题文

直流电动机中，换向器的作用是当线圈转到______位置时，就能自动改变线圈中______的方向，使线圈可以不停地转动下去．电磁铁和永久磁铁相比，优点是：它的磁性有无可以由______来控制，它的磁性强弱可以由______来控制，它的南北极可以由______来控制．

题型：填空题  难度：中档

答案

直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动原理制成的，在线圈转过平衡位置时，如果不改变电流的方向，线圈中两根导体的受力方向不变，在力的作用下线圈将在平衡位置附近来回摆动，为了使线圈能够持续转动，在输入电流时采用换向器，使线圈在刚过平衡位置时及时改变线圈中的电流方向，改变线圈的受力方向，从而使线圈能够实现连续转动．电磁铁是否带有磁性时可以进行人为控制的，它的磁性有无可以由 电流的通断来控制，它的磁性强弱可以由电流大小来控制，它的南北极可以由电流方向来控制． 故答案是：平衡、电流、电流通断、电流大小、电流方向．

据专家权威分析，试题“直流电动机中，换向器的作用是当线圈转到______位置时，就能自动..”主要考查你对  电磁铁的定义，直流电动机  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

电磁铁的定义直流电动机

考点名称：电磁铁的定义

• 定义：
  通电产生电磁的一种装置。在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组，这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性，它也叫做电磁铁。即电磁铁就是内有铁芯的通电螺旋管。

• 优点：
  磁性的有无由电流通断来控制；磁性的强弱由电流的大小来改变；极性由变换电流的方向来改变。

  用途：
  电磁起重机、电铃、电磁继电器、听筒等。

• 磁场方向判断：
  电磁铁的磁场方向可以用安培定则来判断。
  (1)通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流方向，四指指向通电直导线周围磁力线方向。
  (2)通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。

• 电磁铁：
  利用电流的磁效应，使软铁具有磁性的装置。
  (1)将软铁棒插入一螺线形线圈内部，则当线圈通有电流时，线圈内部的磁场使软铁棒磁化成暂时磁铁，但电流切断时，则线圈及软铁棒的磁性随着消失。
  
  (2)软铁棒磁化后所生成的磁场，加上原有线圈内的磁场，使得总磁场强度大为增强，故电磁铁的磁力大于　天然磁铁。
  
  (3)螺线形线圈的电流愈大，线圈圈数愈多，电磁铁的磁场愈强。

考点名称：直流电动机

• 电动机的原理：
  

  工作原理	直流电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的，它在工作时将电能转化为机械能
  基本构造	直流电动机主要由两部分组成，即能够转动的线圈和固定不动的磁体。在电动机里，能够转动的部分叫转子，固定不动的部分叫定子，电动机工作时，转子在定子中飞快地转动。如图所示
  能量转化	电能转化为机械能
  换向器	(1)构造：由两个铜制半球环构成 (2)作用：能自动地改变线圈中的电流方向，使线圈能连续转动
  优点	构造简单、控制方便、体积小、效率高、功率可大可小，价格便宜、无污染

• 直流电动机和交流电动机的比较：
  

  		直流电动机	交流电动机
  构造	相同	均由磁体，线圈组成
  	不同	需要换向器(两个半铜环)，外电路上有电源	用两个铜环和电刷连接电路，外电路上无电源
  原理	相同	均受磁场方向影响
  	不同	磁场对通电线圈的作用	电磁感应现象
  用途	相同	两者一起帮助人类利用水能、内能、核能等
  	不同	电能转化为机械能机械能	转化为电能

  补充：区别电动机与发电机，要分清是运动产生电，还是通电后运动，从而确定电能与机械能的转化；装置方面一个有电源，一个没有电源，电动机是通电产生运动，所以有电源的是电动机，没电源的是发电机。

• 直流电动机不转或转速过小的原因：
       安装直流电动机模型时，线圈不转的原因主要有电路开路、磁铁无磁性和线圈处于平衡位置等几种情况。转速过小是因为电流小或磁性弱。

  例1正确连接好直流电动机模型的电路后，合上开关，电动机不转，试列出可能产生故障的原因及相应排除故障的方法。
  (1)____，排除故障的办法____；
  (2)____，排除故障的办法____；
  (3)____，排除故障的办法____。

  解析：通电线圈在磁场作用下才能运动，如果磁铁失去磁性，电动机就不会转动。电动机靠换向器改变线圈中电流方向，使线圈连续转动，但若换向器接触不良，则不能使线圈连续转动。线圈通过平衡位置时靠的是惯性，但线圈如果原来是静止在平衡位置的，那么线圈将保持静止的状态。

  答案：(1)磁铁无磁性   更换磁铁(2)线圈处于平衡位置  让线圈转过平衡位置(3)电刷与换向器接触不良 可压紧电刷与换向器

  用控制变量法判断通电导体在磁场中受力情况：
        通电导体在磁场中受力情况的判定常与电动机原理对应结合，通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关：

  例如图所示，导体放入(a)图磁场中的受力方向已经标出，请在(b)图、(c)图上标出它的受力方向。
  

  解析：通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁感线方向都有关系。
  比较图(a)、(b)：磁感线方向相同，都是垂直纸面向里，电流方向相反，受磁场力方向也应相反，(a)图向左，则(b)图向右。
  比较图(b)、(c)：电流方向相同而磁场方向相反，受到磁场力的方向也应该相反，因(b)图水平向右，所以(c)图应水平向左。