第八章

電磁相互作用及應(yīng)用第2節(jié)

磁場對電流的作用1.知道電話的主要構(gòu)造和工作原理。2.知道傳感器的作用及其在現(xiàn)代生活中的廣泛應(yīng)用。①閉合開關(guān)，觀察直導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)。②只改變磁場的方向，觀察直導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)。③只改變電流的方向，觀察直導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)。④同時(shí)改變磁場和電流的方向，觀察直導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)。+-實(shí)驗(yàn)探究：通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用知識點(diǎn)1磁場對通電導(dǎo)線的作用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象同時(shí)改變磁場方向和電流方向，導(dǎo)線向左運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向不變。只改變電流方向，導(dǎo)線向右運(yùn)動(dòng)，與原來運(yùn)動(dòng)方向相反。閉合開關(guān)，導(dǎo)線向左運(yùn)動(dòng)。只改變磁場方向，導(dǎo)線向右運(yùn)動(dòng)，與最開始運(yùn)動(dòng)方向相反。NIFSIFNSIFNSINSF（1）通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用。（2）通電直導(dǎo)線在磁場中受到的力的方向與電流的方向、磁場的方向有關(guān)。（3）當(dāng)電流的方向或磁場的方向與原來相反時(shí)，通電直導(dǎo)線受力的方向也相反；當(dāng)電流的方向和磁場的方向同時(shí)改變時(shí)，通電直導(dǎo)線受力的方向不變。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：拓展培優(yōu)

通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用原因?qū)⑼妼?dǎo)線置于磁場中，由于通電導(dǎo)線周圍存在磁場，磁場與通電導(dǎo)線中電流產(chǎn)生的磁場發(fā)生相互作用，故磁場會(huì)對通電導(dǎo)線產(chǎn)生力的作用。2.使通電導(dǎo)線受到磁場力的方向相反的措施：(1)只讓電流方向與原來相反；(2)只讓磁場(或磁感線)方向與原來相反。注：當(dāng)電流方向和磁場方向都與原來相反時(shí)，則通電導(dǎo)線受力方向不變。在探究通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向與什么因素有關(guān)時(shí)，一位同學(xué)做了如圖

所示的三個(gè)實(shí)驗(yàn)。圖中AB表示閉合電路的一部分導(dǎo)線,導(dǎo)線上的箭頭表示電流的方向，F(xiàn)表示導(dǎo)線受力的方向。S、N表示蹄形磁鐵的南、北極。(1)實(shí)驗(yàn)a和b說明，通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向與___________的方向有關(guān)。(2)實(shí)驗(yàn)a和c說明，通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向與___________的方向有關(guān)。導(dǎo)線中電流磁感線解析：a、b兩組實(shí)驗(yàn)中，磁感線方向不變，導(dǎo)線中電流方向改變時(shí)，導(dǎo)線受力方向發(fā)生改變。a、c兩組實(shí)驗(yàn)中，導(dǎo)線中電流方向不變，磁感線方向改變時(shí)，導(dǎo)線受力方向發(fā)生改變。如圖所示，把一個(gè)線圈放入磁場中，接通電源后，發(fā)現(xiàn)該通電線圈轉(zhuǎn)動(dòng)起來，但線圈轉(zhuǎn)動(dòng)幾下后靜止在圖乙所示位置。要使線圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，需要解決的問題是如何讓線圈中的電流變?yōu)楦瓉矸聪颉＜?/p>

乙

丙知識點(diǎn)2讓線圈在磁場中轉(zhuǎn)起來——電動(dòng)機(jī)線圈不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的原因：（1）線圈在圖甲所示位置時(shí)，導(dǎo)線

ab受力方向豎直向上，導(dǎo)線

cd受力方向豎直向下，這兩個(gè)力大小相等，且作用在同一物體上，但力的作用線不在同一直線上，不屬于一對平衡力，因此線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）線圈越過平衡位置后，線圈受力方向反向，阻礙線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，最終線圈在圖乙位置靜止的原因保持靜止。使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的方法：a.在越過平衡位置之后停止對線圈供電，線圈由于慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)?？梢圆捎霉稳ヒ€漆皮的辦法來控制電路的通斷，即一端的漆皮全部刮掉，另一端的漆皮只刮去上半周或下半周。b.在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的后半周，設(shè)法改變后半周電流的方向。2.電動(dòng)機(jī)(1)制作原理：磁場對通電導(dǎo)線的作用。(2)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)：通過換向器，讓線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，兩邊電流方向變?yōu)楦瓉硐喾矗瑒t受力方向均與原來相反，這樣線圈就繼續(xù)沿原來方向轉(zhuǎn)動(dòng)，就可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。換向器：如圖所示，線圈的兩端各連一個(gè)銅制半環(huán)E和F，這兩個(gè)半圓環(huán)叫做換向器。它們彼此絕緣，并隨線圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)。A和B是電刷，它們跟半環(huán)接觸，使電源和線圈組成閉合電路。(3)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)子、定子和換向器。(4)能的轉(zhuǎn)化：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。(5)改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的辦法：只讓線圈中電流方向與原來相反；只讓磁場方向與原來相反。(6)改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法：改變線圈中電流的大小，或改變磁場的磁性強(qiáng)弱。

如圖為直流電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造示意圖。以下相關(guān)的分析中正確的是（

）A.電動(dòng)機(jī)是利用電流磁效應(yīng)的原理工作的B.電動(dòng)機(jī)工作過程中，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C.使線圈連續(xù)不停地轉(zhuǎn)動(dòng)下去是靠電磁繼

電器來實(shí)現(xiàn)的D.同時(shí)改變磁感線方向和電流方向可以改

變線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的方向B解析：電動(dòng)機(jī)是利用通電線圈在磁場中受力發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的原理工作的，A選項(xiàng)錯(cuò)誤。線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)是靠換向器來實(shí)現(xiàn)的，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；僅改變電流方向或磁場方向可以改變線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。

電動(dòng)機(jī)有許多優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單、控制方便、體積小、效率高，而且對環(huán)境污染很小。電風(fēng)扇及其電機(jī)知識點(diǎn)3電動(dòng)機(jī)與人類文明起重機(jī)水泵

一部現(xiàn)代化的汽車便應(yīng)用了幾十臺小型電動(dòng)機(jī)。

隨著社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，電動(dòng)機(jī)和人類的關(guān)系將越來越密切。1.磁場對通電導(dǎo)線的作用通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用，力的方向與電流方向和磁場方向有關(guān)。2.如何讓線圈在磁場中轉(zhuǎn)起來換向器：使線圈一轉(zhuǎn)過平衡位置就改變線圈中的電流方向。利用磁場對電流的作用使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)利用換向器及時(shí)改變線圈中的電流方向，從而保持線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。3.直流電動(dòng)機(jī)原理一、什么情況下磁能生電1.電磁感應(yīng):

的一部分導(dǎo)體在磁場中做________________運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流。

2.感應(yīng)電流:

中產(chǎn)生的電流。

3.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:(1)

;(2)部分導(dǎo)體做

。

4.影響感應(yīng)電流方向的因素:跟________、___________有關(guān)。

二、發(fā)電機(jī)1.發(fā)電機(jī)的構(gòu)造和原理:由

和

組成,利用

的原理制成的。

2.交變電流:

和

周期性改變的電流。

3.頻率:在交變電流中,

在1s內(nèi)完成

變化的次數(shù),單位是

,符號是

。我國電網(wǎng)的交變電流頻率是

。閉合電路

切割磁感線

電磁感應(yīng)現(xiàn)象

閉合電路

切割磁感線運(yùn)動(dòng)

磁場方向

導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向

轉(zhuǎn)子

定子

電磁感應(yīng)

大小

方向

電流

周期性

赫茲

Hz50Hz電磁感應(yīng)現(xiàn)象(1)產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個(gè)必要條件:①閉合電路;②部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)?！伴]合電路”是指電路應(yīng)該是閉合的而不是斷開的,即組成電路的各個(gè)器件連接成一個(gè)電流的通路。所謂“部分導(dǎo)體”是指要有一部分(不是整個(gè)電路)導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動(dòng),也就是說,切割磁感線的導(dǎo)體一定是閉合電路的一部分?！扒懈畲鸥芯€”垂直地切割或斜著切割都可以,導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向一定與磁感線成一定的角度,而不是與磁感線平行,否則無法切割磁感線。切割磁感線運(yùn)動(dòng)指的是導(dǎo)體與磁場的相對運(yùn)動(dòng)。磁場不運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體能切割磁感線;導(dǎo)體不動(dòng),磁場運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體也能切割磁感線,同樣能產(chǎn)生感應(yīng)電流。(2)感應(yīng)電流的方向既跟導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān),又跟磁感線方向有關(guān),二者之一發(fā)生變化,感應(yīng)電流的方向就會(huì)改變,如果二者方向同時(shí)變?yōu)榉聪?則感應(yīng)電流的方向不變?！纠}】

下圖是小明探究在“什么情況下磁可以生電”的實(shí)驗(yàn)裝置,其中能夠使電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是

(

)A.ab不動(dòng),磁體上下移動(dòng)B.ab不動(dòng),磁體左右移動(dòng)C.磁體不動(dòng),ab上下移動(dòng)D.磁體與ab一起向右移動(dòng)解析:解答本題需要知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,電磁感應(yīng)原理告訴我們,閉合電路的一部分導(dǎo)體在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,由此可知產(chǎn)生電流的條件之一是導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。本題圖中U形磁體的磁感線方向是豎直方向。選項(xiàng)A中ab不動(dòng),磁體上下移動(dòng),導(dǎo)體ab不切割磁感線,指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn);選項(xiàng)B中ab不動(dòng),磁體左右移動(dòng),導(dǎo)體ab切割磁感線,指針發(fā)生偏轉(zhuǎn);選項(xiàng)C中磁體不動(dòng),ab上下移動(dòng),導(dǎo)體ab不切割磁感線,指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn);選項(xiàng)D中磁體與ab一起向右移動(dòng),ab與磁體保持相對靜止,ab不切割磁感線,指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

答案:B一、什么情況下磁能生電1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是(

)A.導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)B.閉合線圈在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)C.閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中沿磁感線方向運(yùn)動(dòng)D.閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)D2.如圖所示,a表示垂直于紙面的一根導(dǎo)體,它是閉合電路的一部分,它在磁場中沿圖示的方向運(yùn)動(dòng)時(shí),哪種情況下不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流(

)C產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。觀察題圖可知,C選項(xiàng)的情景中,導(dǎo)體沒有做切割磁感線運(yùn)動(dòng),這種情況不能產(chǎn)生感應(yīng)電流。3.右圖是一個(gè)簡易的發(fā)電裝置示意圖,當(dāng)讓導(dǎo)線AB向右運(yùn)動(dòng)時(shí),電流表指針向左偏轉(zhuǎn);將AB改為向左運(yùn)動(dòng)時(shí),電流表指針將會(huì)向

偏轉(zhuǎn);實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)線切割磁感線的_____________有關(guān),如果導(dǎo)線左右往復(fù)運(yùn)動(dòng),電路中產(chǎn)生的是__________________________。右

運(yùn)動(dòng)方向

方向變化的電流

解析

感應(yīng)電流的方向既跟導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān),又跟磁感線方向有關(guān),二者之一發(fā)生變化,感應(yīng)電流的方向就會(huì)改變,如果二者方向同時(shí)變?yōu)榉聪?則感應(yīng)電流的方向不變。二、發(fā)電機(jī)4.法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象,是物理學(xué)史上的一個(gè)偉大發(fā)現(xiàn)。下列設(shè)備中,根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的是

(

)A.電動(dòng)機(jī)

B.電磁鐵C.發(fā)電機(jī)

D.電水壺C發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原理制成的,它將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。5.關(guān)于發(fā)電機(jī)的說法中錯(cuò)誤的是(

)A.發(fā)電機(jī)可以維持電路兩端的電壓B.發(fā)電機(jī)能將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能C.發(fā)電機(jī)可以使閉合電路中有持續(xù)電流D.發(fā)電機(jī)可以制造自由電子D發(fā)電機(jī)在電路中是電源,它可以維持電路兩端的電壓,使閉合電路中有持續(xù)的電流,但發(fā)電機(jī)并