题文

在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明按照图示组装实验器材． （1）小明把一根轻质的铝棒作为直导线放在蹄形磁体的磁场里，接通电源，看到直导线向左运动．说明磁场对通电导线有________的作用． （2）若只将磁体的两极对调，接通电源，观察到直导线向________（选填“左”或“右”）运动． （3）观察“磁场对通电直导线的作用”活动后．小明提出：磁场对通电导线作用力的大小与什么因素有关？ 思考后认为可能影响磁场对电流作用的因素有：直导线的长度、磁场的强弱和导线的电流大小． 请在图中器材的基础上，添加适当的器材，设计一个简单实验，探究磁场中通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关． 简要做法：_____________________________________ 如何判断：_____________________________________

题型：实验题  难度：偏易

答案

（1）力；右  （2）在图所示的电路中串联一个滑动变阻器，移动变阻器的滑片，改变导线中电流的大小，观察通电导线摆动的幅度 比较通电导线摆动的幅度，以此判断磁场对通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关

试题分析：小明把一根轻质的铝棒作为直导线放在蹄形磁体的磁场里，接通电源，看到直导线向左运动．说明磁场对通电导线有力的作用；通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与磁场的方向和电流的方向有关，此题中只改变磁场的方向，所以力的方向也改变，所以直导线向右运动；探究磁场中通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关，要改变电路中电流不同，保持直导线的长度和磁场的强弱相同，所以加的器材是滑动变阻器来改变电路中的电流。 点评：解决本题的关键是熟知通电导体的电阻在磁场中受到力的作用与什么因素有关，如何设计实验。

据专家权威分析，试题“在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明按照图示组装实验器..”主要考查你对  直流电动机  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

直流电动机

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。

  答案：如图甲、乙