《磁场对电流的作用》课件

第八章

电磁相互作用及应用第2节

磁场对电流的作用1.知道电话的主要构造和工作原理。2.知道传感器的作用及其在现代生活中的广泛应用。①闭合开关，观察直导体的运动。②只改变磁场的方向，观察直导体的运动。③只改变电流的方向，观察直导体的运动。④同时改变磁场和电流的方向，观察直导体的运动。+-实验探究：通电导线在磁场中受到力的作用知识点1磁场对通电导线的作用实验现象同时改变磁场方向和电流方向，导线向左运动，运动方向不变。只改变电流方向，导线向右运动，与原来运动方向相反。闭合开关，导线向左运动。只改变磁场方向，导线向右运动，与最开始运动方向相反。NIFSIFNSIFNSINSF（1）通电导线在磁场中受到力的作用。（2）通电直导线在磁场中受到的力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。（3）当电流的方向或磁场的方向与原来相反时，通电直导线受力的方向也相反；当电流的方向和磁场的方向同时改变时，通电直导线受力的方向不变。实验结论：拓展培优

通电导线在磁场中受到力的作用原因将通电导线置于磁场中，由于通电导线周围存在磁场，磁场与通电导线中电流产生的磁场发生相互作用，故磁场会对通电导线产生力的作用。2.使通电导线受到磁场力的方向相反的措施：(1)只让电流方向与原来相反；(2)只让磁场(或磁感线)方向与原来相反。注：当电流方向和磁场方向都与原来相反时，则通电导线受力方向不变。在探究通电导线在磁场中的受力方向与什么因素有关时，一位同学做了如图

所示的三个实验。图中AB表示闭合电路的一部分导线,导线上的箭头表示电流的方向，F表示导线受力的方向。S、N表示蹄形磁铁的南、北极。(1)实验a和b说明，通电导线在磁场中的受力方向与___________的方向有关。(2)实验a和c说明，通电导线在磁场中的受力方向与___________的方向有关。导线中电流磁感线解析：a、b两组实验中，磁感线方向不变，导线中电流方向改变时，导线受力方向发生改变。a、c两组实验中，导线中电流方向不变，磁感线方向改变时，导线受力方向发生改变。如图所示，把一个线圈放入磁场中，接通电源后，发现该通电线圈转动起来，但线圈转动几下后静止在图乙所示位置。要使线圈能持续转动，需要解决的问题是如何让线圈中的电流变为跟原来反向。甲

乙

丙知识点2让线圈在磁场中转起来——电动机线圈不能连续转动的原因：（1）线圈在图甲所示位置时，导线

ab受力方向竖直向上，导线

cd受力方向竖直向下，这两个力大小相等，且作用在同一物体上，但力的作用线不在同一直线上，不属于一对平衡力，因此线圈发生转动。（2）线圈越过平衡位置后，线圈受力方向反向，阻碍线圈顺时针转动，最终线圈在图乙位置静止的原因保持静止。使线圈持续转动的方法：a.在越过平衡位置之后停止对线圈供电，线圈由于惯性继续转动。可以采用刮去引线漆皮的办法来控制电路的通断，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.在线圈转动的后半周，设法改变后半周电流的方向。2.电动机(1)制作原理：磁场对通电导线的作用。(2)连续转动：通过换向器，让线圈刚转过平衡位置时，两边电流方向变为跟原来相反，则受力方向均与原来相反，这样线圈就继续沿原来方向转动，就可以实现连续转动。换向器：如图所示，线圈的两端各连一个铜制半环E和F，这两个半圆环叫做换向器。它们彼此绝缘，并随线圈一起转动。A和B是电刷，它们跟半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。(3)电动机的结构：转子、定子和换向器。(4)能的转化：电能转化为机械能。(5)改变电动机转动方向的办法：只让线圈中电流方向与原来相反；只让磁场方向与原来相反。(6)改变电动机转速的方法：改变线圈中电流的大小，或改变磁场的磁性强弱。

如图为直流电动机的基本构造示意图。以下相关的分析中正确的是（

）A.电动机是利用电流磁效应的原理工作的B.电动机工作过程中，电能转化为机械能C.使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继

电器来实现的D.同时改变磁感线方向和电流方向可以改

变线圈转动的方向B解析：电动机是利用通电线圈在磁场中受力发生转动的原理工作的，A选项错误。线圈连续转动是靠换向器来实现的，C选项错误；仅改变电流方向或磁场方向可以改变线圈转动的方向，，D选项错误。

电动机有许多优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高，而且对环境污染很小。电风扇及其电机知识点3电动机与人类文明起重机水泵

一部现代化的汽车便应用了几十台小型电动机。

随着社会的发展和技术的进步，电动机和人类的关系将越来越密切。1.磁场对通电导线的作用通电导体在磁场中受力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关。2.如何让线圈在磁场中转起来换向器：使线圈一转过平衡位置就改变线圈中的电流方向。利用磁场对电流的作用使线圈转动，同时利用换向器及时改变线圈中的电流方向，从而保持线圈持续转动。3.直流电动机原理一、什么情况下磁能生电1.电磁感应:

的一部分导体在磁场中做________________运动时,导体中就会产生电流。

2.感应电流:

中产生的电流。

3.产生感应电流的条件:(1)

;(2)部分导体做

。

4.影响感应电流方向的因素:跟________、___________有关。

二、发电机1.发电机的构造和原理:由

和

组成,利用

的原理制成的。

2.交变电流:

和

周期性改变的电流。

3.频率:在交变电流中,

在1s内完成

变化的次数,单位是

,符号是

。我国电网的交变电流频率是

。闭合电路

切割磁感线

电磁感应现象

闭合电路

切割磁感线运动

磁场方向

导体运动方向

转子

定子

电磁感应

大小

方向

电流

周期性

赫兹

Hz50Hz电磁感应现象(1)产生感应电流的两个必要条件:①闭合电路;②部分导体做切割磁感线运动。“闭合电路”是指电路应该是闭合的而不是断开的,即组成电路的各个器件连接成一个电流的通路。所谓“部分导体”是指要有一部分(不是整个电路)导体做切割磁感线的运动,也就是说,切割磁感线的导体一定是闭合电路的一部分。“切割磁感线”垂直地切割或斜着切割都可以,导体的运动方向一定与磁感线成一定的角度,而不是与磁感线平行,否则无法切割磁感线。切割磁感线运动指的是导体与磁场的相对运动。磁场不运动,导体运动时,导体能切割磁感线;导体不动,磁场运动时,导体也能切割磁感线,同样能产生感应电流。(2)感应电流的方向既跟导体运动方向有关,又跟磁感线方向有关,二者之一发生变化,感应电流的方向就会改变,如果二者方向同时变为反向,则感应电流的方向不变。【例题】

下图是小明探究在“什么情况下磁可以生电”的实验装置,其中能够使电流计指针发生偏转的是

(

)A.ab不动,磁体上下移动B.ab不动,磁体左右移动C.磁体不动,ab上下移动D.磁体与ab一起向右移动解析:解答本题需要知道产生感应电流的条件,电磁感应原理告诉我们,闭合电路的一部分导体在做切割磁感线运动时,会产生感应电流,由此可知产生电流的条件之一是导体做切割磁感线运动。本题图中U形磁体的磁感线方向是竖直方向。选项A中ab不动,磁体上下移动,导体ab不切割磁感线,指针不发生偏转;选项B中ab不动,磁体左右移动,导体ab切割磁感线,指针发生偏转;选项C中磁体不动,ab上下移动,导体ab不切割磁感线,指针不发生偏转;选项D中磁体与ab一起向右移动,ab与磁体保持相对静止,ab不切割磁感线,指针不发生偏转。

答案:B一、什么情况下磁能生电1.产生感应电流的条件是(

)A.导体在磁场中做切割磁感线运动B.闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动C.闭合电路的一部分导体在磁场中沿磁感线方向运动D.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动D2.如图所示,a表示垂直于纸面的一根导体,它是闭合电路的一部分,它在磁场中沿图示的方向运动时,哪种情况下不会产生感应电流(

)C产生感应电流的条件:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。观察题图可知,C选项的情景中,导体没有做切割磁感线运动,这种情况不能产生感应电流。3.右图是一个简易的发电装置示意图,当让导线AB向右运动时,电流表指针向左偏转;将AB改为向左运动时,电流表指针将会向

偏转;实验结果表明感应电流的方向与导线切割磁感线的_____________有关,如果导线左右往复运动,电路中产生的是__________________________。右

运动方向

方向变化的电流

解析

感应电流的方向既跟导体运动方向有关,又跟磁感线方向有关,二者之一发生变化,感应电流的方向就会改变,如果二者方向同时变为反向,则感应电流的方向不变。二、发电机4.法拉第发现电磁感应现象,是物理学史上的一个伟大发现。下列设备中,根据电磁感应现象制成的是

(

)A.电动机

B.电磁铁C.发电机

D.电水壶C发电机是根据电磁感应现象的原理制成的,它将机械能转化为电能。5.关于发电机的说法中错误的是(

)A.发电机可以维持电路两端的电压B.发电机能将机械能转化为电能C.发电机可以使闭合电路中有持续电流D.发电机可以制造自由电子D发电机在电路中是电源,它可以维持电路两端的电压,使闭合电路中有持续的电流,但发电机并