第4节 电动机
知识点 1 磁场对通电导体的作用
1.如图A1-4-1所示的实验装置,可以验证 ( )
A.通电导体周围是否存在磁场
B.磁极间的相互作用规律
C.通电导体在磁场中所受的力与什么因素有关
D.电磁铁的磁性与什么因素有关
2.如图A1-4-2所示,在两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导体AB,并把它们置于磁场中。
(1)闭合开关,这时会看到导体AB向右运动,这表明 。
(2)若只对调磁体的磁极,观察到导体AB向左运动,这表明 。
(3)若只改变导体AB中的电流方向,观察到导体AB向左运动,这表明 。
(4)如果把磁体的两极对调,同时改变通过导体AB的电流方向,会看到导体AB向 运动。
(5)实验过程中,该装置发生的主要能量转化是 。
知识点 2 磁场对通电线圈的作用
3.如图A1-4-3甲所示,通电线圈所在平面与磁场方向平行时,线圈发生 。如图乙所示,通电线圈所在平面与磁场方向垂直时,线圈受力 ,这个位置是线圈的 。通电线圈转过平衡位置后,线圈受到阻碍它沿顺时针方向转动的力的作用,使它不能继续转动下去,而是返回到 。
4.线圈abcd转动过程中经过图A1-4-4甲、乙所示位置时,导线ab所受磁场力的方向( )
A.相反,由于磁场方向改变了
B.相反,由于流过ab的电流方向改变了
C.相同,由于磁场方向和流过ab的电流方向都改变了
D.相同,由于磁场方向和流过ab的电流方向都没改变
知识点 3 直流电动机的工作原理
5.(2019杭州余杭区期末)如图A1-4-5所示是 的工作原理图,部件“AB”是 ,其作用是当线圈因惯性转过 时,立即改变线圈中的电流方向,从而改变线圈的受力方向,使线圈在磁场中持续转动下去。电动机工作时,把电能转化为 。
6.如图A1-4-6所示,通电导体a、b固定不动,左磁体对a的作用力为Fa,右磁体对b的作用力为Fb,下列说法中正确的是 ( )
7.(2021嘉兴)电动机在现代生产、生活中有广泛的应用。
(1)如图A1-4-7所示是电动机的工作原理图,将通电线圈abcd置于磁场中,线圈的ab、cd边受到 , 使线圈转动起来。
(2)某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的,遇到障碍时,只要按下倒车开关就能改变线圈中 来实现倒车。
8.为了探究电动机为什么会转动,小明根据电动机的主要构造制作了一台简易电动机(如图A1-4-8所示)。他用回形针做成两个支架,分别与电源的两极相连,用漆包线绕一个矩形线圈,以线圈引线为轴,并用小刀刮去轴的一端全部漆皮,另一端只刮去半周漆皮,将线圈放在支架上,磁体放在线圈下方,闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈就会不停地转动起来。
(1)要想改变线圈的转动方向,小明可采取的措施是 ( )
A.改变电流的方向 B.提高电源电压
C.增加线圈的匝数 D.同时改变磁场方向和电流方向
(2)开关闭合后,如果电动机不转动,原因不可能是 ( )
A.磁体磁性太弱
B.线圈处于平衡位置
C.通过线圈的电流太大
D.电源电压太低
(3)为了提高电动机的转速,可采取的方法是 (写出一条即可)。
(4)小明想设计一个能调节电动机转速的实验装置,他还需要的主要器材是 。
9.如图A1-4-9甲所示是小明同学安装好的直流电动机模型。
(1)在安装该模型时,要按照 (填“由外向内”或“由内向外”)的顺序安装。
(2)为了使组装的电动机模型能够正常运转,小明在安装时还应注意以下几点,其中正确的是
(填字母)。
A.要尽量减小轴与轴架之间的摩擦
B.电刷与换向器的接触松紧要适当
C.不要使各元件因安装不当而产生形变
D.每一只固定螺钉均不能拧紧
(3)小明把安装好的电动机、滑动变阻器、电源和开关串联起来进行实验,如图乙所示。
①用笔画线代替导线完成图乙中实验器材的连接。(要求滑片向左移动时,电动机的转速变小)
②若开关闭合,线圈不转,用手轻轻一拨,线圈就转动起来,则原来线圈不转的原因可能是 。
(4)图甲中换向器(元件A)的作用是 。
答案
1.C
2.(1)通电导体在磁场中会受到力的作用
(2)通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关
(3)通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关
(4)右
(5)电能转化为机械能
3.转动 平衡 平衡位置 平衡位置
4.B 图甲中ab中的电流方向是由b到a;图乙中,磁场的方向没有改变,ab中的电流方向是由a到b,故此时导线ab受力的方向改变。
5.直流电动机 换向器 平衡位置 机械能
6.A 通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向及电流方向有关。当磁场方向保持不变时,仅电流方向改变,则通电导体受力方向改变;当电流方向不变时,仅磁场方向改变,则通电导体受力方向改变;当电流方向与磁场方向同时发生改变时,通电导体受力方向与原来相同。A选项中,a导体与b导体所处磁场方向相同,但电流方向不同,因此Fa、Fb方向相反。
7.(1)力的作用 (2)电流的方向
8.(1)A (2)C
(3)提高电源电压(或增加线圈的匝数,或换用强磁体)
(4)滑动变阻器
(1)通电线圈在磁场中受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。提高电源电压或增加线圈的匝数,都能改变线圈的转速,因此,可分别采用D项中的方法,但两者不能同时改变,否则转动方向不变。(2)在实验过程中,如果电动机不转,则可能的原因有电源电压太低,电流过小,磁体磁性太弱或线圈处于平衡位置等。(3)电流的大小、线圈的匝数、磁场的强弱等都会影响电动机的转速,因此为了提高转速,可采取的方法有提高电源电压、增加线圈的匝数、换用强磁体。(4)在实际应用中,改变电动机转速最简便的方法就是改变电流的大小,而改变电流大小最容易操作的就是利用滑动变阻器来实现,因此,若想设计一个能调节电动机转速的实验装置,他还需要的器材是滑动变阻器。
9.(1)由内向外 (2)ABC
(3)①如图所示 ②线圈处在平衡位置
(4)自动改变线圈中的电流方向