17.3 科学探究：电动机为什么会转动 现代家庭电器越来越智能化,扫地机器人就是智能家电的一种,是清理家庭地板的好帮手。它通过电动机旋转产生高速气流,将灰尘、杂物吸入集尘盒;其防滑轮皮采用凸凹材质制成;底部安装有塑料刷,用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体;前端装有感应器,通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物。 (1)“机器人”工作时,由于主机内部的气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)大气压而产生吸力将灰尘吸入集尘盒。若“机器人”静止时向障碍物垂直发射超声波,经过0.001 s收到回波,则其距障碍物 cm(假设超声波在空气中的传播速度为340 m/s)。 (2)扫地机器人的动力来源于电动机,电动机的工作原理是 ,电动机工作时将电能转化为 能。 【基础堂清】 1. 图为实验室所用电流表的内部结构示意图。当电流表接入电路,有电流通过线圈时,线圈带动指针偏转。该电流表的工作原理是 。当电流表正负接线柱接反时,电流表指针反向偏转,说明受力方向与 有关。 2.如图,将干电池、小磁体、线圈组合放置,观察到线圈旋转,根据此原理可以制成 (选填“电动机”或“电磁铁”)。 3.电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的武器,具有速度快、命中率高等优点。它的主要原理如图所示,通电导体在磁场力的作用下沿导轨加速运动,系在通电导体上的弹体以10 km/s的速度发射出去,电磁炮的发射过程是 能向 能的转化过程。 4.如图所示,这是扬声器的构造示意图,当线圈中有电流通过时,线圈受到磁场力的作用而运动,这与 的工作原理相同。由于通过线圈的电流是不断变化的,线圈就不断地来回振动,带动纸盒也来回 ,于是扬声器就发出了声音。 5. 下列四幅图中的设备,与扬声器原理相同的是 （ ） A.电铃 B.电动平衡车 C.空气开关 D.风力发电机 6.研究电动机的工作过程。 (1)电动机的工作原理是磁场对 有力的作用。图甲中,线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反,其原因是 。线圈从图示位置再转动 度后线圈将恰好达到平衡位置,并最终停在该位置。 (2)图乙中的线圈可以持续转动,是因为它加装了 ,该装置能在线圈 (选填“刚转到”“即将转到”或“刚转过”)平衡位置时自动改变线圈中的电流方向。 【素养日清】 7. 在跨学科实践课上,某小组开展了“设计小型电动感应系统”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程,请帮助完成下列内容: 【项目分解】 (1)制作小型电动机 (2)设计电动感应电路 【项目实施】 (1)制作小型电动机 经过课堂学习,我们了解到电动机中有线圈和磁体,图甲是直流电动机模型(主要部件见文字说明),图乙是小组同学自制的简易电动机模型电路。闭合开关,发现线圈不转,冬冬用手轻轻转了一下线圈,电动机模型开始正常转动。 ①如果将图乙中的永磁体上下磁极调换一下,线圈转动的方向与原来转动的方向 (选填“相同”或“相反”)。 ②如图乙所示,冬冬换用三节电池供电,发现线圈转速变快了。不改变电源电压,他想在电路中增加一个元件,可以方便地调节线圈转动的速度,结合所学的物理知识,请说出该元件的名称,并说明跟电动机模型连接的方式: 。 (2)设计电动感应电路 如图丙所示的是商场的电动感应门,当有人走近时,感应器会发出信息,电路接通,电动门开始工作,门自动打开。如图丁所示的是小组同学设计的电动感应电路,左边电路的感应器相当于一个 (填元件名称),当有人走近时,左边电路就会接通,电磁继电器 (选填“有”或“没有”)磁性,吸引衔铁后把右边电路接通,电动机开始工作,门就会自动打开。 【项目拓展】 小组同学进一步研究图乙中的电动机模型,测得当电动机两端电压为4.5 ... ...
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