二零二三年 优质公开课电磁联系　3-5.docxVIP

第16章电磁联系第3-5节

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（一）磁场对电流的作用：

1.磁场对通电直导线有力的作用，力的方向与磁场方向和电流方向有关。

2.通电线圈能够在磁场中转动，但不能在磁场中持续转动下去。

当通电线圈的平面与磁感应线垂直时，线圈受到磁场的作用力是一对平衡力，我们把这个位置称做平衡位置。

为了使线圈能够持续转动，必须用两个半圆形的滑环，使线圈刚转过平衡位置时，立即改变其中的电流方向，通电线圈就能在磁场力的作用下继续转动下去。

3.直流电动机――用直流电源供电的电动机。

（1）原理――电动机是根据通电线圈在磁场中转动的基本原理制成的。

（2）构造――直流电动机模型主要由磁铁（定子）、线圈（转子）、换向器和电刷四部分组成，其中，最简单的换向器是两个彼此绝缘的金属半环。

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（二）安装直流电动机模型：

1.安装要点：

（1）应按一定次序安装；

（2）电刷与换向器之间的松紧、线圈转子与定子之间的间隙要适中；

（3）安装完毕后用手拨一下转子，观察其运转是否良好，否则应加以调试。

具体步骤是：

（1）安装极靴（即弧形铁片）与磁铁，注意固定牢靠；

（2）安装电枢（即转子线圈）与电枢支架，注意要使电枢转动灵活，并不与极靴相碰；

（3）安装两个电刷，注意电刷要压紧换向器；

（4）连接电路，检查无误后通电，同时转动电枢，使电机起动。

2.实验现象：

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实验操作

观察到的现象

第1次

磁极位置不变，对调电源两极

只改变电流方向，线圈转动方向改变

第2次

电源两极不变，对调磁极位置

只改变磁场方向，线圈转动方向改变

第3次

移动变阻器滑片，使电路中电阻增大

当电流减小时，线圈转速变慢

第4次

移动变阻器滑片，使电路中电阻减小

当电流增大时，线圈转速变快

3.总结交流：

直流电动机的转速与电流大小有关；转动方向与电流方向和磁极的位置有关。

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（三）电磁感应（磁生电）：

1.现象――英国的物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应现象，利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象。

2.感应电流――电磁感应现象中产生的电流叫做感应电流。

感应电流的产生条件：

（1）电路必须是闭合电路；

（2）必须有一部分导体做切割磁感应线运动。

感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线运动的方向有关。

上述中，做切割磁感应线的部分导体相当于电源，其余只是充当导线。

3.发电机：

（1）原理――发电机是根据电磁感应现象发电的机器。

（2）构造――交流发电机主要由磁铁（定子）、线圈（转子）、滑环和电刷。

4.方向不变的电流叫做直流电。

交流发电机的线圈每转动一周，线圈中的电流就重复发生相同的变化，这种变化叫做周期性变化。

大小和方向作周期性改变的电流叫做交流电。

交流电的周期――电流发生一个周期性变化所用的时间，其单位就是时间的单位秒（s）。

交流电的频率――电流每秒发生周期性变化的次数。其单位是赫兹，符号是Hz。我国规定，交流电的频率统一是：50Hz。频率和周期的数值互为倒数。

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二.重、难点解析：

1.磁场对电流的作用。

垂直于磁感线放置在磁场中的通电导体会受到磁场力的作用。当电流方向改变时，通电导体受力的方向也随之改变；保持电流方向不变，调换磁铁两极的位置（即改变磁场的方向），则通电导体受力的方向也将发生改变。若通电导体与磁感线不垂直（即倾斜交叉）时，仍会受到磁场力的作用。若导体与磁感线平行时，不受到磁场力的作用。

2.通电线圈在磁场中的转动。

如下图所示，矩形线圈abcd放在磁场中，给矩形线圈通电，电流方向为a到b、到c、到d,矩形线圈的各条边均可看成通电直导线，各边受磁场作用力，其结论是可能使线圈转动。

图甲中的ab段导线受磁场作用力，方向竖直向上；cd段导线电流方向与ab段电流方向相反，磁感线方向也是从右向左，它与ab段导线所受力方向相反，为竖直向下；bc段、da段导线中电流方向与磁感线方向相同或相反，不受磁场作用力，矩形通电线圈受到磁场作用力，使线圈转动，转动的方向为顺时针方向。

图乙中ab段导线、cd段导线受力情况与图甲相同，只是因为线圈平面在竖直平面，两段导线受力在同一条直线上，合力为零。ab段受力垂直纸面向外、bc段受力垂直纸面向里，合力为零。结果是矩形通电线圈仍受磁场作用力，但作用力的合力为零，线圈不会受力的作用发生转动。

图乙中线圈的位置是线圈的平衡位置，如果线圈原来静止于这个位置，那么在通电后线圈也不会转动。如果线圈原来已经在转动，线圈将依靠惯性转过这个平衡位置。

3.对电磁感应的认识。

课本上关于“电磁感应”现象的描述：“闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。”短短的一句话，精确地概括了大量的实验事实，包含了丰富的内容。