Магнитная сила и электродвигатель — 8 класс

Определите направление действия магнитного поля на ток и разберите, как катушка приводит во вращение вал двигателя.

  • 8 вопросов
  • ≈ 7 мин
  • Средний
  • магнитная сила
  • правило левой руки
  • электродвигатель
  • физика 8 класс

Вопросы и ответы

Выберите ответ мысленно и откройте пояснение для проверки.

  1. 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?

    • Перпендикулярно листу, к наблюдателю
    • Вправо вдоль проводника
    • Вниз вдоль линий поля
    • Перпендикулярно листу, от наблюдателя
    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.

  2. Прямой участок провода с током расположен в однородном магнитном поле вдоль его линий. Какова магнитная сила на этот участок?

    • Направлена вдоль тока
    • Равна нулю
    • Направлена против тока
    • Такая же, как при расположении поперёк поля
    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.

  3. 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?

    • Так же, как до изменения
    • Противоположно прежнему направлению
    • Вдоль тока
    • Сила становится равной нулю
    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.

  4. Силу тока в прямом проводнике увеличили. Сам проводник по-прежнему неподвижен и перпендикулярен линиям того же однородного поля. Как изменилась магнитная сила на проводник?

    • Уменьшилась
    • Осталась прежней
    • Увеличилась
    • Исчезла
    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.

  5. 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?

    • Они перемещают рамку целиком без поворота
    • Они создают вращающее действие на рамку
    • Они обязательно полностью уравновешивают друг друга
    • Они уменьшают массу рамки
    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.

  6. Зачем в простой модели двигателя постоянного тока с одной рамкой коллектор меняет направление тока каждые пол-оборота?

    • Чтобы поле постоянных магнитов исчезало каждые пол-оборота
    • Чтобы ток нагревал только одну сторону рамки
    • Чтобы двигатель заряжал источник тока при каждом обороте
    • Чтобы рамка продолжала вращаться в одну сторону
    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.

  7. Электродвигатель вентилятора вращает лопасти, но его корпус постепенно нагревается. Что происходит с частью электрической энергии, которая не передалась лопастям как механическая работа?

    • Она исчезает при вращении двигателя
    • Она полностью возвращается к источнику как электрический заряд
    • Она увеличивает внутреннюю энергию деталей и передаётся окружающей среде
    • Она накапливается как увеличение массы лопастей
    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.

  8. Нужно проверить, влияет ли длина прямого участка проводника в магнитном поле на действующую силу. Как изменить опыт, чтобы проверить только эту зависимость?

    • Менять длину участка в одном и том же поле, сохраняя ток и угол
    • Менять длину участка и силу тока одновременно
    • Менять угол между проводом и полем при прежней длине
    • Менять поле, сохраняя длину участка и ток
    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.