電磁轉(zhuǎn)換 學(xué)案與練習(xí)2（無(wú)附答案）

1、電磁轉(zhuǎn)換 學(xué)案與練習(xí)2（無(wú)附答案）一. 本周教學(xué)內(nèi)容： 第16章 電磁轉(zhuǎn)換磁場(chǎng)對(duì)電流的作用：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)力的作用，力的方向與磁場(chǎng)方向和電流方向有關(guān)。通電線圈在磁場(chǎng)中，當(dāng)線圈平面與磁感應(yīng)線不垂直時(shí)，磁場(chǎng)力會(huì)使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)線圈平面與磁感應(yīng)線垂直時(shí)，也會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用，但不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，這一位置叫做平衡位置。直流電動(dòng)機(jī)用直流電源供電的電動(dòng)機(jī)。原理電動(dòng)機(jī)是根據(jù)通電線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的基本原理制成的。構(gòu)造直流電動(dòng)機(jī)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(jiǎn)單的換向器是兩個(gè)彼此絕緣的金屬半環(huán)，它的作用是當(dāng)通電線圈由于慣性剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí)，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(dòng)。直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可由電流大小來(lái)控制；轉(zhuǎn)動(dòng)方向可由電流方向和磁極的位置來(lái)控制。電磁感應(yīng)（磁生電）：現(xiàn)象英國(guó)的物理學(xué)家法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)里做切割磁感應(yīng)線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)。感應(yīng)電流電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件：電路必須是閉合電路；必須有一部分導(dǎo)體做切割磁感應(yīng)線運(yùn)動(dòng)。感應(yīng)電流的方向跟磁場(chǎng)方向和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向有關(guān)。發(fā)電機(jī)：原理發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的。構(gòu)造交流發(fā)電機(jī)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(gè)周期性變化所用的時(shí)間，其單位就是時(shí)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(hào)是Hz。頻率和周期的數(shù)值互為倒數(shù)。二. 重、難點(diǎn)解析：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用。垂直于磁感線放置在磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)體會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用。當(dāng)電流方向改變時(shí)，通電導(dǎo)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(chǎng)的方向），則通電導(dǎo)體受力的方向也將發(fā)生改變。若通電導(dǎo)體與磁感線不垂直（即傾斜交叉）時(shí)，仍會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用。若導(dǎo)體與磁感線平行時(shí)，不受到磁場(chǎng)力的作用。通電線圈在磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)。如下圖所示，矩形線圈abcd放在磁場(chǎng)中，給矩形線圈通電，

4、電流方向?yàn)閍到b、到c、到d，矩形線圈的各條邊均可看成通電直導(dǎo)線，各邊受磁場(chǎng)作用力，其結(jié)論是可能使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)。圖甲中的ab段導(dǎo)線受磁場(chǎng)作用力，方向豎直向上；cd段導(dǎo)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(dǎo)線所受力方向相反，為豎直向下；bc段、da段導(dǎo)線中電流方向與磁感線方向相同或相反，不受磁場(chǎng)作用力，矩形通電線圈受到磁場(chǎng)作用力，使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?。圖乙中ab段導(dǎo)線、cd段導(dǎo)線受力情況與圖甲相同，只是因?yàn)榫€圈平面在豎直平面，兩段導(dǎo)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(chǎng)作用力，但

5、作用力的合力為零，線圈不會(huì)受力的作用發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。圖乙中線圈的位置是線圈的平衡位置，如果線圈原來(lái)靜止于這個(gè)位置，那么在通電后線圈也不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。如果線圈原來(lái)已經(jīng)在轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈將依靠慣性轉(zhuǎn)過(guò)這個(gè)平衡位置。對(duì)電磁感應(yīng)的認(rèn)識(shí)。課本上關(guān)于“電磁感應(yīng)”現(xiàn)象的描述：“閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。”短短的一句話，精確地概括了大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，包含了豐富的內(nèi)容。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，一要知道法拉第的實(shí)驗(yàn)是怎樣做的；二要仔細(xì)思考其中的每一個(gè)詞語(yǔ)的含義，正確認(rèn)識(shí)法拉第的這一重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。首先是“閉合電路的一部分導(dǎo)體”，這句話包含兩層意思：（1）電路應(yīng)

6、該是閉合的，即組成電路的各個(gè)器件連接成一個(gè)電流的通路，它們是接通的，而不是斷開(kāi)的。（2）要有一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。這里要注意的是“一部分導(dǎo)體”而不是整個(gè)回路去做切割磁感線運(yùn)動(dòng)?！扒懈睢敝傅氖菍?dǎo)體與磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。磁場(chǎng)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(chǎng)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體也能切割磁感線，同樣能產(chǎn)生電流。其次，“時(shí)”這個(gè)字也很重要。同學(xué)們一定看過(guò)閱讀材料中“科拉頓跑失良機(jī)”的故事吧，如果不是在切割磁感線“時(shí)”觀察電流表，也不會(huì)看到電流表指針的偏轉(zhuǎn)。典型例題 例1下圖中，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)的一瞬間，通電導(dǎo)體AB在磁場(chǎng)中受力向左運(yùn)動(dòng)，那么，（1）如果改變導(dǎo)體AB中的電流方向，使電流由B流向A，導(dǎo)

7、體AB的運(yùn)動(dòng)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(duì)調(diào)，導(dǎo)體AB的運(yùn)動(dòng)方向如何？為什么？分析：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)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(gè)改變了，通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里受力的方向就要改變了。解答：（1）這時(shí)通電導(dǎo)體AB向右運(yùn)動(dòng)。因?yàn)閷?dǎo)體中的電流方向改變了，所以通電導(dǎo)體AB在磁場(chǎng)中的受力方向也隨著運(yùn)動(dòng)改變了，運(yùn)動(dòng)方向也改變了。（2）這時(shí)通電導(dǎo)體AB向右運(yùn)動(dòng)。因?yàn)榇鸥芯€的方向改變了，所以通電導(dǎo)體AB在磁場(chǎng)中受力方向也隨著改變了，運(yùn)動(dòng)方向也改變了。例2 關(guān)于換向器，以下說(shuō)法中錯(cuò)誤的是：電流電動(dòng)機(jī)中的換向器是由兩個(gè)彼此絕緣的半圓金屬

8、環(huán)制成的。當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)的線圈剛過(guò)平衡位置時(shí)換向器能立即改變線圈中的電流方向。線圈在磁場(chǎng)內(nèi)每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，換向器就將線圈中的電流方向改變2次。直流電動(dòng)機(jī)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(gè)彼此絕緣的半圓金屬環(huán)制成的，當(dāng)外電路提供的是直流電，則線圈中的電流為交流電；當(dāng)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(dòng)機(jī)是利用電流電來(lái)工作的電動(dòng)機(jī)，而且線圈在磁場(chǎng)中每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，線圈就兩次經(jīng)過(guò)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(dāng)導(dǎo)體AB向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，（AB與CD、EF

9、的接觸處都能通電），小磁鐵：（）A. 一定轉(zhuǎn)動(dòng)。B. 一定不轉(zhuǎn)動(dòng)。 C. 可能轉(zhuǎn)動(dòng)，也可能不轉(zhuǎn)動(dòng)。 D. 無(wú)法判斷。分析：導(dǎo)體ABCDA組成一個(gè)閉合電路。根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件可知：本題中導(dǎo)體AB向左運(yùn)動(dòng)時(shí)切割磁感線，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，當(dāng)這個(gè)電流通過(guò)螺線管時(shí)，螺線管產(chǎn)生磁場(chǎng)，通電螺線管附近的磁場(chǎng)對(duì)小磁針作用，使其發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。解答：A。模擬試題通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里受力的方向跟方向和方向有關(guān)。通電線圈在磁場(chǎng)中能夠。當(dāng)線圈平面與磁感線垂直時(shí)，線圈所受到的磁場(chǎng)力作用為一對(duì)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(dòng)機(jī)是利用通電線圈在的原理制成的，它利用了裝置來(lái)自動(dòng)改變線圈中的

10、電流方向，從而使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。直流電動(dòng)機(jī)由、等部分組成。直流電動(dòng)機(jī)的線圈每轉(zhuǎn)一周，線圈中的電流方向要改變次，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到時(shí)，電流方向發(fā)生改變，這樣才能使線圈連續(xù)地轉(zhuǎn)動(dòng)下去。閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生，這種現(xiàn)象叫做，這是由國(guó)的物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)的。如圖所示，在磁場(chǎng)中懸掛一根導(dǎo)體，把它的兩端通過(guò)開(kāi)關(guān)跟電流表連接起來(lái)。依次進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，在空白里填寫“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”。導(dǎo)體不動(dòng)，閉合開(kāi)關(guān)，電流表指針。換用強(qiáng)磁體，使磁場(chǎng)強(qiáng)度大大增強(qiáng)，仍保持導(dǎo)體不動(dòng)，閉合開(kāi)關(guān)，電流表指針。閉合開(kāi)關(guān)，使導(dǎo)體在磁場(chǎng)中沿豎直方向上下運(yùn)動(dòng)，電流表的指針。下圖是機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中A是，B是，C是。要改變直流電

11、動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，應(yīng)采取的方法是：（）A. 增強(qiáng)磁極的磁性。B. 改變線圈中的電流方向和對(duì)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(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)家是：（）A. 歐姆。B. 奧斯特。C. 庫(kù)侖。D. 法拉第。導(dǎo)體在磁場(chǎng)里做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)： （）A. 一定產(chǎn)生感應(yīng)電流。B. 一定不產(chǎn)生感應(yīng)電流。C. 若電路是閉合的，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。D. 無(wú)法確定。下圖中a表示垂直于紙面的一根導(dǎo)線，它是閉合電路的一部分，它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)方向如圖所示。導(dǎo)體中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是：（） A。 B。 C。 D。在大型發(fā)電機(jī)中，為了得到較強(qiáng)的磁場(chǎng)，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(yīng)現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是：（）A. 導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。B. 感應(yīng)電流的方向由磁場(chǎng)方向和導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向來(lái)決定。C. 導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。D. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的重要應(yīng)用之一是制成了發(fā)電機(jī)。通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)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(chǎng)中懸掛一根直導(dǎo)線，導(dǎo)線的兩端分別連接在電流表的兩個(gè)接線柱上，組成一個(gè)閉合電路，如圖