第四节安培力的应用
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
使交流电动机技术上有了突破的发展。这种电动机广泛使
用至今。
1.直流电动机突出的优点是________________. 答:通过改变输入电压很容易调节它的转速. 2.为什么磁电式电表不能用来测量较强的电流? 答:因为电流表绕制线圈的导线很细,允许通过的电流很
弱(几十微安到几毫安).如果通过的电流超过允许值,很
(1)定子：在电动机里固定不 动的部分叫做定子,主要部分 是磁极. (2)转子：在电动机里转动的
的部分叫做转子,由电枢绕组
(线圈)、换向器 (两个铜半环)及电刷和转轴 组成.
(3)换向器:当线圈
转过平衡位置时,换
向器能自动改变线 圈中的电流方向,使 线圈持续转动下去.
2.直流电动机工作原理 ⑴当线圈平面与磁场方向平行(S∥B)时,
F F
(线圈作顺时针转动.)
线圈转过180度时
F F
(线圈仍做顺时针转动.)
⑵当线圈平面与磁场方向垂直 (S⊥B)时,
线圈因电流 I=0,故F=0, 又因惯性,继续做顺时针转动.
线圈转过270度时
线圈因电流I=0,故F=0, 又因惯性,继续做顺时针转动.
⑶当线圈平面与磁场方向成夹角θ 时,
F
力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过 的角度成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。
蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀 辐射分布的，通电线圈不管转到什么 角度线圈的平面跟磁感线都平行。当 电流通过线圈的时候，线圈跟铁芯 轴线平行的两边受到的安培力产生力矩使线圈发生扭转。 同时，螺旋弹簧被扭转，产生一个阻碍线圈转动的力矩。
在蹄形磁铁的两极间有一个固定的 圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可 以转动的铝框，在铝框上绕有线圈。 铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和
一个指针，线圈两端分别接在两个
螺旋的弹簧上，被测电流经过这两 个弹簧流入线圈
蹄形磁铁和铁芯间磁场特征
电流表中磁铁与铁芯之间磁场是均匀辐射分布的.
【说明】
由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而安培力的
F
(线圈仍做顺时针转动.)
实际电动机结构
实际中的电动机,为
了能够平稳、有效 地工作,电枢的绕组 是由许多匝线圈互 相错开构成的,而且
嵌在圆柱形的铁芯
上,组成转子；换向 器也是由许多片组成.
【说明】
直流电动机最突出的优点是通过改变输入电压很容 易调节它的转速，而交流电动机的调速就不太方便。因 此，不少需要调速的设备，都采用直流电动机。如：无 轨电车和电气机车都是用直流电动机来开动的。
其大小随线圈转动角度的增大而增大。直到上述两个力矩
相平衡线圈才会停下来。
早期的电动机
早在1821年，法拉第在重复奥斯特实验时，就制造出人类
历史上第一台最原始的电动机。1834年，俄国雅克比发明 了第一台具有实用价值的棒式铁芯电动机。1888年，意大 利费拉里斯在研究旋转磁场后，制造了第一台交流电动机。 1889年，俄国多勃罗沃尔斯基制造了三相鼠笼交流发电机，
D
安 培 力 的 应 用
直流电 动机
构造
原理: 安培力矩作用下转动
磁电式 电流表
构造 原理: 力矩平衡
我不如起个磨刀石的作用，能使钢刀锋利，
虽然它自己切不动什么。 ——贺拉斯
2.磁场对电流有作用力，这个力叫安培力，安培力的大小
B ∥I时，F＝0
B与I夹角为θ 时，F=ILBsinθ
讨论与交流
1.电流通过电动机，电动机是如何转动起来的？ 2.线圈的转动体现了能量如何转化？
3.怎样才能使线圈持续转动？
4.生活、生产中电动机有哪些用途？
一、直流电动机
1.直流电动机基本结构
位置,那么,能绕轴OO′转动的有（ B ）
S⊥B
S∥B 转轴∥B
S∥B
转轴∥B
S⊥B
5.如图所示，两条直导线相互垂直，但相隔一个小距离， 其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电 流按图示方向通入两条导线时，CD导线将（ D ） B A、顺时针方向转动，同时靠近导线AB I B、顺时针方向转动，同时离开导线AB C C、逆时针方向转动，同时离开导线AB I D、逆时针方向转动，同时靠近导线AB A
第四节 安培力的应用
1.知道直流电动机、磁电式电表的构造及原理。 2.能判断通电线圈在磁场中所受安培力的大小及方向。
3.体验动手做实验的乐趣,培养动手操作能力。
4.通过实物演示,增加学习物理的兴趣,激发求知欲。
复习回顾
1.判断图中通电导线所受安培力的方向
F
计算公式： B ⊥I 时， F=ILB
F
容易把它烧坏.
3.如图所示,一位于xy平面内的矩形通电线圈只能绕ox轴 转动,线圈的四个边分别与x、y轴平行.线圈中电流方向 如图所示,当空间加上如下所述的哪种磁场时,线圈会转
动起来（ B ）
A.方向沿x轴的恒定磁场 B.方向沿y轴的恒定磁场 C.方向沿z轴的恒定磁场 D.方向沿z轴的变化磁场
4.如图所示,给出了通电闭合线圈在匀强磁场中的不同
3.生活中直流电动机的应用
⑴请仔细观察课本P86图3-4-3或电表实物. ⑵关于磁电式电流表的工作原理，请思考 ①线圈的转动是怎样产生的? ②线圈为什么不一直转下去？
③为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱?
④如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向?
⑤使用时要特别注意什么?
磁电式电表
使交流电动机技术上有了突破的发展。这种电动机广泛使
用至今。
1.直流电动机突出的优点是________________. 答:通过改变输入电压很容易调节它的转速. 2.为什么磁电式电表不能用来测量较强的电流? 答:因为电流表绕制线圈的导线很细,允许通过的电流很
弱(几十微安到几毫安).如果通过的电流超过允许值,很
(1)定子：在电动机里固定不 动的部分叫做定子,主要部分 是磁极. (2)转子：在电动机里转动的
的部分叫做转子,由电枢绕组
(线圈)、换向器 (两个铜半环)及电刷和转轴 组成.
(3)换向器:当线圈
转过平衡位置时,换
向器能自动改变线 圈中的电流方向,使 线圈持续转动下去.
2.直流电动机工作原理 ⑴当线圈平面与磁场方向平行(S∥B)时,
F F
(线圈作顺时针转动.)
线圈转过180度时
F F
(线圈仍做顺时针转动.)
⑵当线圈平面与磁场方向垂直 (S⊥B)时,
线圈因电流 I=0,故F=0, 又因惯性,继续做顺时针转动.
线圈转过270度时
线圈因电流I=0,故F=0, 又因惯性,继续做顺时针转动.
⑶当线圈平面与磁场方向成夹角θ 时,
F
力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过 的角度成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。
蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀 辐射分布的，通电线圈不管转到什么 角度线圈的平面跟磁感线都平行。当 电流通过线圈的时候，线圈跟铁芯 轴线平行的两边受到的安培力产生力矩使线圈发生扭转。 同时，螺旋弹簧被扭转，产生一个阻碍线圈转动的力矩。
在蹄形磁铁的两极间有一个固定的 圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可 以转动的铝框，在铝框上绕有线圈。 铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和
一个指针，线圈两端分别接在两个
螺旋的弹簧上，被测电流经过这两 个弹簧流入线圈
蹄形磁铁和铁芯间磁场特征
电流表中磁铁与铁芯之间磁场是均匀辐射分布的.
【说明】
由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而安培力的
F
(线圈仍做顺时针转动.)
实际电动机结构
实际中的电动机,为
了能够平稳、有效 地工作,电枢的绕组 是由许多匝线圈互 相错开构成的,而且
嵌在圆柱形的铁芯
上,组成转子；换向 器也是由许多片组成.
【说明】
直流电动机最突出的优点是通过改变输入电压很容 易调节它的转速，而交流电动机的调速就不太方便。因 此，不少需要调速的设备，都采用直流电动机。如：无 轨电车和电气机车都是用直流电动机来开动的。
其大小随线圈转动角度的增大而增大。直到上述两个力矩
相平衡线圈才会停下来。
早期的电动机
早在1821年，法拉第在重复奥斯特实验时，就制造出人类
历史上第一台最原始的电动机。1834年，俄国雅克比发明 了第一台具有实用价值的棒式铁芯电动机。1888年，意大 利费拉里斯在研究旋转磁场后，制造了第一台交流电动机。 1889年，俄国多勃罗沃尔斯基制造了三相鼠笼交流发电机，
D
安 培 力 的 应 用
直流电 动机
构造
原理: 安培力矩作用下转动
磁电式 电流表
构造 原理: 力矩平衡
我不如起个磨刀石的作用，能使钢刀锋利，
虽然它自己切不动什么。 ——贺拉斯
2.磁场对电流有作用力，这个力叫安培力，安培力的大小
B ∥I时，F＝0
B与I夹角为θ 时，F=ILBsinθ
讨论与交流
1.电流通过电动机，电动机是如何转动起来的？ 2.线圈的转动体现了能量如何转化？
3.怎样才能使线圈持续转动？
4.生活、生产中电动机有哪些用途？
一、直流电动机
1.直流电动机基本结构
位置,那么,能绕轴OO′转动的有（ B ）
S⊥B
S∥B 转轴∥B
S∥B
转轴∥B
S⊥B
5.如图所示，两条直导线相互垂直，但相隔一个小距离， 其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电 流按图示方向通入两条导线时，CD导线将（ D ） B A、顺时针方向转动，同时靠近导线AB I B、顺时针方向转动，同时离开导线AB C C、逆时针方向转动，同时离开导线AB I D、逆时针方向转动，同时靠近导线AB A
第四节 安培力的应用
1.知道直流电动机、磁电式电表的构造及原理。 2.能判断通电线圈在磁场中所受安培力的大小及方向。
3.体验动手做实验的乐趣,培养动手操作能力。
4.通过实物演示,增加学习物理的兴趣,激发求知欲。
复习回顾
1.判断图中通电导线所受安培力的方向
F
计算公式： B ⊥I 时， F=ILB
F
容易把它烧坏.
3.如图所示,一位于xy平面内的矩形通电线圈只能绕ox轴 转动,线圈的四个边分别与x、y轴平行.线圈中电流方向 如图所示,当空间加上如下所述的哪种磁场时,线圈会转
动起来（ B ）
A.方向沿x轴的恒定磁场 B.方向沿y轴的恒定磁场 C.方向沿z轴的恒定磁场 D.方向沿z轴的变化磁场
4.如图所示,给出了通电闭合线圈在匀强磁场中的不同
3.生活中直流电动机的应用
⑴请仔细观察课本P86图3-4-3或电表实物. ⑵关于磁电式电流表的工作原理，请思考 ①线圈的转动是怎样产生的? ②线圈为什么不一直转下去？
③为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱?
④如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向?
⑤使用时要特别注意什么?
磁电式电表