九下物理磁及其相互作用思维导图

同学你好，我是关关老师，好久不见。今天我们讲第二十章电语词。第四节电机。那么第一部分是磁场对通电导体的作用，第二部分是电机的工作原理，第三部分是换向器， 第四部分是结合下一节课的制作简易直流电机。第五部分是电机转动方向和转速的影响因素， 第六部分是立体讲解。那么电力机车、电梯、电风扇、冰箱、洗衣机、机器人以及各种电动玩具，他都离不开电动，给电动通电，他就能够转动，这是为什么呢？首先磁体它在磁场中会受到力的作用， 而磁体间是通过磁场来相互作用的，通电导线周围有磁场，那么通电导线是不是也会在磁场中受到力的作用呢？ 那么接下来我们用一个实验来探求一下，这个实验是关于通电导体棒在磁场中运动的实验，实验器材有电源开关、 平行磁体，还有一段导线 ab， 两根光滑平行金属轨道的平板底座以及导线。那么接下来我们看一下具体的实验过程。那么如图所示，我们将平行磁体上面这根金属棒叫做导线 ab， 然后我们闭合开关，我们可以发现导线 ab 是 向左运动，我们断开开关，恢复导线的位置，然后 对调电池的正负极，此时我们改变了导线 ab 中电流的方向。 我们闭合开关，发现此时导向 a、 b 是 向右运动，说明在周围磁场一定的情况下，改变导向中电流的方向，可以改变导向在磁场中受力的方向。 我们断开开关，恢复实验设备，将电源的正负极恢复到最初的方向，那么此时我们对调磁极改变了通电导向所在磁场的磁场方向。我们闭合开关会发现 导线 ab 是 向右运动的，与最初导线 ab 向左运动的现象不同，说明当导线 ab 中电流方向一定时，可以通过改变周围磁场的方向来改变它的受力方向， 那么我们断开开关，恢复导线 ab 的 位置，此时我们已经对调了磁极，那么我们继续将电池的正负极也进行对调， 我们闭合开关发现此时导线 ab 是 向左运动，与最初实验状态下向左运动情况相同。 而与最初实验状态下相比，此时电源方向对调，那么流过导线 ab 的 电流方向发生了改变，并且平行磁体的磁极对调，说明通电导线 所在磁场的方向也发生了改变。那么在两个条件都发生改变的情况下，通电导线它的受力情况与最初的情况是相同的，都是向左运动。 所以我们就可以知道，影响通电导线在磁场中受力方向的因素有两个，一个是流过他电流的方向，一个是他周围磁场的方向。如果我们只改变其中一个条件，那么他受力的方向会改变，那么如果我们两个条件均改变， 那么他的受力方向就不会发生变化。那么我们再细致的看一下这个实验过程，以及他能带给我们的结论。首先第一个如图所示， 导线 a、 b 有 电流通过，此时他在磁场中，我们会发现他向左发生了运动，说明他受到的力的作用，那么此时他受到的力是磁力，所以我们可以知道通电导体在磁场中受到力的作用，那么接下来我们看 这两组实验，左边是电源正极，右边是电源负极，流过导线 ab 的 电流方向是箭头所示的方向，而右图电源右边是正极，则流过导线 ab 的 方向 是如图所示，箭头的方向。而我们没有改变蹄形磁体的磁极方向，所以它们这两种现象中，他们所处的磁场方向是没有改变的，只有导线 ab 通过电流的方向发生了改变， 那我们会发现，此时他在相同磁场中受到的力的方向是不同的，左边这个图中他受到向左的力，而右边这个图中他受到向右的力，所以我们就可以知道通电导体在磁场中受到力的方向与电流的方向是有关的。 那么接下来我们看下两组实验，这两组实验中，我们先确定电源的方向是相同的，都是左边是正极，那么流过 导线 a、 b 的 电流方向也都是相同的方向。以箭头所指的方向，那么它的不同是改变了蹄形磁体磁极的位置，也就是改变了通电导体周围磁场的方向。我们发现在通电导体电流方向一定的情况下，当我们改变 通电导线周围磁场的方向，它受力的方向也会改变。所以从这两组实验我们可以得到通电导体在磁场中受到力的方向与磁场的方向是有关的。 接下来我们看下一组实验。那么首先左边的实验，电源左边为正极，那么流过导线 a、 b 的 电流方向如图所示，箭头的方向，那么蹄形磁体的上端为 s 级，下端为 n 级， 那么题型磁体中磁场的方向也为向上的方向，那么我们看右边的图，此时电源左边是电源负极，电源右边是电源正极，那么流过导线 a、 b 的 电流方向如箭头所示的方向， 那么此时通电导线周围磁场的方向。由于我们调换了题型磁体的磁极，所以磁场方向也是如图所示的箭头方向，那么我们会发现，我们改变了流过导线 a、 b 的 磁极方向，我们改变了它周围的磁场方向， 但此时他的受力方向却与之前相比并没有发生变化，仍然是向左的。所以我们就可以知道，当磁场方向和电流方向同时改变时，通电导体受到力的方向是不变的。 那么我们就可以得到实验结论是，通电导线在磁场中受到力的作用。力的方向跟电流的方向和磁场的方向都有关系，而这个力是磁力。而本次实验我们要注意尽量选择轻质光滑的磁导线，以减小与金属轨道间的摩擦。 并且通电导体棒要选用非磁性类导体，例如铝或者铜，不要用铁一类的。会被磁铁吸引的导体会影响实验结果。 实验中我们可以增大电路中的电流或使用磁性更强的磁铁，以增大导线的受力，使其运动更加明显。并且实验中磁场的方向应与电流的方向垂直， 这是因为当电流方向与磁感线方向垂直时，通电导线受力最大，即如图所示的情况， 通电导线与蹄形磁体中的磁场是垂直的方向，此时通电导线受力最大。而当电流方向与磁感线方向平行时，通电导线是不受力的。例如图中这根绿色的，我们假设它是通电导线， 那么此时由于它跟磁感线方向，我们可以看到是平行的关系，此时它是不受力的。那么了解了磁场对通电导线的作用， 那么我们继续了解一下电机是如何发明的。那么想知道通电导线如何让电机在磁场中旋转，那么我们要进行如下的实验，即通电线圈在磁场中的转动。那么本次实验首先我们要用到的是固定不动的磁体， 由于它是固定不动的，所以我们称之为定子，还有能够转动的线圈，我们叫做转子。然后是开关和电源，它的工作原理是通电线圈在磁场中会受到力的作用，然后让这个线圈转起来。那么我们具体来看一下它是如何工作的。 那么如图所示，我们闭合开关，此时电流从电源的正极流出，经过开关，然后来到线圈，电流方向是先流经 a， 再流经 b， 再流经 c， 再流经 d， 回到电源负极， 那么此时 ab 导线中的电流方向是由 a 流向 b， 由于磁场是固定的，此时它会受到向上的力，然后这个力可以让线圈顺时针转动， 那么为什么他是受到向上的力？这个是根据之后的左手定则来判断的，目前我们不考虑这个问题，他给你出题的时候会告诉你此时他受力的方向， 那么此时 cd 导线中电流方向是由 c 流向 d， 此时磁场固定，他受到向下的力，这个力也可以让线圈顺时针转动， 那么它为什么会转动呢？是由于作用在导线 a、 b 和作用在导线 c、 d 上的力不在同一直线上，所以它可以让线圈顺时针转动。那么当它转动到如图所示的位置，那么此时导线 a、 b 中的电流方向仍然是 a 流向 b， 导线 c、 d 中电流的方向是 c 流向 d， 而此时磁场固定，导线 a、 b 的 电流方向没有发生变化，那么它受到的力仍然是向上的，我们记为此时受到力为 f 一。 同样的，由于导线 c、 d 中电流的方向没有发生改变，磁场也没有发生改变， 那么它受到的力的方向也没有改变，所以它此时受到的仍然是向下的一个力，我们记为 f 二。由于通过导线 ab 和通过导线 c、 d 的 电流大小是相同的，并且它们现在所处的这个位置磁场的 大小也是相同的，所以此时 f 一 和 f 二大小相等，方向相反，那么此时如果不考虑它重力的情况下，它其实受到了平衡力的作用， 所以这个位置它就称为线圈旋转的平衡位置。那么当线圈转过平衡位置达到如图所示的位置，我们可以发现， 此时电流方向仍然是由 a、 由向 b、 由向 c、 由向 d， 并且由于之前的运动状态就是顺时针旋转的，所以由于它具有惯性，它目前还是顺时针转动。 角线 ab 中电流方向是由 a 流向 b 的， 那么与之前相比，电流方向没有发生改变，那么磁场方向没有发生改变， 那么他此时受到的力仍然是向上的力，这个力有线圈逆时针转动的趋势，而 c、 d 中的电流方向仍然是 c 流向， d 的 电流方向没有改变，那么由于磁场固定，磁场的方向也没有改变，所以他此时仍然是受到向下的力， 这个力是让线圈有逆时针转动的趋势，那么线圈此时过了平衡位置以后，受到的磁力是阻碍它运动的， 所以它最终会在平衡位置停下来，即如图所示的平衡位置它会停下来。所以我们就可以知道，通电线圈在磁场中受力而转动，但越过平衡位置以后，线圈受到的力要阻碍它的转动， 线圈不能连续转动，最终定值在平衡位置。那么我们就提出一个问题，如何让通电线圈在此场中一直转动来满足我们的生产生活需求呢？那么想让线圈持续转动，就要让动力在线圈转过平衡位置以后改变方向， 不阻碍他的顺时针运动。而想改变通电导线的受力方向，我们可以通过改变导线中的电流方向或者改变磁场方向。那么改变磁场方向就是改变这两块磁铁的方向太过复杂，所以我们考虑的方向是 改变转过平衡位置以后通过导线的电流方向，于是就发明了换向器，那么如图所示，这个就是换向器，两个同半环， e 和 f 跟线圈的两端，也就如这个位置是相连的， 可随线圈一起转动，并且两个半环中间这里是断开的。然后 a 和 b 它是电刷，相当于两个固定与电源连接的接线柱，其实就可以把它当做电源的正极或者负极。 例如此时这个电刷 b 连的是电源的正极，我们就可以把 b 当做电源的正极，这个 a 连的是电源的负极，那么我们可以把这个电刷 a 当做电源的负极， 主要目的是为了使电源和线圈组成闭合电路，那么它的作用是什么？是第一步，当线圈转至平衡位置，也就是转的它竖起来的时候，此时切断电路，不让电流流过，它依靠惯性旋转过平衡位置， 那么当线圈旋转过平衡位置时，能改变电流方向，从而改变线圈两边的受力方向，使线圈受到的力始终让线圈按照一个方向连续转动。那么按我们之前的实验就是 你转过平衡位置以后，这个力不会再让你有逆时针转动的趋势，而是让你 沿着此时的顺时针方向持续转动。那么我们来分步骤，仔细看一下它是如何起到作用的。那么首先我们看一下幻象器的动图演示，即如图所示的情况，那么这个线圈在固定磁场里发生旋转， 然后他的末端连着换向器这边是换向器的放大示意图。我们发现当线圈转到平衡位置的时候，此时这个换向器中间空着的部分，他会连接两个电刷，那么此时由于是空着的部分连接电刷，所以这个线圈是没有电流通过的， 那么他依靠惯性通过的这个平衡位置以后，由于换向器的作用，通过线圈的电流方向会发生改变，导致他的受力方向会发生改变， 让他不会受到阻碍自己转动的力。所以我们要注意线圈的两端，也就是这两个同环，他与电源正负极的连接情况，他不是固定的，那么这个怎么理解呢？ 首先这个左边这个接线柱，他连的是电源的正极，右边这个接线柱连的是电源的负极。我们明显可以看出，随着铜环的转动，这个红色部分的这个铜环，他一段时间连电源正极，一段时间连电源负极，造成了这个线圈中电流的方向 是会发生改变的。那么接下来我们仔细看一下，他每一步骤的电流方向是会发生改变的。那么首先如图所示的初十状态，此时左边是电源正极， 那么这个线圈就是电流由 a 流向 b， 流向 c 流向 d， 那 么此时线圈 a、 b 会受到竖直向下的力，线圈 c、 d 会受到竖直向上的力，然后线圈开始逆时针转动， 而转到平衡位置时，此时幻象器与电刷是断开的情况，那么线圈利用惯性继续旋转，它经过平衡位置利用的是惯性，那么经过了平衡位置以后，即如图所示的情况，此时电流方向，我们看由电源正极流出来到了幻象器， 流过点 d， 流过点 c， 流过点 b， 流过点 a， 然后经过幻象器回到电源负极， 我们发现电流的方向是发生了改变，那么他通电导线的受力方向就会发生改变。那么之前通电导线 ab 受力是向下，那么此时通电导线 ab 受力就是向上，那么之前通电导线 cd 受力是向上，那么此时通电导线 cd 受力就是向下，那么此时通电导线受到的力仍然是让他做逆时针运动的，并没有阻碍他的运动， 这就是换向器的作用。那么又转到平衡位置时，此时换向器仍然是与电刷断开，线圈利用惯性继续旋转。所以我们要注意，换向器的主要作用就是改变通电线圈中电流的方向，从而改变通电线圈受力的方向， 然后让其能沿着一个方向持续转动。如果没有这个换向器的话，在我们之前的实验，我们知道他最终会停在平衡位置，这就是他们的区别。那么了解了这些内容，我们来探讨一下如何制作一个简易的直流电机。 那么首先电机有定子和转子，定子是磁体，而转子是通电导线，那么通电导线我们使用有绝缘漆的铜导线，然后使用电源， 那么如图所示。这就是类似我们前几次实验所用的线圈，只不过是我们多缠了好几圈，并且我们要注意 这些缠绕的线圈它是有绝缘漆隔绝的。所以第一步我们把一段粗的七包线绕制成约三厘米乘两厘米的矩形线圈作为转子。第二步，从线圈的两岸各拉出两厘米的七包线作为转轴。 然后如图所示，我们用硬金属丝做一个支架的这部分固定在硬纸盒或电池盒上，两个支架分别与电池的两极相连，让他们可以通电。最后把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁体，然后作为定子。 那么为了让电流通过这两个支架，然后能流进线圈，所以我们要注意线圈引出的这个转轴的这部分的包住铜线的那部分漆，我们要把它刮掉，把金属的部分裸露出来，对吧？ 那么我们将其放上以后，由于没有换向器，那么通电线圈他在转到下半周时会受到的力，使线圈反向转动， 线圈将不会持续转动，最后会静止在一个位置上。那么如何解决这个问题呢？如何让其持续旋转？由于无法持续旋转的原因是通电线圈在转到下半周时受到的力，使线圈反向转动， 那么我们可以让线圈在转到下半周时不受力，利用惯性旋转，因为不受力总比受到反向的力强，对吧？所以我们可以在线圈原来刮去一周的漆皮处，我们只刮半周漆皮， 那么这是什么意思呢？我们从图像来看一下。那么首先上面这个图就是我们这两块黑色的区域，它是表示刮去了一周的漆皮，左路的铜线，我们在之前的实验中会让这做两个 支架，对吧？让电流从这里流入，从这里流出，那么由于没有换向器，线圈将不会持续转动，会静止在一个位置。 那么什么叫刮去半周漆皮呢？啊？那么如图所示，这个黑色表示刮去了半周漆皮裸露的铜线下面这部分白色区域说明没将漆皮刮落，那么它会导致什么情况？当线圈转过平衡位置的时候，此时有漆皮的部分与这个支架相连， 那么此时电路就不是通路。线圈中没有电流通过，就不会受到与运动方向相反的力，它可以依靠惯性持续转动，这就是它的作用。那么当然如果左边也刮半周漆皮的话，也可以， 只要让他转在一个方向时有电流通过就可以，那么就要求左边如果刮的话，必须刮的和右边是同一侧的 地瓜，红色这块区域和黑色这边对应住，那么为什么非要对应住呢？那么我们来看一下，如果我们左右端刮去的半轴，如果不是同一侧，即如图所示的情况，我们会发现，当它架在金属指甲上， 电流从电源正极流出来到这里，这里是刮出的铜线，那么可以电流通过，但是这里你接的是绝缘的部分，所以整个电路是电流无法通过。 那么如果转到另外半轴的话，那么你会发现这边铜线与这边的金属支架相接，但是这边又成了他的绝缘部分，与金属支架相接，还是没有电流通过，那么所以线圈永远都没有电流通过，他就无法旋转。 那么了解了简易直流电机的制作，接下来我们了解一下实际电机两部分组成，能够转动的部分叫做转子，固定不动的部分叫做定子。 实际的动机有多个线圈，每个线圈都接在一对幻象片上，以保证每个线圈在转动的过程中，受力的方向都能使它朝同一个方向转动。而动机的转动方向是由电流方向和磁场方向决定的。 改变电动车转动方向的方法是改变电流的方向，例如交换电压的接线或改变磁感线方向，例如对调磁极。改变其中的一个因素，就可以改变电动车转动的方向，但是同时改变两个因素，电机转动的方向不会发生改变。 而电动车的转速，电机的转速大小与线圈的匝数，线圈中电流的大小以及磁场的强弱有关。 想提高电机转速的方法可以增加线圈的匝数，增加磁体的磁性，还有增大电流。那么了解了这些内容，接下来我们看一下它们的应用。如图所示的实验装置，两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导铁 a、 b， 并把它们置于磁场中， 闭合开关，接通电源，这时会看到导体 a、 b 向右运动，这表明什么？那么首先我们会发现这个通电导线在磁场中的运动方向和受力方向它是会告诉你的，所以大家不用担心自己判断不出来它是向左还是向右运动，那么这表明的就是通电导体在磁场中会受到力的作用。 若只对调磁体的磁极或只改变导体 a、 b 中的电流方向，观察到导体 a、 b 均向哪里运动，那么我们知道。那么我们知道通电导体在磁场中受力情况与周围的磁场方向和导体中的电流方向有关。只改变其中一个因素，导体的受力方向会发生变化， 那么此时只改变了其中一个因素，那么它由之前的向右运动就会变为向左运动。如果把磁体的两极对调同时改变，通过导体 a、 b 的 电流方向，会看到导体 a、 b 的 运动方向怎样。那么我们要注意， 影响通电导体在磁场中的受力方向的因素有两个，我们每次只单独改变一个，那么通电导体的受力方向会发生改变。如果两个同时改变，我们就会看到导体的 ab 运动方向是不变的。那么接下来我们看下一问。 小明在制作电机模型时，把一段粗气包线绕成三厘米乘两厘米矩形线圈，气包线在线圈的两端各伸出约三厘米， 用硬金属丝做两个支架，两个支架分别与电池的两极相连接。把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁，如图所示，给线圈通电，并用手轻推一下，线圈就会持续转动。那么第一问，在漆包线两侧用小刀刮去引线的漆皮， 会使线圈能够持续转动。刮线的要求是什么？那么第一个 a 两端全刮掉。根据我们之前的实验，我知道两端全刮掉相当于没有换向器， 他会在一个位置停下来，而一端全刮掉，另一端只刮半周，那么在他转过平衡位置时，就不会受到让他反向旋转的力，依靠惯性旋转过这半周，可以让线圈持续转动，所以刮线的要求是 b 一 端全部刮掉，另一端只刮半周。 接下来我们看下一问，在线圈转动的过程中，经过如图甲乙所示的两个位置，图己的线圈恰好处于平衡位置，那么我们要知道线圈的平衡位置是它在数值方向时的位置，所以说是图乙的 线圈恰好处于平衡位置，那么此时线圈由于什么不会静止？它是由于惯性不会静止。另一个图中线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力怎么样？那么他说的另一个图就是图甲， 那么两个力平衡的条件是大小相等，方向相反，作用在同一直线上。那么其实我们假设左边这个导向受到数值向上的力， 那么右边这个导向导向它就受到的是数值向下的力，我们会发现这两个力它没有作用在同一直线上，所以这两个力不平衡的原因是两个力不在同一直线上。接下来我们看下一问，如图饼所示的线圈可以持续转动，是因为他加装了换向器， 能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变什么中的电流方向。那么这里肯定是线圈中的电流方向。通过改变线圈中的电流方向，改变线圈在磁场中的受力情况，让它不受到与它旋转方向相反 的力。那么接下来我们看下一题。如图所示是直流电机的模型，闭合开关后，线圈顺时针旋转动。下面说法正确的是哪一个？ 选项 a， 电机在工作过程中消耗的电能全部转化为机械能，那么我们要知道，由于电流的热效应，其实在电机工作的过程中，电能转化为机械能和内能 a 是 错误的。接下来我们看选项 b， 线圈由图示位置转动一百八十度时， ab 边受力方向互改变， 那么我们先做出它转动一百八十度时的图，即如下图所示。那么通电导线在磁场中的受力方向改变还是不改变，我们就看它的电流方向有没有变，周围磁场的方向有没有变。首先这两种情况下，磁场的方向肯定是没有变化， 那么我们就看通过他们的电流方向有没有变化。那么在上图我们可以看到，此时电流是由 b 流向 a 的， 那么通过导线， a、 b 的 电流方向发生了改变，周围的磁场方向没有发生改变，所以 a、 b 边的受力方向是改变的， 所以 b 也是错误的。所以我们要知道，通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，只有电流方向改变，通电导体在磁场中受力方向也会发生改变。 接下来我们看选项 c 换用磁性更强的磁铁可加快线圈转动速度，那么线圈转动的速度大小是与线圈中电流的大小和磁场的强弱有关的，所以选用磁性更强的磁铁是可以加快线圈转动的速度。 c 是 正确的。 选项 d 对 调磁极同时改变电流方向可加快线圈转动速度，那么根据线圈转动速度是与电流大小和磁场强弱有关，那么 d 肯定是错误的。 并且我们要注意，当我们同时对调磁极同时改变电流方向，那么线圈在磁场中受力的方向就不会改变，那么它转动的方向也不会改变。本题选择 c， 那 么本节课就讲解到这里，同学们再见！

九、年级物理磁现象三、十八个核心知识点一、简单磁现象一、磁性 物体吸引铁、骨、镍及相关合金的性质。二、磁体具有磁性的物体分为天然磁体和人造磁体。三、磁极 磁体磁性最强的部分分 n 级和 s 级，不可单独存在。四、磁极作用，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。五、磁化，使原本无磁性的物体获得磁性的过程。 六、用磁体，硬磁材料被磁化后能长期保磁。七、软磁体，软磁材料被磁化后磁性易消失。八、磁性材料能被磁化的物质，如铁、骨、镍及多种合金。 九、磁体指向性，自由转动的磁体静止时 n 极指北， s 极指南。十、磁体中间磁性，条形磁体中间磁性最弱，几乎不吸引铁屑。 磁场与磁感性十一、磁场定义磁体周围的特殊物质传递，磁体间相互作用。十二、磁场基本性质，对放入其中的磁体有利的作用。 十三、磁场方向规定为小磁针，静止时 n 级所指方向。十四、磁感线描述磁场的假想曲线，非真实存在。 十五、磁感线方向，外部从 n 级出发回到 s 级，内部从 s 级到 n 级闭合曲线。十六、磁感线疏密，反映磁场强弱，越密磁场越强。 十七、磁感线切线方向与该点磁场方向一致。十八、磁感线特点，立体分布，不相交，磁场中任意点方向为。一、 十九、地磁场地球是大磁体周围存在的磁场。二十、地磁两极地磁 s 级在地理北极附近地磁 n 级在地理南极附近存在磁偏角。 三、电流的磁效应二十一、奥斯特实验电流周围存在磁场，电声磁 磁场方向与电流方向有关。二十二、通电螺线管磁场外部类似条形磁体，内部磁场匀强，且方向与电流方向有关。二十三、安培定则右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向 n 极。 二十四、通电螺线管磁性强弱与电流大小、扎数、有无铁芯有关。二十五、电磁铁内部带铁芯的螺线管，铁芯用软磁材料。二十六、电磁铁优点一、通断电流控制有无磁性， 电流大小控制磁性强弱。三、电流方向改变磁极方向。二十七、电磁继电器用低电压、弱电流控制高电压强电流，核心是电磁铁，应用于自动控制与远距离操作。四、 磁场对电流的作用二十八、通电导体在磁场中受力力的方向与电流方向、磁场方向有关。二十九、 左手定则伸开左手磁感线穿手心。四指指向电流方向，大拇指指向狩猎方向行。三时通电线圈在磁场中狩猎转动，转到平衡位置时静止。 三十一、电机原理，通电线圈在磁场中狩猎转动，电能转化为机械能。三十二、电机换向器使线圈转过平衡位置时，及时改变电流方向，保证持续转动。五、电磁感应 三十三、电磁感应现象闭合电路的一部分导体在磁场中做切割，磁感线运动时产生电流。 三十四、感应电流电磁感应产生的电流需同时满足闭合电路部分导体切割磁感线三个条件。 三十五、感应电流方向与导体切割方向、磁场方向有关，任意方向改变则电流方向改变。三十六、发电机原理电磁感应机械能转化为电能。 三十七、交变电流大小和方向周期性变化的电流。我国电网交流电频率五十赫兹，周期零点零二秒。三十八、发电机结构主要由定子和转子组成，大型发电机多采用线圈不动、磁场转动的结构。

铁棒和钢棒本来不能吸引钢铁，当磁体靠近它们或者与它们接触时，它们便有了吸引。钢铁的性质， 也就是被磁化了。软铁被磁化后，磁性很容易消失，称为软磁材料。而钢等物质在被磁化后， 磁性能够保持，称为硬磁材料。硬磁材料可以做成永磁体，还可以用来记录信息。 磁带式录音机的磁带上附有一层磁粉，就是由硬磁材料制成的小颗粒。录音时，声音先转变成强弱和方向都变化的电流， 这样的电流通过录音磁头产生了强弱和方向都变化的磁场。 磁带划过磁头时，磁带上的小颗粒被不同程度的磁化，于是记录了一连串有关磁性变化的信息。 放音时，磁带贴着放音磁头运动，磁性强弱和方向都变化的磁带是放音磁头中产生变化的感应电流，电流经放大后使扬声器发生，就读出了磁带中记录的信息。 随着技术的不断进步，磁记录与人们的关系越来越密切。例如，由磁性材料制成的硬盘能够长久地保存大量信息。磁记录技术提高了工作效率，给生活带来了很多便利。

发电机的基本原理是使用闭合电路中的一部分导线来切割磁感线，从而产生感应电流。 但使用这种方式不但需要较大的空间，导线的运动也不好操作，所以发电机通常使用连续转动的线圈来代替直导线，这样不但可以节省空间线圈的转动，也要比导线的往复运动操作起来方便的多。 当发电机大到一定程度时，转动磁体相比转动线圈要轻松一些，所以大型发电站通常采用线圈不动、磁体旋转的方式进行发电。此题中导线 a、 b 在 一处时，导线运动方向与磁杆线方向平行， 此时导线没有切割磁感线，自然不会产生感应电流移在这个圆的上端。同样的道理，当导线 a、 b 在 一对应的下端时，同样不会产生感应电流。除了这两个位置，导线 a、 b 在 任何位置都会切割磁感线，从而产生感应电流， 而电流的方向也会因为导线切割的方向不同而不同。当左右两边磁体的磁极对调后，相当于导线切割磁感线的方向与之前的相反，则产生的感应电流方向同样与之前的相反。所以此题只有 c 正确， 如图甲所示，细心的同学会发现，因为导线 a、 b 切割磁感线位置不同，会导致导线上的电流方向不同。当导线 a、 b 在 n 级范围内时，导线中电流方向由黄色流向蓝色。而当导线 a、 b 在 s 级范围内时，导线中电流方向由蓝色流向黄 交变电流便是由此产生的。电机的基本原理是通电，导线在磁场中要受到力的作用与发电机相同，导线不但占用空间较大，并且对外做工时导线往复运动 也十分不便于利用，所以电机同样采取连续转动的线圈代替导线。此题图以利用左手定则可以判断出此时闭合开关 a、 b 端受到力的方向为竖直向上， 而 c、 d 端受到力的方向为数值向下。线圈上下两端所在磁场大小和方向均相同，线圈中的电流处处相等，那么上下两端所受的力大小相同，方向相反，线圈则处于静止的平衡状态。 此题图甲利用左手定则可以判断出此时闭合开关 a、 b 端受到力的方向为数值向下。由于力的作用也不同， 线圈可以顺时针转动。当线圈到达图椅的平衡位置时，线圈由于具有惯性，会继续顺时针转动， 达到图柄的状态。在图柄的状态下，使用左手定则会发现， a、 b 端受到力的方向仍然为数值向上，而 c、 d 端受到力的方向仍然为数值向下，那么此时线圈便会逆时针转动。与上述相同的道理，越过图椅的平衡位置， 继而又回到顺时针转动的状态。如此往复，线圈最终还是会静止在图椅的平衡位置。 在电机所在电路中增加换向器来改变电路中电流方向，或者说固定电路中电流方向，从而解决上面电机不能连续转动的问题。 变相器其实就是由导体材料制作的两个半圆形原件，两个原件之间留有一定的空隙，当线圈转动到平衡位置时，电路中没有电流通过，线圈由于惯性继续转动后 重新接入电流，使得电流由原来的从导线 a、 b 端流入变成从导线的 c、 d 端流入，这样便改变了原有电流的方向，或者说保持了整体的电流方向，使线圈可以连续转动。