电动机原理及试题

电动机原理及试题1、 了解磁场对通电导线的作用。2、 知道换向器在直流电动机中的作用。3、 初步认识科学与技术之间的关系。通电导线在磁场中受力运动通电导线在磁场中受到力的作用的条件是电流方向和磁感线方向不平行。通电导线在磁场中的受力方向跟电流的方向垂直，也跟磁感线的方向垂直。通电线圈在磁场中的转动把矩形线圈放在磁场中，开始时使线圈平面和磁感线平行，接通电路后，由于通电线圈的两条对边中的电流方向相反，它们受到磁场的作用力的方向相反，但不在一条直线上，通电线圈在这两个力的作用下便发生转动。当线圈转到线圈平面垂直磁感线的位置时，线圈的两条对边受到的力恰好在同一直线上，且大小相等，方向相反。线圈此时受平衡力处于平衡状态，所处的位置叫做平衡位置，线圈靠惯性越过平衡位置后所受的磁场力又迫使线圈回到平衡位置。线圈只能在平衡位置附近来回摆动，不能沿一个方向持续转动。要使通电线圈在磁场中沿一个方向持续转动，必须在通电线圈转过平衡位置的瞬间，及时改变线圈中的电流方向或线圈所在处的磁感线的方向。直流电动机中的换向器就是当线圈刚转过平衡位置就自动改变线圈中电流方向的装置。例1、要改变直流电动机的转向，下列哪些方法是可行的？()改变线圈中的电流方向改变磁场方向将电源的正负极和两个磁极同时调换电源的正负极或两个磁极调换解析：线圈的转动方向与线圈受的磁力方向有关，而磁力方向同电流方向以及磁感线方向都有关。A：只改变线圈中的电流方向时线圈受的磁力方向也随之反向;同理B情况下线圈受的磁力方向也反向；C：电源的正负极和两个磁极同时调换时线圈受的磁力方向不改变；D情况分别与A或B完全相同。故可行的是A、B、D三种方法。例2、如图所示是检验磁场对通电导体作用力的实验装置。当导线ab中有某方向电流通过时，它受到磁场的作用力向上。如果仅将两磁极对调位置，导线ab受力向;如果磁极位置不变，仅改变ab中的电流方向，导线ab受力向；如果同时对调磁极位置和改变电流方向，导线ab受力向。解析：通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系.当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。如果电流的方向和磁感线的方向都变得相反，通电导线受力的方向不变。由以上分析可知：如果仅将两磁极对调位置，导线ab受力向下；如果仅改变ab中的电流方向，导线ab受力向下；如果同时对调磁极位置和改变电流方向，导线ab受力向上。答案：参见解析。例3、一个能自由转动的矩形线圈悬挂在磁场中，通电后，线圈不动，这可能是()。线圈中电流方向接反了 B.线圈中通的是交流电C.线圈此时正好处在“平衡位置” D.以上说法均不对解析:只有线圈转到平衡位置时，所受两个力恰好在一条直线上，而且大小相等，方向相反，相互平衡，不能转动。答案：C例4、在探究通电导线在磁场中的受力方向与什么有关系时，一位同学做了如图(a)、(b)、(c)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)通过实验(a)和知)说明，通电导线在磁场中的受力方向与的方向有关。⑵通过实验(a)和(b)说明，通电导线在磁场中的受力方向与的方向有关。解析：(1)比较实验(a)和(b)，通电导线所在处磁场的磁感线方向相同，通电导线AB中的电流方向相反，所受磁场对它的力的方向相反。说明通电导线在磁场中的受力方向与电流的方向有关；⑵比较实验(a)和(c)，通电导线AB中的电流方向相同，都是从B到A，所处磁场的磁感线方向相反，所受磁场对它的力的方向相反。说明通电导线在磁场中的受力方向与磁感线的方向有关。答案：电流磁感线例5、如图所示，从一个不能打开的盒子(内有电池组等电路元件)上的两个小孔中伸出一段细软的长导线。试在不断开该导线的情况下，设计两种不同的方法判断该导线中是否有电流，并根据你的设计填写下表。所用器材主要实验步骤及判断导线中是否有电流的方法所用器材主要实验步骤及判断导线中是否有电流的方法方法一方法二解析：电流看不见，模不到，但电流通过导体时会产生一些特有的现象，即电流通过导体会产生一些效应。我们可以通过电流的效应来判断电流的存在。答案：方法一：利用电流的磁效应判断所用器材：大铁钉、一些大头针主要实验步骤和判断方法：①把细软导线紧密排绕在大铁钉上制成一个电磁铁；②把电磁铁一端靠近大头针，如果吸引大头针，导线中有电流，如果不吸引大头针，导线中没电流。

方法二：利用电流的磁效应判断方法二：利用电流的磁效应判断所用器材：小磁针（带支架）主要实验步骤和判断方法：①把小磁针支起来，使小磁针能够在水平面内自由转动；②小磁针静止时，将细软导线拉直并且平行小磁针使之处在小磁针的上方。若小磁针发生偏转，导线中有电流，如果小磁针不发生偏转，导线中没有电流。方法三：利用通电导线在磁场中受力运动判断所用器材：大蹄形磁铁，一段轻质直棒主要实验步骤和判断方法：①把细软导线顺沿轻质直棒后，在棒的两端绑缚并能使棒悬挂起来；②把直棒水平放置在蹄形磁铁两极之间（如图所示），若直捧受力运动，导线中有电流，如果直棒静止不动，导线中没有电流。答案：参见解析。例6、要改变通电导体在磁场中的受力方向，下列办法中可行的是（）。（A） 增大通电导体中的电流（B） 减小通电导体两端的电压（C） 改变通电导体中的电流方向（D） 同时改变导体中的电流方向和磁场方向解析：本题考查对通电导线在磁场中受力的方向跟电流的方向、磁感线的方向之间的关系的理解和掌握。解题的关键是明确：当磁感线的方向不变时，电流的方向变得相反，通电导线受力的方向也变得相反；当电流的方向不变，磁感线的方向变得相反，通电导线受力的方向也变得相反。当电流的方向和磁感线的方向都变得相反，通电导线受力的方向不变。答案：C例7、要想使一台直流电动机的转速增大一些，下列哪些方法可行？（）增大线圈中的电流强度换用电压较高的直流电源将磁极对调加大原来磁场的磁性解析：电动机的转速与磁力的大小有关，对于相同的线圈，每边受的磁力随电流强度、磁场强度增大而增大。故A、B、D三种方法都有可能增大电动机的转速。答案：ABD例8、关于直流电动机，下列说法中正确的是（）。直流电动机的工作原理是电磁感应现象直流电动机正常工作时，将电能转化为机械能直流电动机换向器是由两个彼此绝缘的半铜环组成的电源的正负极和磁场的方向都改变，直流电动机的转动方向也改变解析：直流电动机是在通电时工作的，是将电能转化为机械能的机器，所以选项B是正确的，而A是错误的，为了保证直流电动机中的线圈在一周之内转动的过程中，线圈中的电流方向正好改变，使线圈能沿着同一方向继续转动，必须有一个改变电流方向的装置一一换向器，换向器必须由两部分组成且彼此绝缘，能随线圈一起转动，所以选项C是正确的，直流电动机的转动方向由电流方向和磁场

方向两个方向决定，因此如果同时改变电源正负极和磁场方向，直流电动机的转动方向仍不变，所以选项D不正确。答案：BC1、 直流电动机的主要组成部分是、、和。2、 要改变电动机转向，只需把对调一下，或把对调一下，要增大电动机转速，则应将变阻器滑片移到的位置。3、 观察直流电动机模型的两个电刷，它们分别与换向器的相接触，使电源和线圈组成电路，又能使线圈由于惯性经过平衡位置时能地改变电流的方向。4、 从能量的角度来思考，通电导体在磁场中的运动时，能变成能。5、 实际的电动机内部线圈总是有电阻的，电流通过时会发热，一部分电能转化成能，使电动机的温度升高，这就是说，电动机工作时，并没有将电能全部转化成能。6、 在安装直流电动机模型的实验中，要减小电动机的转速，正确的措施是（）。A、增大电源电压 B、调换磁铁的磁极C、改变线圈中电流方向 D、减小线圈中的电流7、 下列电器中根据通电导体在磁场中要受力的作用原理制成的有（）。A、电磁铁B、发电机C、电动机D、电磁继电器8、 如图所示，是的示意图，其中能够自动改变线圈中电流方向的装置叫做。9、在如图所示中关于甲、乙两图正确的说法是（）。甲乙甲乙利用图甲所示实验的原理可制成电动机利用图甲所示实验的原理可制成发电机图甲是研究电磁感应现象的装置图乙研究的现象中可将电能转化为机械能答案:1、 线圈，磁体，电刷，换向器2、 磁极，电源正负极，电阻较小3、 两个铜半环，闭合，及时4、 电，机械5、 热（内），机械6、 D分析:A是加快转速，B、C只能改变转动方向