第4节 电动机
第1课时 磁场对通电导线的作用
知识点 磁场对通电导线的作用 精练版P41
1.磁场对通电导线的作用
(1)提出问题:通电导线在磁场中是否受力的作用?如果受力的作用,力的方向与什么因素有关?
(2)猜想或假设:通电导线在磁场中受力的作用,力的方向可能与磁场的方向、导体中电流的方向有关。
(3)设计并进行实验:
实验① 按照右图所示装置,用两根平行的金属导轨,把一根直导线ab支起来,并且让直导线位于蹄形磁体两极之间的磁场中,接通电源,观察现象。
实验现象:直导线ab向左运动。
实验分析:ab开始运动,说明ab通电后在磁场中受到力的作用。
实验② 保持N极、S极位置不变,改变通过ab的电流方向,观察实验现象。
实验现象:直导线ab向右运动。
实验分析:ab中电流方向改变,ab的运动方向也改变,表明电流方向改变后,ab受力方向也改变了,说明ab受力方向与ab中的电流方向有关。
实验③ 保持ab中的电流方向与实验①中相同,把磁体的两个磁极对调,让磁感线方向与原来方向相反,观察实验现象。
实验现象:直导线ab向右运动。
实验分析:改变磁感线方向,ab运动方向也改变,说明ab受力方向与磁感线方向有关。
实验④ 同时改变通过ab的电流方向和对调磁体的两个磁极,观察实验现象。
实验现象:直导线ab向左运动。
实验分析:同时改变电流方向和磁感线方向时直导线向左运动,说明当电流方向与磁感线方向同时反向时,ab受力方向不变。
(4)实验结论: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为反向时,通电导线受力的方向也变为反向;当电流的方向和磁感线的方向同时反向时,通电导线受力的方向不变。
2.磁场对通电线圈的作用
实验探究:如图所示,把线圈放在磁场里,给线圈通电后,观察到通电线圈在磁场里会转过一个角度,但不能持续转动。
实验结论:通电线圈在磁场中会受力而转动,但不能持续转动。
例1
如图所示,是“探究磁场对通电导线的作用”的实验装置。当闭合开关S时,导线ab中自由电子定向移动的方向是________(选填“从a到b”“从b到a”或“垂直于ab方向”),导线ab受到磁场的作用力而向左运动。现在,如果只将磁场方向变为与原来方向相反,那么导线ab将向________运动;如果同时将电流方向和磁场方向变为与原来方向相反,那么导线ab将向________运动。