（小学中学试题）初三物理第十二章电和磁知识精讲三 人教版.doc

初三物理第十二章电和磁知识精讲三
一.本周教学内容：
第十二章电和磁（三）

二.重难点：
1.理解磁场对电流的作用，掌握左手定则的判定方法。
2.了解直流电动机的结构和工作原理。理解换向器的作用。

三.知识点分析：
电流通过电动机，电动机的轴就转动起来。电动机的原理是什么？原来通电导线在磁场中要受到力的作用，电动机就是利用这种现象制成的。
实验1：

图1通电直导线在磁场中受到力
如图1所示，把一根直导线AB放在蹄形磁体的磁场里，接通电源，让电流通过原来静止的导体AB。观察发生的现象。
实验表明：电流通过在磁场中的导体AB时，导体AB就运动起来，这说明通电导体在磁场里受到力的作用，在上述实验中，这个力的方向既跟电流的方向垂直，又跟磁感线的方向垂直。
实验2：
在上述实验中，使电流的方向相反，或者使磁感线的方向相反，观察导体AB的运动情况。
实验表明：使电流的方向相反，或者使磁感线的方向相反，导体AB的运动方向也相反。这说明通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。
把一个通电线圈放在磁场里，你推测会发生什么现象？你是怎样进行推测的？
实验3：

甲乙
图2通电线圈在磁场里转动
如图2甲所示，把一个线圈放在磁场里，接通电源，让电流通过线圈，观察发生的现象。
我们看到，接通电源的线圈在磁场里发生转动，但转动不能持续下去，摆几下便停在在图2乙所示的位置上。
怎样解释这个现象呢？原来通电线圈的边和边在磁场里受到力的作用，而边和边中的电流方向相反，所以受到的力的方向相反且不在同一直线上（见图甲），在这两个力的作用下线圈就转动起来。当转到图乙所示的位置时，这两个力恰好在同一直线上，而且大小相等，方向相反，相互平衡，所以线圈在这个位置上可以保持平衡。
通电导体和通电线圈在磁场里受到力的作用而发生运动时，消耗了电能，得到了机械能，在这种现象里，电能转化为机械能。
在上一节所示的现象里，我们看到电能可以转化成机械能。怎样才能实际利用上述现象呢？从发现磁场对电流的作用，到发明电动机，还有一段路要走，实际的电动机要能够持续地转动，而图2中的通电线圈却不能持续转动，怎么办？

甲：未改变电流方向

乙：改变了电流方向
图3通电线圈刚转过平衡位置时的受力情况
图3表示图2中的通电线圈刚转到平衡位置时的受力情况，对比图3的甲和乙可以知道：如果在线圈刚转到平衡位置时，立即改变线圈中的电流方向，那么，由于受力方向改变，线圈就可以按原来的方向继续转动。这样，每当线圈刚转到平衡位置，就改变一次电流方向，线圈就可以不停地转动下去。怎样具体实现电流方向的改变呢？
换向器
图4是直流电动机的原理图。这种电动机用直流电源供电，所以叫直流电动机。线圈的两端各连一个铜制半环E和F，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。两个半环E和F叫做换向器。每当线圈刚转过平衡位置，换向器就能自动改变线圈中电流的方向。仔细研究图4，就会了解这一点。

甲：电流方向和力的方向如图所示，线圈顺时针转动。

乙：线圈转到平衡位置时，两电刷恰好接触两半环间的绝缘部分：线圈由于惯性继续转动，转过平衡位置后，电流即改变方向。

丙：和中的电流方向与图甲相反，受力方向也相反，线圈仍顺时针转动。

丁：线圈又转到平衡位置，换向器又自动改变电流方向。
图4直流电动机的原理

【典型例题】
[例1]通电导体在磁场中受力的方向跟什么有关系？有什么关系？怎样来判定？
解题思路：
通电导体在磁场中受力的方向跟电流方向和磁场方向有关系，这三者关系是彼此互相垂直，可以用左手定则来判定。
借题发挥：
左手定则：伸开左手，让四指和大拇指都和手掌在一个平面内，且大拇指和四指互相垂直，将左手放入磁场中，让磁感垂直穿过掌心，让四指所指的方向与电流方向相同，则大拇指所指的方向就是导体受力的方向。
[例2]如图1所示，线圈为什么在甲图可旋转，而转到乙图时就不能继续旋转？

图1
解题思路：
通电线圈的边和边在磁场里受到力的作用，而边和边中的电流方向相反，所以受力方向也相反，边向上受力，边向下受力，且两力不在同一条直线上，如图甲。在两个力的作用下线圈就转动起来。当转到乙图的位置时，这两个力恰好方向相反，作用在同一条直线上，而且大小相等，方向相反且互相平衡，所以线圈在这个位置上可以保持平衡，就不再转动。
借题发挥：
通电线圈在磁场中转动消耗了电能，得到了机械能，这是电能转化机械能的过程。
[例3]如图2所示，有两闭合铝环，挂在一根水平光滑的绝缘杆上，当条形磁铁N极向左插向圆环时，两个铝环（）
A.有感应电流但无相互作用
B.有感应电流且有相互作用
C.无感应电流和相互作用
D.无感应电流有相互作用

图2
解题思路：
当条形磁铁的N极插向圆形铝环时，则闭合的铝环部分在做