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第十八章 磁及其相互作用
第3节 磁场对通电导线的作用
1.通过实验，认识通电导线在磁场中会受到力的作用。
2.知道通电导线在磁场中受到力的方向与哪些因素有关。
3.能将相关知识与直流电动机等若干实际应用联系起来。
共享电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具，它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行。电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。你知道电动机的工作原理吗？
洗衣机
生活、生产中、科学技术中都离不开电动机，为什么电动机通电后，它就能够转动呢？
电风扇
电梯
【观察思考】
知识点一、通电导线在磁场中的受力情况
做中学：探究通电导线在磁场中的受力情况
按图示实验装置连接电路，当接通电源时，金属杆会运动起来，这说明了什么？若保持磁场方向不变，改变电流方向，金属杆的运动方向是否发生变化？若保持电流方向不变，改变磁场方向时，金属杆的运动方向又会怎样变化？以上实验现象说明了什么？
视频：探究通电导线在磁场中的受力情况
做中学：探究通电导线在磁场中的受力情况
【实验现象】
磁场方向不变、电流方向改变时，通电导线在磁场中的运动方向不同；
电流方向不变、磁场方向改变时，通电导线在磁场中的运动方向不同；
【实验结论】
大量实验表明：
磁场对通电导线具有力的作用，其作用力的方向与磁场的方向、电流的方向有关。
通电导线在磁场中受力的应用
（1）动圈式扬声器
原理：
通电导线在磁场中受力的作用
结构：
线圈、永久磁体、锥形纸盆等
扬声器俗称喇叭，是一种将电信号转换成声音的器件。
工作过程：
线圈处在永久磁体的磁场中，当线圈中有电流通过时，就会受到磁场的作用力而运动。由于扬声器工作时通过线圈的电流是随声音而变化的，所以线圈受到的力也是变化的，从而带动纸盆来回振动发出声音。
（2）电磁弹射
原理：
利用通电导体在磁场中受力使物体加速，只要保证足够的电流输入，便能在发射装置内产生足够大的推力，使物体达到更高的速度。
电磁弹射
我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰——福建舰，采用了先进的电磁弹射技术，比传统的蒸汽弹射系统更加先进，使舰载机的起飞更加高效和可靠。
知识点二、直流电动机是如何工作的
认识直流电动机
（1）工作原理：
通电导线在磁场中会受力的作用
（2）直流电动机的结构
两个
铜半环
电刷
换向器
换向器
作用：改变电流方向。
能量转化：
转化为_______
电能
机械能
直流电源的正、负极分别通过电刷与换向器接触，使电源和线圈形成闭合电路
（3）直流电动机的工作过程
电流方向：
AB边力的作用的方向：
CD边力的作用的方向：
线圈旋转方向：
2 → 1
向上的力
向下的力
顺时针
F
F’
电流方向：
AB边力的作用的方向：
CD边力的作用的方向：
线圈旋转方向：
无电流通过
不受力
不受力
顺时针
此时线圈转至平衡位置，两电刷与半环无接触。
线圈由于惯性会越过平衡位置
电流方向：
AB边力的作用的方向：
CD边力的作用的方向：
线圈旋转方向：
1→ 2
向下的力
向上的力
顺时针
线圈越过平衡位置。
F
F’
电流方向：
AB边力的作用的方向：
CD边力的作用的方向：
线圈旋转方向：
无电流通过
不受力
不受力
顺时针
此时线圈又转至平衡位置，两电刷与半环无接触。
线圈由于惯性会越过平衡位置
迷你实验室
把1m长的漆包线（或细导线）绕成小线圈，将两端线头的漆（或绝缘皮）刮去半边，注意两端刮漆的部分应在同侧（如图a）。把两个回形针折成图b所示的形状，用胶带固定在纸板上（图c）。把线圈放在回形针上，使其可以转动，并按图d所示连接电路。拿一块条形磁条放在线圈上方（不阻挡线圈转动），接通电路，线圈就会转动。
制作简易电动机
想一想，线圈为什么会转动呢？如果它不转动，推一下或检查一下，确保刮去半边漆后露出的铜线接触了金属回形针，为什么要这样做呢？
迷你实验室
制作简易电动机
磁场对通电导线的作用
通电导线在磁场中受力的情况
做中学：探究通电导线在磁场中的受力情况
通电导线在磁场中受力的应用
认识直流电动机
直流电动机是如何工作的
直流电动机的工作过程
迷你实验室：制作简易电动机
1. 《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》指出：发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。下列家用电器与新能源电动汽车动力装置的工作原理相同的是（　　）
A. 电视机 B. 手电筒
C. 电饭锅 D. 电风扇
D
2.如图所示的实验中，闭合开关，观察到铝棒向左运动，实验现象说明磁场对__________有力的作用，利用这一原理可以制成_______机；断开开关，对调电源正、负两极，重新接入电路，再次闭合开关，观察到铝棒向_____运动。电动机工作过程中是_____能转化为机械能。
电
通电导体
电动
右
①利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在“a”、“b”之间接入______，根据该原理可制成__________；
②乙、丙两个图中，______图的线圈恰好处于平衡位置；
③丁图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了______，该装置能在线圈______ （选填“刚转到”“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
3.研究磁场对电流有力的作用。
电源
电动机
丙
换向器
刚转过

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