登录
【活动一】通电导线和磁体的相互作用。
演示实验：
1. 从之前的学习中我们知道通电导线附近存在磁场，将小磁针靠近未通电的导线，小磁针指向南北方向。再将小磁针靠近通电导线，小磁针会发生什么现象呢？如图20-4-1。从力和运动的角度考虑，小磁针是否受到力？
2. 通电导线对小磁针有力的作用，那小磁针对通电导线是否也有力的作用？
演示实验：
1. 从之前的学习中我们知道通电导线附近存在磁场，将小磁针靠近未通电的导线，小磁针指向南北方向。再将小磁针靠近通电导线，小磁针会发生什么现象呢？如图20-4-1。从力和运动的角度考虑，小磁针是否受到力？
小磁针运动状态改变，受到力的作用
。2. 通电导线对小磁针有力的作用，那小磁针对通电导线是否也有力的作用？
力的作用是相互的，通电导线也受到小磁针施加的力的作用
。答案
1. 小磁针运动状态改变，受到力的作用
2. 力的作用是相互的，通电导线也受到小磁针施加的力的作用
2. 力的作用是相互的，通电导线也受到小磁针施加的力的作用
【活动二】通电导线在磁场中所受力的方向的影响因素。
1. 根据之前的学习，猜测通电导线在磁场中所受力的方向受什么因素影响？
。
2. 为了解通电导线所受力的方向，不将导线固定，而是将导线静止放在导轨上。
3. 演示：验证通电导线在磁场中所受力的方向与导线中的电流方向、磁感线方向有关。
（1）如图20-4-2所示，把导线ab静止平放在蹄形磁体的磁场中。闭合开关，发现导线ab会（选填“水平向左”或“水平向右”）运动，导线的运动状态发生变化，说明ab受到哪个方向的力？。
（2）为了方便研究通电导线在磁场中受力的方向与导线中的电流方向、磁感线方向的关系，我们先画出图20-4-2中导线和磁体的剖面图，如图20-4-3甲所示。（“⊙”表示电流垂直纸面向外流出，“⊗”表示电流垂直纸面向里流进）
（3）实验过程：
①请你在图20-4-3甲中画出图20-4-2中的磁感线与导线所受的力。
②请你按照实验目的，用提供的器材设计实验，并如图20-4-3甲一样在实验的剖面图20-4-3乙、丙中补充磁极、磁感线、导线的电流方向。
③在图20-4-3乙、丙中记录实验中导线所受的力的方向。
【活动三】活动二中的导线离开磁场后还受到力的作用吗？。
导线离开磁场后，所受的力消失。如何让导线在有限大小的磁场中不断受力运动，又不离开磁场的范围？
分析直流通电线圈在磁场中的运动情况。
1. 演示：如图20-4-4所示，把通电线圈放入磁场中，观察线圈的摆动情况和摆动范围，并观察线圈转动的情况，已知此时电流方向如图所示。
2. 分析：上述实验中，线圈转到不同位置时的立体图和剖面图如图20-4-5所示，图甲中导线a、b受到的磁场力会使线圈顺时针转动。请根据图甲中的信息，在图乙至图戊的剖面图中画出磁感线方向，导线a和导线b中的电流方向、所受磁场力方向，并在对应的立体图中画出线圈的转动方向。
3. 思考：图20-4-5甲中，线圈a、b导线所受的力使其顺时针转动。图乙中，线圈所受的力是（选填“动力”或“阻力”）。图丁中，线圈由于惯性想保持（选填“顺时针”或“逆时针”）转动，所受的力想使其（选填“顺时针”或“逆时针”）转动。线圈能一直转动下去吗？。最终，a、b导线所受的力平衡，会静止在图所示位置。
4. 如何才能使线圈持续转动？
【活动四】直流电动机换向器的作用。
观看视频，老师不断将开关打到不同位置，此时灯交替亮起，电动机可以持续转动。说明此时电流方向是怎样的。
直流电动机的结构如图20-4-6所示，它利用换向器实现线圈沿同一方向持续转动。请在图中标出各部分的名称。
分析：线圈转到不同位置时的立体图如图20-4-7所示，图甲中导线a和导线b受到的磁场力会使线圈顺时针转动。请根据图甲中的信息，在图乙、图丙和图丁中分别画出磁感线方向、导线a和导线b中的电流方向及其所受磁场力的方向、线圈的转动方向。（提示：图乙中的电刷与铜半环位置如图20-4-8所示。）
图20-4-8
请通过观看相关视频、动画或观察实物，了解直流电动机的基本构造与工作原理。
归纳：通电导线在磁场中会受到力的作用，力的方向跟导线中电流的方向、磁感线的方向都有关系，当电流的方向和磁感线的方向其中一个变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。直流电动机换向器的作用：线圈转过平衡位置后能自动改变线圈中的电流方向，使线圈始终受到让其向同一方向转动的力，实现线圈沿同一方向持续转动。
1. 根据之前的学习，猜测通电导线在磁场中所受力的方向受什么因素影响？
。
2. 为了解通电导线所受力的方向，不将导线固定，而是将导线静止放在导轨上。
3. 演示：验证通电导线在磁场中所受力的方向与导线中的电流方向、磁感线方向有关。
（1）如图20-4-2所示，把导线ab静止平放在蹄形磁体的磁场中。闭合开关，发现导线ab会（选填“水平向左”或“水平向右”）运动，导线的运动状态发生变化，说明ab受到哪个方向的力？。
（2）为了方便研究通电导线在磁场中受力的方向与导线中的电流方向、磁感线方向的关系，我们先画出图20-4-2中导线和磁体的剖面图，如图20-4-3甲所示。（“⊙”表示电流垂直纸面向外流出，“⊗”表示电流垂直纸面向里流进）
（3）实验过程：
①请你在图20-4-3甲中画出图20-4-2中的磁感线与导线所受的力。
②请你按照实验目的，用提供的器材设计实验，并如图20-4-3甲一样在实验的剖面图20-4-3乙、丙中补充磁极、磁感线、导线的电流方向。
③在图20-4-3乙、丙中记录实验中导线所受的力的方向。
【活动三】活动二中的导线离开磁场后还受到力的作用吗？。
导线离开磁场后，所受的力消失。如何让导线在有限大小的磁场中不断受力运动，又不离开磁场的范围？
分析直流通电线圈在磁场中的运动情况。
1. 演示：如图20-4-4所示，把通电线圈放入磁场中，观察线圈的摆动情况和摆动范围，并观察线圈转动的情况，已知此时电流方向如图所示。
2. 分析：上述实验中，线圈转到不同位置时的立体图和剖面图如图20-4-5所示，图甲中导线a、b受到的磁场力会使线圈顺时针转动。请根据图甲中的信息，在图乙至图戊的剖面图中画出磁感线方向，导线a和导线b中的电流方向、所受磁场力方向，并在对应的立体图中画出线圈的转动方向。
3. 思考：图20-4-5甲中，线圈a、b导线所受的力使其顺时针转动。图乙中，线圈所受的力是（选填“动力”或“阻力”）。图丁中，线圈由于惯性想保持（选填“顺时针”或“逆时针”）转动，所受的力想使其（选填“顺时针”或“逆时针”）转动。线圈能一直转动下去吗？。最终，a、b导线所受的力平衡，会静止在图所示位置。
4. 如何才能使线圈持续转动？
【活动四】直流电动机换向器的作用。
观看视频，老师不断将开关打到不同位置，此时灯交替亮起，电动机可以持续转动。说明此时电流方向是怎样的。
直流电动机的结构如图20-4-6所示，它利用换向器实现线圈沿同一方向持续转动。请在图中标出各部分的名称。
分析：线圈转到不同位置时的立体图如图20-4-7所示，图甲中导线a和导线b受到的磁场力会使线圈顺时针转动。请根据图甲中的信息，在图乙、图丙和图丁中分别画出磁感线方向、导线a和导线b中的电流方向及其所受磁场力的方向、线圈的转动方向。（提示：图乙中的电刷与铜半环位置如图20-4-8所示。）
图20-4-8
请通过观看相关视频、动画或观察实物，了解直流电动机的基本构造与工作原理。
归纳：通电导线在磁场中会受到力的作用，力的方向跟导线中电流的方向、磁感线的方向都有关系，当电流的方向和磁感线的方向其中一个变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。直流电动机换向器的作用：线圈转过平衡位置后能自动改变线圈中的电流方向，使线圈始终受到让其向同一方向转动的力，实现线圈沿同一方向持续转动。
答案
【活动二】
1. 导线中的电流方向、磁场方向
3. (1) 水平向右 受到向右的力的作用
(3)
【活动三】
不受到 将导线绕成线圈在磁场中转动
2.
3. 动力 顺时针 逆时针 不能 戊
4. 如果线圈在平衡位置前后所受力的方向相反，就能使线圈沿顺时针方向持续转动。
【活动四】
略
