第四節(jié) 安培力的應(yīng)用
[學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.掌握通電導(dǎo)體在磁場中受安培力作用而運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.(重點(diǎn)) 2.了解直流電動(dòng)機(jī)的原理.理解通電線圈在磁場中受安培力作用而轉(zhuǎn)動(dòng)的規(guī)律.(重點(diǎn)、難點(diǎn)) 3.了解磁電式電表的構(gòu)造及原理.
一、直流電動(dòng)機(jī)
1.分類:電動(dòng)機(jī)有直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī),交流電動(dòng)機(jī)又分為單相和三相交流電動(dòng)機(jī).
2.原理:如圖所示,當(dāng)電流通過線圈時(shí),右邊線框受到的安培力方向向下,左邊線框受到向上的安培力,在安培力作用下線框轉(zhuǎn)動(dòng)起來.
二、磁電式電表
1.裝置:磁電式電流表是在強(qiáng)蹄形磁鐵的兩極間有一個(gè)固定的圓柱形鐵芯,鐵芯外面套有一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁框,在鋁框上繞有線圈.鋁框的轉(zhuǎn)軸上裝有兩個(gè)螺旋彈簧和一個(gè)指針.線圈的兩端分別接在這兩個(gè)螺旋彈簧上,被測電流經(jīng)過這兩個(gè)彈簧流入線圈.
2.原理:如圖所示,當(dāng)電流通過線圈時(shí),線圈上跟鐵芯軸線平行的兩邊受到安培力產(chǎn)生力矩,使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng).同時(shí)由于螺旋彈簧被扭轉(zhuǎn),產(chǎn)生一個(gè)阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩,最終達(dá)到平衡.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角度由指針顯示出來,根據(jù)電流與偏角關(guān)系,可以得出電流的強(qiáng)弱.
1.正誤判斷
(1)電動(dòng)機(jī)是利用安培力使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的. (√)
(2)電動(dòng)機(jī)工作時(shí),將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能. (×)
(3)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可通過改變輸入電壓調(diào)節(jié). (√)
(4)磁電式電表只能測定電流的大小,不能確定被測電流的方向. (×)
(5)磁電式電表的線圈受到的安培力始終與線圈平面垂直. (√)
2.要改變直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向,可行方法有( )
A.適當(dāng)減小電流強(qiáng)度
B.適當(dāng)減弱磁場
C.改變線圈中的電流方向或把磁鐵兩極對調(diào)
D.改變線圈中的電流方向的同時(shí)對調(diào)磁鐵兩極
C [線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向跟通入的電流方向和磁場方向有關(guān),而與電流強(qiáng)弱、磁場強(qiáng)弱無關(guān),但不可同時(shí)改變電流方向和磁場方向,故只有選項(xiàng)C正確.]
3.電流表中蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻輻射分布的,下列說法正確的是( )
A.目的是使線圈平面始終與磁感線平行
B.目的是讓磁鐵和鐵芯間形成勻強(qiáng)磁場
C.離轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn),越靠近磁極,因此磁感應(yīng)強(qiáng)度越大
D.目的是使線圈平面始終與磁感線垂直
A [輻射磁場的目的是使線圈平行于磁感線,線框在轉(zhuǎn)動(dòng)中安培力大小不變,A正確,D錯(cuò)誤;輻射磁場各處磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不同,距離軸線越遠(yuǎn)磁場越弱,則B、C錯(cuò)誤.]