第 14 章 第 3 节 通电导线在磁场中受到的作用力
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与
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通电导线在磁场中受到的作用力
2021 年 5 月 22 日，我国首辆火星车“祝融号”安全驶离着陆平台，到达火星表面，开始执行探测任务。图 14–3–1 是“祝融号”在火星表面行驶巡视的模拟画面，火星车行驶要依靠电动机，电动机通电后转动从而带动火星车行驶。为什么电动机通电后能转动？
通电导线在磁场中是否受到力的作用？
通过前面的学习，我们知道磁体周围存在磁场，电流周围也存在磁场；磁体在磁场中会受到力的作用。通电导线相当于磁体，在磁场中也应该受到力的作用，其运动状态可能会发生改变。
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线
在
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场
中
受
到
的
作
用
力
通电直导线置于磁场中
如图 14–3–2 所示，将直导线 ab 放在两根平行的导体轨道上，并静置于蹄形磁体中间，导体轨道与电源、开关串联。闭合开关接通电路，观察直导线 ab 是否运动。
实验中观察到直导线 ab 通电后由静止变为运动，说明通电导线在磁场中受到了力的作用。
通电导线在磁场中的受力方向与哪些因素有关？
通电导线在磁场中会受到力的作用。我们知道，磁场是有方向的，可以猜想：通电导线在磁场中的受力方向可能与电流的方向、磁场的方向都有关系。
下面，我们利用图 14–3–2 所示的实验装置继续研究。
1．保持图 14–3–2 中蹄形磁体 N 极和 S 极位置不变，把电源的正、负极对调后重新接入电路，使通过直导线 ab 的电流方向与原来相反，观察直导线 ab 如何运动。
2．保持图 14–3–2 中电源的正、负极不变，把蹄形磁体 N 极和 S 极位置对换，使直导线 ab 所处磁场的方向与原来相反，接通电路后，观察直导线 ab 如何运动。
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动圈式扬声器示意图
大量实验表明，通电导线在磁场中受到的作用力的方向与电流方向、磁场方向都有关。
电视机、音响等设备中的扬声器（喇叭）发出声音时，离不开通电导线在磁场中受到的力的作用。图 14–3–3 是动圈式扬声器的示意图，它主要由固定的永磁体、线圈和锥形纸盆等构成。当线圈中通以携带声音信息、大小和方向不断变化的电流时，线圈在永磁体的磁场中受到力的作用而振动，从而带动纸盆振动，于是扬声器就发出了声音。
生活中小巧的耳塞式耳机基本都是动圈式扬声器，只是将大纸盆换成了小音膜。
电动机是如何工作的？
电动机是利用通电导线在磁场中受到力的作用把电能转化为机械能的装置。电动机主要由两部分组成：能够转动的线圈和固定不动的磁体。如图 14–3–4 所示，将线圈按图示方式置于磁体两磁极间的磁场中，并将线圈与电源、开关串联。闭合开关接通电源，线圈会发生转动。
在电动机中，还需要通过换向器适时改变线圈中的电流方向，使线圈持续同方向转动下
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在
磁
场
中
受
到
的
作
用
力
去，这就是电动机工作的基本原理，如图 14–3–5 所示。
“祝融号”火星车的电动机通电后转动的原理与此类似。
实际使用的电动机是比较复杂的。如图 14–3–6 所示，洗衣机中的电动机有多个线圈。有些电动机直径只有几毫米，图 14–3–7 所示为用于智能手机的微型电动机。电动机具有效率高、噪声小等优点，被广泛应用于工业、交通运输、家用电器等领域，并且随着技术的进步，电动机的应用会越来越广泛。
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1．要改变通电导线在磁场中受到的作用力的方向，可以通过改变___________________或改变__________________来实现。如果同时改变这两者的方向，通电导线所受作用力的方向会改变吗？
2．要使电动机中线圈的转动方向发生改变，可以采用的方法有：
（1）__________________________________________________。
（2）__________________________________________________。
3．电动机在通电转动的过程中，把_______能转化成_______能。
4．了解你家中哪些用电器中有电动机。
发布时间：2026/7/4 10:51:18 阅读次数：26