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电动机

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在本章20.0《电与磁》内容概要中,我们提及了电动机。我们本节就来介绍20.4《电动机》的结构,及电动机的工作原理是什么?

电动机

夏天打开电扇,扇叶转动起来,我们会感觉到很凉爽;电动玩具汽车可以在地面上跑起来;骑电动自行车可以帮我们省很多力气。

这些,都是电动机的具体应用。

我们这一节《电动机》来学习电动机的工作原理。

在讲电动机的结构和工作原理之前,我们先来通过实验研究一下磁场对通电导线的作用,这是电动机工作的最基本的原理。

通电导线在磁场中的受力演示图

磁场对通电导线的作用

演示实验1:通电导线在磁场中受力

如图所示,学生电源提供电流,开关控制电流的有无,导线悬在铁架台上,导体棒处在马蹄铁的磁场中。

(1)闭合开关后,观察导体棒的运动(受力)情况;

(2)改变电流的方向,再来观察导体棒的运动情况;

(3)改变马蹄铁的NS极,再来观察导体棒的运动情况;

实验表明,通电导线在磁场中受到力的作用,力的方向跟电流的方向、磁感线的方向有关。

电动机的工作原理

演示实验2:线框在磁场中受力

如图所示,研究通电后的线框块在磁场中受力的情况,我们会发现,线框在磁场中受到力的作用,并会绕固定转轴旋转起来。

当电路断开后,线框受力情况消失。

实验表明,通电后的线框在磁场中受到力的作用,并会旋转起来。

电动机的工作原理

电动机的工作原理

电动机的工作具体如图所示。

直流电动机的工作原理是,磁场对电流有力的作用,使电动机转动。电动机是将电能转化为机械能的装备。

我们这里对电动机的解释,主要是以原理为主,实际中,电动机的工作模式与结构,要比这里介绍的复杂的多。

电动机的基本构造

电动机结构图

电动机由两部分组成:能转动的线圈和固定不动的磁体。

在电动机中,能转动的部分叫做转子,固定不动的部分叫做定子。

扬声器

扬声器俗名喇叭,是收音机、电视机、音响的重要部件。扬声器是如何工作的呢?

扬声器是把电信号转化成声信号的一种装置,利用的是磁场对通电导线的作用(即电动机原理)。其工作原理图如图所示。

图中有永久磁体会在空间内形成磁场,线圈的电路与外界相连,当线圈中通过电流时,就会在磁场的作用下受力运动。

扬声器工作原理图

当我们输入的电流大小在变化时,线圈所受到的力也会大小变化。因为线圈与锥形纸盆连在一起,因此会引起锥形纸盆的振动。

在2.0《声现象》这一章节中,我们介绍过,振动是产生声音的基础。

综上所述,我们可以通过调整电流的大小变化,对线圈产生不同的受力情况,进而引起锥形纸盆的振动变化,产生声音。

不仅扬声器是这样的原理,我们用的耳机也是类似的结构,只不过小了很多而已。

话筒的工作原理,请看这篇文章介绍http://chuzhongwuli.com/228/

《电动机》基础知识巩固题

1、通电导体在       里受到力的作用,受力的方向跟      方向和       方向有关。

2、直流电动机是把       能转化为       能的机器,它是利用通电线圈在       的原理制成的,并利用了       自动改变线圈中的电流方向,使其不停地转动。

3、通电线圈在磁场里受力转动后,消耗了       ,得到了       能。说明这个现象中实现了       能转化成       能。

4、从电池中得到的电流的方向       ,通常叫做       电。我国居民用的电,1s有       个周期,电流的方向每周期改变       次。

5、一个能够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       

A、线圈中的电流方向接反了

B、线圈中通过的是交流电

C、线圈此时正好处于平衡位置

D、以上说法都不正确

6、要改变直流电动机线圈的转动方向,可以使用的措施有改变       的方向和改变       的方向。

7、要改变直流电动机转动的速度,可采用的方法是改变电流的       

8、电动机两端的电压是U,电流为I,电动机线圈的电阻为R,则该电动机工作时输出的机械功率最大为       

A、UI

B、I2R

C、UI-I2R

D、UI+I2R

9、一台额定电压是220V的电动机,正常工作时通过的电流为5A,发热损失的功率为25W,则其线圈的电阻是       Ω。

10、电动自行车的“心脏”是电动机,工作时把       转化为       ;关闭电源,人用力踩脚踏板,电动车就会变成“发电机”,它发电的原理是       

《电动机》基础知识巩固答案

1、磁场   电流   磁场

2、电   机械   通电导线在磁场中受到力的作用   换向器

3、电   机械   电   机械

4、不变   直流   50   2

5、C

6、电流   磁场

7、大小

8、C

9、1

10、电能   机械能   电磁感应

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