次闭合开关,观察到铝棒向 运动。
【点拨】
(1)磁场对通电导线作用力的方向与电流方向和磁场方向有关。改变其中一个,力的方向就改变;两个都改变时,力的方向不变。
(2)磁场对通电导线作用力的大小与电流大小和磁场的强弱有关。电流越大,磁场越强,通电导线受到的力越大。
(3)改变电动机转动方向可以改变电流方向或磁场方向;改变电动机转速可以改变电流大小或磁场强弱或线圈匝数。
【A层 基础必会】
考点一 探究磁场对通电导线的作用
1.(2023·贵阳质检)在探究“电动机为什么会转动”的实验中:
(1)我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中,那么通电导体周围也存在 ,磁体会对通电导体产生力的作用吗
(2)如图所示,将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间,未闭合开关前,导体 ,闭合开关后,导体 ,说明磁场对 导体有力的作用。
(3)断开开关,将图中磁铁的N、S极对调,再闭合开关,会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向 ,说明通电导体在磁场中的受力方向与 有关。
(4)断开开关,将图中电源的正、负极对调,再闭合开关,会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向 ,说明通电导体在磁场中的受力方向与 有关。
(5)如果同时改变磁场方向和电流方向, (选填“能”或“不能”)确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
考点二 磁场对通电导线的作用
2.(2024·铜仁质检)如图所示,当闭合开关的瞬间,导体棒ab水平向右运动;若同时对调电源与磁体的两极,再次闭合开关时,导体棒ab将会 ()
A.水平向右运动 B.水平向左运动
C.竖直向上运动 D.静止不动
3.如图所示,铝棒用导线悬挂在磁体两极之间,通电后铝棒向左侧摆动,这是因为受到了 对它的作用力,若改变电流方向,通电后铝棒将向 侧摆动,若铝棒中的电流变大,铝棒的摆动幅度将变 。
考点三 磁场对通电导线作用的应用——电动机
4.(2022·铜仁中考)夏天,教室里的电风扇工作时,主要将电能转化为 能,电风扇的核心部件是电动机,电动机的工作原理是 。
5.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,它能使线圈刚好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。
6.(2022·宜昌中考)如图在扬声器的线圈两端连接干电池,扬声器 持续发声,线圈 持续受到磁场的作用力。(均选填“会”或“不会”)
【B层·能力提升】
7.(多项选择)(2023·安徽中考)图示为某电动机的原理图,EF、PQ为螺线管,abcd为电动机的线圈,OO'为转轴。闭合开关,从O点沿转轴观察,线圈顺时针转动,
则 ( )
A.螺线管F端为N极,P端为N极
B.螺线管F端为S极,P端为N极
C.若将电源的正负极对调,从O点沿转轴观察,线圈仍顺时针转动
D.若将电源的正负极对调,从O点沿转轴观察,线圈将逆时针转动
8.如图所示是电流表的内部结构示意图,线圈在磁场中,指针与线圈相连。当线圈中有电流通过时,指针会偏转,其原理是 ,和 (选填“电动机”或“电磁铁”)原理相同,如果线圈中的电流方向与原来相反,则指针偏转方向与原来 。
9.(迁移应用)(2024·遵义模拟)电磁轨道炮是一种远程、高能、多任务的武器,其射速可达当前海军舰炮的3倍。其射程可达100英里(约161 km)以上,以舰船上储存的电能为动力来源,小明通过查阅资料设计了一款简易版的电磁炮模型如图所示,请你简述电磁炮发射原理,并为如何提高所发射的炮弹速度提出两条建议。
