電磁轉(zhuǎn)換 學案與練習2（無附答案）

1、電磁轉(zhuǎn)換 學案與練習2（無附答案）一. 本周教學內(nèi)容： 第16章 電磁轉(zhuǎn)換磁場對電流的作用：通電導體在磁場中受到磁場力的作用，力的方向與磁場方向和電流方向有關(guān)。通電線圈在磁場中，當線圈平面與磁感應線不垂直時，磁場力會使線圈轉(zhuǎn)動；當線圈平面與磁感應線垂直時，也會受到磁場力的作用，但不會轉(zhuǎn)動，這一位置叫做平衡位置。直流電動機用直流電源供電的電動機。原理電動機是根據(jù)通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的基本原理制成的。構(gòu)造直流電動機模型主要由磁鐵（定子）、線圈（轉(zhuǎn)子）、換向器和電刷四部分組成，其中，最簡單的換向器是兩個彼此絕緣的金屬半環(huán)，它的作用是當通電線圈由于慣性剛轉(zhuǎn)過平衡位置時，立刻改變線圈中的電流方向，以保持

2、線圈的持續(xù)轉(zhuǎn)動。直流電動機的轉(zhuǎn)速可由電流大小來控制；轉(zhuǎn)動方向可由電流方向和磁極的位置來控制。電磁感應（磁生電）：現(xiàn)象英國的物理學家法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，即閉合電路的一部分導體在磁場里做切割磁感應線的運動時，導體中就會產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應。感應電流電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流叫做感應電流。感應電流的產(chǎn)生條件：電路必須是閉合電路；必須有一部分導體做切割磁感應線運動。感應電流的方向跟磁場方向和導體切割磁感線運動的方向有關(guān)。發(fā)電機：原理發(fā)電機是根據(jù)電磁感應現(xiàn)象制成的。構(gòu)造交流發(fā)電機主要由磁鐵（定子）、線圈（轉(zhuǎn)子）、滑環(huán)和電刷。方向不變的電流叫做直流電。大小和方向作周期性改變的電流

3、叫做交流電。交流電的周期電流發(fā)生一個周期性變化所用的時間，其單位就是時間的單位秒（s）。交流電的頻率電流每秒發(fā)生周期性變化的次數(shù)。其單位是赫茲，符號是Hz。頻率和周期的數(shù)值互為倒數(shù)。二. 重、難點解析：磁場對電流的作用。垂直于磁感線放置在磁場中的通電導體會受到磁場力的作用。當電流方向改變時，通電導體受力的方向也隨之改變；保持電流方向不變，調(diào)換磁鐵兩極的位置（即改變磁場的方向），則通電導體受力的方向也將發(fā)生改變。若通電導體與磁感線不垂直（即傾斜交叉）時，仍會受到磁場力的作用。若導體與磁感線平行時，不受到磁場力的作用。通電線圈在磁場中的轉(zhuǎn)動。如下圖所示，矩形線圈abcd放在磁場中，給矩形線圈通電，

4、電流方向為a到b、到c、到d，矩形線圈的各條邊均可看成通電直導線，各邊受磁場作用力，其結(jié)論是可能使線圈轉(zhuǎn)動。圖甲中的ab段導線受磁場作用力，方向豎直向上；cd段導線電流方向與ab段電流方向相反，磁感線方向也是從右向左，它與ab段導線所受力方向相反，為豎直向下；bc段、da段導線中電流方向與磁感線方向相同或相反，不受磁場作用力，矩形通電線圈受到磁場作用力，使線圈轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的方向為順時針方向。圖乙中ab段導線、cd段導線受力情況與圖甲相同，只是因為線圈平面在豎直平面，兩段導線受力在同一條直線上，合力為零。ab段受力垂直紙面向外、bc段受力垂直紙面向里，合力為零。結(jié)果是矩形通電線圈仍受磁場作用力，但

5、作用力的合力為零，線圈不會受力的作用發(fā)生轉(zhuǎn)動。圖乙中線圈的位置是線圈的平衡位置，如果線圈原來靜止于這個位置，那么在通電后線圈也不會轉(zhuǎn)動。如果線圈原來已經(jīng)在轉(zhuǎn)動，線圈將依靠慣性轉(zhuǎn)過這個平衡位置。對電磁感應的認識。課本上關(guān)于“電磁感應”現(xiàn)象的描述：“閉合電路的一部分導體在磁場中切割磁感線運動時，導體中就產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應，產(chǎn)生的電流叫做感應電流。”短短的一句話，精確地概括了大量的實驗事實，包含了豐富的內(nèi)容。在學習過程中，一要知道法拉第的實驗是怎樣做的；二要仔細思考其中的每一個詞語的含義，正確認識法拉第的這一重要的科學發(fā)現(xiàn)。首先是“閉合電路的一部分導體”，這句話包含兩層意思：（1）電路應

6、該是閉合的，即組成電路的各個器件連接成一個電流的通路，它們是接通的，而不是斷開的。（2）要有一部分導體做切割磁感線運動。這里要注意的是“一部分導體”而不是整個回路去做切割磁感線運動?！扒懈睢敝傅氖菍w與磁場的相對運動。磁場不運動，導體運動時，導體能切割磁感線；導體不動，磁場運動，導體也能切割磁感線，同樣能產(chǎn)生電流。其次，“時”這個字也很重要。同學們一定看過閱讀材料中“科拉頓跑失良機”的故事吧，如果不是在切割磁感線“時”觀察電流表，也不會看到電流表指針的偏轉(zhuǎn)。典型例題 例1下圖中，當閉合開關(guān)的一瞬間，通電導體AB在磁場中受力向左運動，那么，（1）如果改變導體AB中的電流方向，使電流由B流向A，導

7、體AB的運動方向如何？為什么？（2）如果不改變電流方向，而將圖中蹄形磁鐵的N、S極對調(diào)，導體AB的運動方向如何？為什么？分析：通電導體在磁場里受力的方向，與電流方向和磁感線方向有關(guān)。電流方向和磁感線的方向只要有一個改變了，通電導體在磁場里受力的方向就要改變了。解答：（1）這時通電導體AB向右運動。因為導體中的電流方向改變了，所以通電導體AB在磁場中的受力方向也隨著運動改變了，運動方向也改變了。（2）這時通電導體AB向右運動。因為磁感線的方向改變了，所以通電導體AB在磁場中受力方向也隨著改變了，運動方向也改變了。例2 關(guān)于換向器，以下說法中錯誤的是：電流電動機中的換向器是由兩個彼此絕緣的半圓金屬

8、環(huán)制成的。當直流電動機的線圈剛過平衡位置時換向器能立即改變線圈中的電流方向。線圈在磁場內(nèi)每轉(zhuǎn)動一周，換向器就將線圈中的電流方向改變2次。直流電動機的換向器是將線圈中的直流電變成外電路的交流電。分析：換向器，顧名思義它的作用就是換向，是換電流的方向，它是由兩個彼此絕緣的半圓金屬環(huán)制成的，當外電路提供的是直流電，則線圈中的電流為交流電；當外電路提供的是交流電，則線圈中的電流為直流電。而直流電動機是利用電流電來工作的電動機，而且線圈在磁場中每轉(zhuǎn)動一周，線圈就兩次經(jīng)過平衡位置，所以改變兩次電流方向。解答：D。例3 如圖所示，圖中“”表示磁感線的方向垂直紙面向里，當導體AB向左運動時，（AB與CD、EF

9、的接觸處都能通電），小磁鐵：（）A. 一定轉(zhuǎn)動。B. 一定不轉(zhuǎn)動。 C. 可能轉(zhuǎn)動，也可能不轉(zhuǎn)動。 D. 無法判斷。分析：導體ABCDA組成一個閉合電路。根據(jù)產(chǎn)生感應電流的條件可知：本題中導體AB向左運動時切割磁感線，會產(chǎn)生感應電流，當這個電流通過螺線管時，螺線管產(chǎn)生磁場，通電螺線管附近的磁場對小磁針作用，使其發(fā)生轉(zhuǎn)動。解答：A。模擬試題通電導體在磁場里受力的方向跟方向和方向有關(guān)。通電線圈在磁場中能夠。當線圈平面與磁感線垂直時，線圈所受到的磁場力作用為一對力。我們?nèi)粘Ｉ钪杏玫氖请?，其電壓為伏，頻率為赫，每秒電流方向改變次。直流電動機是利用通電線圈在的原理制成的，它利用了裝置來自動改變線圈中的

10、電流方向，從而使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動。直流電動機由、等部分組成。直流電動機的線圈每轉(zhuǎn)一周，線圈中的電流方向要改變次，當線圈轉(zhuǎn)到時，電流方向發(fā)生改變，這樣才能使線圈連續(xù)地轉(zhuǎn)動下去。閉合電路的一部分導體在磁場中做運動時，導體中就會產(chǎn)生，這種現(xiàn)象叫做，這是由國的物理學家發(fā)現(xiàn)的。如圖所示，在磁場中懸掛一根導體，把它的兩端通過開關(guān)跟電流表連接起來。依次進行如下實驗，在空白里填寫“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”。導體不動，閉合開關(guān)，電流表指針。換用強磁體，使磁場強度大大增強，仍保持導體不動，閉合開關(guān)，電流表指針。閉合開關(guān)，使導體在磁場中沿豎直方向上下運動，電流表的指針。下圖是機的結(jié)構(gòu)示意圖，其中A是，B是，C是。要改變直流電

11、動機的轉(zhuǎn)向，應采取的方法是：（）A. 增強磁極的磁性。B. 改變線圈中的電流方向和對調(diào)磁極位置。C. 只改變線圈中的電流方向。D. 增加電源電壓。發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的科學家是：（）A. 歐姆。B. 奧斯特。C. 庫侖。D. 法拉第。導體在磁場里做切割磁感線運動時： （）A. 一定產(chǎn)生感應電流。B. 一定不產(chǎn)生感應電流。C. 若電路是閉合的，會產(chǎn)生感應電流。D. 無法確定。下圖中a表示垂直于紙面的一根導線，它是閉合電路的一部分，它在磁場中運動方向如圖所示。導體中不能產(chǎn)生感應電流的是：（） A。 B。 C。 D。在大型發(fā)電機中，為了得到較強的磁場，要把線圈嵌在的槽里，還要用代替永久磁鐵作為轉(zhuǎn)子。以下關(guān)于電磁感應現(xiàn)象的說法正確的是：（）A. 導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中一定會產(chǎn)生感應電流。B. 感應電流的方向由磁場方向和導體的運動方向來決定。C. 導體在磁場中運動就會產(chǎn)生感應電流。D. 電磁感應現(xiàn)象的重要應用之一是制成了發(fā)電機。通電直導線在磁場中受到的力的方向：（）A. 跟磁感線方向平行，跟電流方向垂直。B. 跟磁感線方向垂直，跟電流方向平行。C. 跟磁感線方向垂直，跟電流方向垂直。D. 跟磁感線方向平行，跟電流方向平行。在磁場中懸掛一根直導線，導線的兩端分別連接在電流表的兩個接線柱上，組成一個閉合電路，如圖