第三节 磁场对电流的作用、电动机

3 非洲，每天早晨羚羊睁开眼睛，所想到的第一件事就是，我必须比跑得最快的狮子跑得更快，否则我会被吃掉；而就在同一时刻，狮子从睡梦中醒来，首先闪现在他脑海中的念头是，我必须能赶得上跑得最快的羚羊，要不然，我会饿死。于是，几乎同时，羚羊和狮子一跃而起，迎着朝阳跑去。 这是生物圈里一个很普遍的现象，羚羊和狮子疲于奔波都是为了同样一个目标――生存。这也是动物的本能，而人生在世总要为着这样或那样的目标去劳作去追逐――有意识的活动和单纯的本能是人与动物的重要区别。动物尚且能为生存而奔跑，何况人乎？人生活在世上干什么，就是要实现自己的生存价值，就是要让社会承认自己价值的存在，这才是有意义的生活。自暴自弃蝇营狗苟之徒，或许也能活得下来，但这绝不是生活！ 著名物理学家库珀说："人生就像打高尔夫球时击出去的球，要有一个明确的目标。"是的，人的生活不能没有个明确的目标。没有目标，就没有前进的方向和动力，就象大海中的船舶，没有舵手，它就随时可能触礁或搁浅；没有目标，人就活得消极被动，庸庸碌碌无所作为。譬如，庙里撞钟的和尚，他从来不会去考虑自己哪天会失业，或者哪天去跳槽，只是苦度年华，静待归西的涅磐。如果羚羊和狮子都蛰伏不起，它们也难免要被吃掉或饿死；但它们总是一跃而起向前奔去，这是因为它们有生存的目标，这既是方向，也是动力。 有了心中的目标，就要去追逐它，去为它潜心地付出，哪怕是为伊憔悴衣带渐宽？是真正的生活，就要有百折不挠的激情，就要去做自己力所能及的事，就要有中流击水的魄力和不到长城非好汉的气概！库珀补充说："当你把手中的球投向目标之后，你就要奋勇地向它奔去。"这就是积极的活法。如果整天耽于幻想，坐井观天不思进取，那么，最亮堂的目标最终也不过是南柯一梦罢了。 然而，奋斗后总有失败和成功两种结果，失败是让人痛苦的，而痛苦的人们并不因失败就痛不欲生裹足不前了，而是擦擦眼泪又上路了。正如羚羊被吃掉和狮子饿死荒野而并没有阻止它们向前奔跑的脚步一样。阿富汗的著名作家乌尔法特曾经说："无论什么人，只要他没有尝过饥与渴是什么味道，那他就永远无法享受到饭与水的甜美。"没有目标的人，或者不曾为目标而奋斗过的人，永远品尝不到潜心追逐目标的幸福与快乐。就算是失败了，也可对自己说一声，我无怨无悔！

16.3磁场对电流的作用电动机1．如图所示是检验磁场对通电导体作用的实验装置．当导体ab中有某方向电流通过时，它受到磁场的作用力向上．(1)如果仅将两磁极对调位置，导体ab受力方向向________．(2)如果磁极位置不变，只改变ab中的电流方向，导体ab受力方向向________.(3)如果同时对调磁极位置和改变电流方向，导体ab受力方向向________．2. 如下图所示，一个轻质弹簧下端挂着一个小铁片，当开关S断开时，铁片钢好与水银槽中的水银接触；当S闭合后，铁片会( )A.不动B.陷入水银面以下C.向上运动停在空中D.上下不停地振动3．在探究“通电导体在磁场中的受力方向与哪些因素有关”时，小明同学做了如图所示的实验，图中AB表示闭合电路中的直导线，导线上的箭头方向表示电流方向，F表示导线的受力方向，N、S表示蹄形磁体的两极．以下是②甲、丙实验表明，通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关；③乙、丙实验表明，通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关．则上述判断中( )A．只有①正确 B．只有②正确C．①②正确 D．①③正确4. 下列电器中，利用磁场对电流产生力的作用的原理工作的是( )A.电风扇B.电热毯C.白炽灯D.电饭煲5．如图所示是奥斯特实验的示意图，有关分析正确的是( )A．通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定B．发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用C．移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场6. 在物理学中，用“”表示电流的方向垂直于纸面向里，用“”表示电流的方向垂直于纸面向外．如图12－5－3甲所示，直导体a 在磁场中受到一个既跟电流方向垂直，又跟磁感线方向垂直的水平向左的磁场力F ，图乙所示的四种情况中，通电导体b 受到的磁场力方向水平向左的是（）7．如图所示，通电线圈在磁场中受力发生转动，但________(选填“能”或“不能”)持续转动下去．图________(选填“甲”或“乙”)中线圈所处的位置是平衡位置．8．如图所示，小明用漆包线绕成线圈ABCD，将线圈一端的漆全部刮去，另一端刮去一半放入磁场，做成电动机模型，连接干电池后 ( )A．线圈持续来回摆动B．线圈沿固定方向持续转动C．AB边中电流方向交替变化D．CD边始终受到磁场力作用，且是动力9. 下列关于扬声器工作时的说法中正确的是（）A．音圈是静止不动的B．通过音圈的电流，其方向按一定规律变化C．通过音圈的电流方向不变D．永磁体的磁场方向不断发生变化10．如图所示，对比甲、乙两个装置，它们的共同点是：都能说明通电线圈能在磁场中受力而转动，都是把________能转化为机械能；不同点是：图________装置中因为缺少____________而不能实现连续转动．11电流通过线圈时，线圈带动指针偏转．该电流表的工作原理是___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________12．如图所示，在科学实践活动课上，物理老师用一节干电池的负极吸引着一块钕铁硼磁体，竖直放置在水平桌面上，然后将一段铜丝做成“M”形，将铜丝小心地放置在电池上，使铜丝的中间部分跟电池的正极接触，调整铜丝的形状使铜丝的两端跟磁体能够保持轻触，铜丝便开始旋转起来．(1)该简易装置的工作原理是_________________________________________________．(2)仅改变装置中磁体的磁极位置(即使图中磁体的上、下两面调换位置)，则线圈的转动方向________(选填“改变”或“不变”)．(3)钕铁硼磁体是磁性很强的永久磁体，但是表面很容易生锈，所以通常需要进行保护性表面处理．老师在本次实验中所用的磁体表面镀了一层膜，根据实验现象，可以判断出该磁铁所镀的膜是________(选填“导体”或“绝缘体”)．13．如图所示，使线圈位于两磁极间．(1)通电后，图甲中ab段导线的电流方向是________(选填“由a到b”或“由b到a”)．图甲中ab段导线受磁场力的方向向上，用箭头标示出图丙中ab段导线所受磁场力的方向．(2)线圈转过如图乙所示位置，用安装__________的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动．14. 如下图所示，在条形磁铁的中间系一根绳子悬挂起来，当螺线管中的A端接电源正极，B端接电源负极时，条形磁铁将向哪边移动( )A.向左B.向右C.不动D.不能确定15. 如图所示是检验磁场对通电导体作用力的实验装置．当导线ab 中有某方向电流通过时，它受到磁场的作用力向上．（1）如果仅将两磁极对调位置，导线ab 受力向______；（2）如果磁极位置不变，仅改变ab 中的电流方向，导线ab 受力向______；（3）如果同时对调磁极位置和改变电流方向，导线ab 受力向______．16. 如下图所示，为电视机显像管的工作原理图.K为阴极，可发射电子流，AB为电磁铁的两个磁极，请说说为什么电子流会发生偏转，打在荧光屏不同的位置上.答案1．如图所示是检验磁场对通电导体作用的实验装置．当导体ab中有某方向电流通过时，它受到磁场的作用力向上．(1)如果仅将两磁极对调位置，导体ab受力方向向________．(2)如果磁极位置不变，只改变ab中的电流方向，导体ab受力方向向________.(3)如果同时对调磁极位置和改变电流方向，导体ab受力方向向________．1．(1)下(2)下(3)上2. 如下图所示，一个轻质弹簧下端挂着一个小铁片，当开关S断开时，铁片钢好与水银槽中的水银接触；当S闭合后，铁片会( )A.不动B.陷入水银面以下C.向上运动停在空中D.上下不停地振动2．D3．在探究“通电导体在磁场中的受力方向与哪些因素有关”时，小明同学做了如图所示的实验，图中AB表示闭合电路中的直导线，导线上的箭头方向表示电流方向，F表示导线的受力方向，N、S表示蹄形磁体的两极．以下是②甲、丙实验表明，通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关；③乙、丙实验表明，通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关．则上述判断中( )A．只有①正确 B．只有②正确C．①②正确 D．①③正确3．C4. 下列电器中，利用磁场对电流产生力的作用的原理工作的是( )A.电风扇B.电热毯C.白炽灯D.电饭煲4． A5．如图所示是奥斯特实验的示意图，有关分析正确的是( )A．通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定B．发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用C．移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场5．B6. 在物理学中，用“”表示电流的方向垂直于纸面向里，用“”表示电流的方向垂直于纸面向外．如图12－5－3甲所示，直导体a 在磁场中受到一个既跟电流方向垂直，又跟磁感线方向垂直的水平向左的磁场力F ，图乙所示的四种情况中，通电导体b 受到的磁场力方向水平向左的是（）6．C7．如图所示，通电线圈在磁场中受力发生转动，但________(选填“能”或“不能”)持续转动下去．图________(选填“甲”或“乙”)中线圈所处的位置是平衡位置．7．不能乙8．如图所示，小明用漆包线绕成线圈ABCD，将线圈一端的漆全部刮去，另一端刮去一半放入磁场，做成电动机模型，连接干电池后 ( )A．线圈持续来回摆动B．线圈沿固定方向持续转动C．AB边中电流方向交替变化D．CD边始终受到磁场力作用，且是动力8．B9. 下列关于扬声器工作时的说法中正确的是（）A．音圈是静止不动的B．通过音圈的电流，其方向按一定规律变化C．通过音圈的电流方向不变D．永磁体的磁场方向不断发生变化9．B10．如图所示，对比甲、乙两个装置，它们的共同点是：都能说明通电线圈能在磁场中受力而转动，都是把________能转化为机械能；不同点是：图________装置中因为缺少____________而不能实现连续转动．10甲换向器11．如图所示为实验室所用电流表的内部结构示意图．当接入电路，有电流通过线圈时，线圈带动指针偏转．该电流表的工作原理是___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________11．通电导线在磁场中受到力的作用(或磁场对电流有力的作用)12．如图所示，在科学实践活动课上，物理老师用一节干电池的负极吸引着一块钕铁硼磁体，竖直放置在水平桌面上，然后将一段铜丝做成“M”形，将铜丝小心地放置在电池上，使铜丝的中间部分跟电池的正极接触，调整铜丝的形状使铜丝的两端跟磁体能够保持轻触，铜丝便开始旋转起来．(1)该简易装置的工作原理是_________________________________________________．(2)仅改变装置中磁体的磁极位置(即使图中磁体的上、下两面调换位置)，则线圈的转动方向________(选填“改变”或“不变”)．(3)钕铁硼磁体是磁性很强的永久磁体，但是表面很容易生锈，所以通常需要进行保护性表面处理．老师在本次实验中所用的磁体表面镀了一层膜，根据实验现象，可以判断出该磁铁所镀的膜是________(选填“导体”或“绝缘体”)．12．(1)通电导体在磁场中受到力的作用(2)改变(3)导体13．如图所示，使线圈位于两磁极间．(1)通电后，图甲中ab段导线的电流方向是________(选填“由a到b”或“由b到a”)．图甲中ab段导线受磁场力的方向向上，用箭头标示出图丙中ab段导线所受磁场力的方向．(2)线圈转过如图乙所示位置，用安装__________的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动．13．(1)由a到b 图略(2)换向器14. 如下图所示，在条形磁铁的中间系一根绳子悬挂起来，当螺线管中的A端接电源正极，B端接电源负极时，条形磁铁将向哪边移动( )A.向左B.向右C.不动D.不能确定14．A15. 如图所示是检验磁场对通电导体作用力的实验装置．当导线ab 中有某方向电流通过时，它受到磁场的作用力向上．（1）如果仅将两磁极对调位置，导线ab 受力向______；（2）如果磁极位置不变，仅改变ab 中的电流方向，导线ab 受力向______；（3）如果同时对调磁极位置和改变电流方向，导线ab 受力向______．15．（1）下（2）下（3）上16. 如下图所示，为电视机显像管的工作原理图.K为阴极，可发射电子流，AB为电磁铁的两个磁极，请说说为什么电子流会发生偏转，打在荧光屏不同的位置上.16．电子流高速运动时形成了电流，在磁场中同样受到磁场力的作用，从而向上或向下偏转。

磁场与电流的能量转换
研究磁场与电流之间的能量转换关系，分析电动机 的效率、损耗和温升等问题，为电动机的性能优化 提供理论依据。
磁场与电流的动态行为
研究磁场与电流之间的动态行为，分析电动 机的启动、制动和调速性能，为电动机的控 制策略提供理论支持。
磁场与电流作用在新能源领域的应用
风力发电
利用磁场和电流的作用，将风能转换为机械能，再通过发电机转 换为电能，提高风能利用率。
如矢量控制、直接转矩控制等新型驱动技术的应用，将进一步提高 电动机的控制性能。
跨界融合
电动机将与其他领域的技术进行融合，如与新能源技术、智能传感器 等结合，拓展应用领域。
电动机在可持续发展中的作用
01
节能减排
高效能和绿色化的电动机将有助 于减少能源消耗和排放污染物， 推动可持续发展。
02
促进可再生能源利 用
生产线
03
在自动化生产线中，电动机驱动各种机械和传送装置，完成生
产任务。
电动机的维护与保养
01
02
03
04
定期检查
定期检查电动机的接线、轴承 、润滑等情况，确保正常运转
。
清洁与除尘
保持电动机的清洁，定期清除 灰尘和杂物，防止影响散热和
正常运转。
更换磨损件
对于磨损严重的轴承、齿轮等 部件，应及时更换，确保电动
域有广泛应用。
混合励磁电动机
结合了永磁体和电励磁的优点， 可以在不同工况下调整磁场强度 和方向，具有较高的灵活性和效 率，在船舶推进、工业自动化等
领域有广泛应用。
磁场对电流作用的理论研究
磁场与电流的相互作用机 理
研究磁场与电流之间的相互作用力，探索磁 场对电流的力矩和转矩作用，为新型电动机 的设计提供理论支持。

§16.3 磁场对电流的作用 电动机班级学号一、课堂训练二、课后练习1．通电导体在磁场中受到力的作用，保持磁场方向不变，使导体中的电流方向与原来相反，则通电导体所受磁场力方向___________；保持电流方向不变，使磁感线方向相反，则通电导体所受磁场力方向____________。

2．通电导体中的电流方向与磁感线的方向相同或相反时(即两方向平行时)，导体_________(填“受”或“不受”)磁场力的作用，当通电导体中电流的方向垂直于磁场方向时，导体_________(填“受”或“不受”)磁场力的作用。

3．根据右图示的实验，开关s 闭合后，回答：(1)这个实验说明:_______________________________________(2)改变导体ab 运动的方向，方法有①__________；②____________。

4．下列设备中，根据磁场对电流作用的原理制成的是( )。

A ．电磁铁B ．电铃C ．电水壶D ．电动机5．若改变通电等导线在磁场中受到力的方向，可以采取的措施是( )。

A ．改变电流的大小B ．改变磁场的强弱C ．只改变电流方向或只改变磁场方向D ．同时改变电流方向和磁场方向6．如右图所示，用“·”表示方向垂直纸面向外的磁场，与磁场方向垂直的三条导线甲、乙、丙中都通有电流，下列说法中错误的是( )。

A ．三条导线都受到磁场力作用B ．三条导线都受到方向相同的磁场力作用C ．三条导线都受到方向不相同的磁场力作用D ．导线甲所受磁场力方向与电流方向垂直7．一个矩形线圈悬挂在磁场中，通电后不发生偏转，其原因可能是、1、2、 4、 6、3、( )。

A ．线圈中电流方向不对B ．线圈中电流太弱C.线圈平面刚好和磁感线垂直 D ．线圈平面刚好和磁感线平行8．对于直流电动机，下列说法中正确的是 ( )A ．电动机工作时，机械能转化为电能B ．电动机是根据电磁感应原理制成的C ．电动机是通过换向器来实现连续转动的D ．同时改变磁场方向和线圈中的电流方向，才能改变电动机的转动方向9．电动机可以带动水泵抽水，如图所示的4幅图中，能反映出电动机工作原理的是（ ）10．如图所示是电机示意图，对于图示的说法，正确的是（ ）A ．图中是直流电动机的示意图，线圈正转到平衡位置B ．图中是直流电动机的示意图，线圈受到磁场的作用力而转动C ．图中是交流发电机的示意图，此时导线切割磁感线，线圈中产生电流 D ．图中是的交流发电机的示意图，此时导线不切割磁感线，线圈中没有电流11．关于放在磁场中的通电导体，下列说法中正确的是( )。