Магнитная сила и электродвигатель — 8 класс
Определите направление действия магнитного поля на ток и разберите, как катушка приводит во вращение вал двигателя.
Вопросы и ответы
Выберите ответ мысленно и откройте пояснение для проверки.
-
Представьте лист бумаги перед собой. В плоскости листа ток в прямом проводнике направлен вправо, а линии однородного магнитного поля — вниз. Куда направлена магнитная сила на проводник?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Перпендикулярно листу, от наблюдателя
Располагаем левую ладонь так, чтобы линии поля входили в неё, а четыре пальца указывали вправо по току. Отогнутый большой палец указывает от наблюдателя.
-
Прямой участок провода с током расположен в однородном магнитном поле вдоль его линий. Какова магнитная сила на этот участок?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Равна нулю
Сила зависит от угла между направлением тока и линиями поля. При параллельном расположении проводника и линий поля магнитная сила на этот участок равна нулю.
-
Проводник с током находится поперёк однородного магнитного поля. Сначала измерили направление силы на проводник. Затем одновременно поменяли на противоположные и направление тока, и направление поля. Как теперь направлена сила?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Так же, как до изменения
Если обратить только ток или только поле, сила поменяет направление. Когда обращают оба направления, эти две перемены компенсируются и направление силы сохраняется.
-
Силу тока в прямом проводнике увеличили. Сам проводник по-прежнему неподвижен и перпендикулярен линиям того же однородного поля. Как изменилась магнитная сила на проводник?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Увеличилась
При неизменных поле, положении и длине участка магнитная сила тем больше, чем больше сила тока. Это можно проверить по показаниям датчика силы.
-
На две противоположные стороны рамки двигателя действуют равные силы. Они направлены противоположно и действуют по разным линиям в плоскости, перпендикулярной оси вращения. Каков результат их действия?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Они создают вращающее действие на рамку
Сумма двух равных противоположных сил равна нулю, но силы приложены по разным линиям. Вместе они могут поворачивать рамку вокруг её оси.
-
Зачем в простой модели двигателя постоянного тока с одной рамкой коллектор меняет направление тока каждые пол-оборота?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Чтобы рамка продолжала вращаться в одну сторону
После полуоборота стороны рамки меняются местами. Переключение тока меняет направления магнитных сил на этих сторонах и позволяет сохранить направление вращения.
-
Электродвигатель вентилятора вращает лопасти, но его корпус постепенно нагревается. Что происходит с частью электрической энергии, которая не передалась лопастям как механическая работа?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Она увеличивает внутреннюю энергию деталей и передаётся окружающей среде
Ток нагревает обмотки, а трение нагревает детали двигателя. Двигатель и окружающий воздух получают часть энергии, поэтому до лопастей в виде механической работы доходит не вся энергия.
-
Нужно проверить, влияет ли длина прямого участка проводника в магнитном поле на действующую силу. Как изменить опыт, чтобы проверить только эту зависимость?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Менять длину участка в одном и том же поле, сохраняя ток и угол
Для проверки одного фактора остальные условия оставляют прежними. Поле должно быть однородным, а ток и угол проводника к линиям поля — одинаковыми в обеих пробах.
Чтобы предсказать, куда магнитное поле толкает провод, нужно учитывать направления тока и самого поля. В этом тесте вы примените правило левой руки и сравните опыты, в которых меняют силу тока или длину участка провода в поле.
В задачах про электродвигатель проследите, как две силы действуют на стороны рамки и зачем переключать ток при её вращении. Условия описывают простую модель двигателя, а в разборах показано, что происходит с полученной им энергией.