新知介绍
1、磁场对电流的作用
通电导体在磁场里受到力的作用,所受力的方向跟磁感线的方向和电流的方向有关,它们之间的关系可用左手定则来判定。
左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都根手掌在一个平面内,让磁感线垂直进入手心,并使四指指向电流方向,这时手掌所在的平面跟磁感线垂直,拇指所指方向就是通电导线在磁场中的受力方向。
如上图所示,电流从电池正极出,流过金属棒,根据上述的左手定则,张开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都根手掌在一个平面内,让磁感线垂直进入手心,并使四指指向电流方向,这时手掌所在的平面跟磁感线垂直,拇指所指方向就是通电导线在磁场中的受力方向。(详见下图)。
所以拇指指向右边,也就是金属棒的移动方向。
【例题】如图所示的装置中,当闭合开关、导体ab中有电流通过时,导体ab就会运动起来,关于这一现象的说法,正确的是( )
A.此现象说明磁可以生电
B.导体ab运动方向与电流方向和磁场方向有关
C.发电机是利用这一现象来工作的
D.在该现象中,机械能转化为电能
【分析】
A、当闭合开关、导体ab中有电流通过时,导体ab就会运动起来,此现象说明电能生磁,故A错误;
B、当电流方向和磁场方向有一个方向发生改变时,导体ab的运动方向就发生改变,说明导体ab运动方向与两者方向有关,故B正确;
C、力是改变运动状态的原因,物体运动说明它受到了力,而这力只能是磁场提供,因为导体棒受到力的作用,我们可以让线圈不停地转下去,这就是电动机原理,故C错误;
D、在该现象中是电能转化为机械能,故D错误.
故答案选B
【例题】如图所示,当开关S闭合,原本静止的轻质硬直导线AB会水平向右运动.要使AB水平向左运动,下列措施中可行的是( )
A.将导线A、B两端对调
B.将蹄形磁体的N、S极对调
C.换用磁性更强的蹄形磁体
D.将滑动变阻器的滑片P向左移动
【分析】
知识点:通电导体在磁场中受到力的作用,受力方向与两个因素有关:一个是磁场方向,另一个是电流方向.如果只改变一个因素,则导体受力方向改变,如果同时改变两个因素,则导体受力方向不变.此实验是电能转化为机械能。
A、将A、B两端对调,受力运动方向不变,故A错.
B、将蹄形磁体的N、S极对调,只改变一个影响因素(磁场方向),受力运动方向改变,故B正确;
C、换用磁性更强的蹄形磁体,将增大导线的运动速度,不会改变运动方向,故C错;
D、将滑动变阻器的滑片P向左移动,增大电路中的电流,增大导线的运动速度,不会改变运动方向,故D错;
故选B。
2、电动机
电动机的原理:通电导体在磁场中受力而运动(磁场对电流的作用);
导体受力方向随磁感线方向和电流方向的变化而变化;
【电动机组成】
电动机由两部分组成:转子和定子。电动机里,能够转动的部分叫转子,固定不动的部分叫定子;
【电动机能量转化】
电能转化为机械能,通电导体在磁场中运动消耗了电能,得到了机械能。
【电动机的工作原理】
上图,根据所学内容,左上图,线圈开始顺时针转动。
上2图,线圈达到如图所示位置,受力通过左手判断,上端铁棒受力向上,下端铁棒受力向下,所以处于平衡位置,线圈由于受到惯性继续转动,通过平衡位置后,两电刷恰好接触半环间绝缘部分,在换向器作用下,电流改变方向。
下左图,电流方向改变后,通过判断,线圈仍顺时针转动。
下右图,线圈又到平衡位置,换向器自动改变电流方向。
上述就是电动机的整个工作过程及原理。
电流是因,运动是果(因为有电流而运动)?;
通电导体在磁场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关。