八下第一章 第4节 电动机 举一反三（解析版）.docVIP

第4节电动机

思维导图

思维导图

考点一、磁场对通电导体的作用

（一）磁场对通电直导线的作用

实验探究:如图所示，把导线AB放在磁场中光滑的金属导轨上，接通电源，让电流通过导线AB,则导线AB在磁场中运动起来，说明磁场对通电导线有力的作用。

(1)只把电源正、负极对调后接人电路，从而改变导线AB中的电流方向，则导线AB运动方向发生改变，即导线AB受力的方向发生改变。

(2)只把磁极对调一下，改变磁场方向，导线AB运动方向发生改变，即导线AB受力的方向也发生改变。

(3)如果把电源正、负极对调后接入电路，同时对调一下磁极，即同时改变导线AB中的电流方向和磁场方向，导线AB的运动方向不变，即导线AB受力的方向不变。

结论:①通电导线在磁场中受到力的作用。②受力方向与电流方向和磁场方向有关。

只改变电流方向或磁场方向，导线的受力方向改变；同时改变电流方向和磁场方向，导线的受力方向不变。③受力大小与电流大小和磁场强弱有关:电流越大，磁场越强，受力越大。

（二）磁场对通电线圈的作用

(1)通电线圈在磁场中的运动情况

通电线圈所在平面与磁场平行时，线圈发生转动。通电线圈所在平面与磁场垂直时，线圈不发生转动。

(2)通电线圈在磁场中的转动分析

如图所示，使线圈位于磁体两磁极之间的磁场中。

①使线圈静止在图乙位置上，闭合开关，发现线圈并没有转动，这是由于线圈上、下两边受力大小相等、方向相反，即线圈受力平衡。这个位置是线圈的平衡位置。

②使线圈静止在图甲位置上，闭合开关，线圈受力沿顺时针方向转动，能靠惯性转过平衡位置，但不能继续转动下去，最后要返回平衡位置。

③使线圈静止在图丙位置上，闭合开关，线圈沿逆时针方向转动，说明线圈在这个位置所受的作用力是阻碍它沿顺时针方向转动的。

(3)通电线圈在磁场里受到力的作用而发生转动时，电能转化为机械能。电动机就是根据通电线圈在磁场中受力而发生转动的原理制成的。

典例分析

典例分析

典例1：（2024八下·温州月考）在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根较轻的金属棒ab，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示。

（1）在做实验前，为了排除其他因素的干扰，应选择(填“铁”或“铝”)棒。

（2）闭合开关，小明看到金属棒ab稳定时如图乙所示，要观察到金属棒ab稳定时如图丙所示，小明的操作可能是。

（3）小明进一步提出问题：在同一磁场中，磁场对导线的作用力大小与通过导线的电流大小是否有关?为研究该问题，请在图甲所示的实验基础上，添加合适电学元件并简要写出实验步骤。

【答案】（1）铝

（2）调换磁极或调换电池正负极的方向

（3）将开关，电流表金属棒ab和滑动变阻器串联接入电路。调节变阻器滑片的位置，观察电流表的石灰水变化以及金属棒ab与竖直方向的夹角大小，从而判断金属棒受力大小即可。

【解析】（1）铁容易被磁化，铝不能磁化。

（2）通电导体受力的方向与磁场方向和电流方向有关。

（3）滑动变阻器可以调节电路中的电流大小，通过观察金属棒的倾斜角度判断受到磁力大小，据此设计实验步骤即可。

【解答】（1）铁棒被磁铁吸引，而铝棒不能被磁铁吸引，则在做实验前，为了排除其他因素的干扰，应选择铝棒为好。

（2）根据图片可知，丙图中金属棒ab受力的方向与乙图中受力方向相反，那么应该是磁场方向改变或电流方向改变所致，则小明的操作可能是：调换磁极或调换电池正负极的方向；

（3）在同一磁场中，磁场对导线的作用力大小与通过导线的电流大小是否有关时，实验方案如下：

将开关，电流表金属棒ab和滑动变阻器串联接入电路。调节变阻器滑片的位置，观察电流表的石灰水变化以及金属棒ab与竖直方向的夹角大小，从而判断金属棒受力大小即可。

举一反三

举一反三

变式1：如图所示，给甲、乙两图中的矩形线圈通电，则下列说法中正确的是()

A．甲中线圈转动，乙中线圈不转动

B．乙中线圈转动，甲中线圈不转动

C．甲、乙中的线圈都会转动

D．甲、乙中的线圈都不会转动

【答案】A

【解析】直流电动机是根据通电导线在磁场中受力转动的原理制成的；电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关，据此分析判断。

【解答】根据图示可知，乙中线圈平面与磁场方向垂直，则乙中线圈处于平衡位置，因此现在给它通电时线圈受平衡力作用，即乙线圈不会转动，而甲线圈可以转动。

故选A。

变式2：如图所示，在一绝缘棒下部用导线悬挂金属棒AB，AB棒置于蹄形磁铁两磁极中间，当通以图示方向的电流时，磁场对AB棒(填“有”或“无)力的作用。若此时看到AB棒向右侧摆动，仅改变电流方向时可看到AB棒向(填“左”或“右”)侧摆动；若仅