Параграф 53 ГДЗ Перышкин Иванов 8 класс (Физика)
Исследуем действие магнитного поля на проводник с током экспериментально. Для этого соберём электрическую цепь, изображённую на рисунке 123 в учебнике. Проводник АВ подвешен на гибких проводах и подключён к источнику тока. Этот проводник находится в магнитном поле, которое создаётся дугообразным магнитом (рис. 123, а). При замыкании электрической цепи проводник отклонится от своего первоначального положения (рис. 123, б).
2. Каким образом в опыте (см. рис. 123) можно изменить направление движения проводника с током в магнитном иоле?
Направление движения проводника зависит от направления электрического тока в нём и от расположения полюсов магнита. В данном случае ток направлен от А к В, и проводник отклоняется влево, т. е. втягивается в пространство между полюсами магнита. Изменим направление тока в проводнике, он отклонится вправо. Проводник также изменит направление движения, если поменять местами полюсы магнита.
3. На каком физическом явлении основана работа электродвигателя?
В основе работы электродвигателя лежит движение проводника с током в магнитном поле.
4. Используя рисунок 124, опишите принцип действия электродвигателя.
Рассмотрим прибор, изображённый на рисунке 124. Лёгкая прямоугольная рамка ABCD, насаженная на вертикальную ось, может вращаться. К концам рамки прикреплены металлические полукольца 2.
Для соединения источника тока и рамки служат металлические пластинки — щётки 1. К каждой щётке прижимается полукольцо. Одна щётка всегда соединена с положительным полюсом источника тока, а другая — с отрицательным.
Так как ток в цепи течёт от положительного полюса источника тока к отрицательному, то в сторонах рамки АВ и DC ток идёт в противоположных направлениях. Поскольку рамка с током помещена в магнитное поле, то возникают силы, с которыми магнитное поле действует на проводник с током (рамку). Поэтому части проводника АВ и DC будут перемещаться в противоположные стороны и рамка повернётся. При этом полукольца повернутся вместе с рамкой и каждое прижмётся к другой щётке. Ток в рамке изменит направление на противоположное. Это обеспечивает продолжение вращения рамки в том же направлении.
5. Приведите примеры использования электрических двигателей. Каковы их преимущества по сравнению с тепловыми?
Электрические двигатели широко применяются сегодня. По сравнению с тепловыми двигателями, электрические при той же мощности имеют меньшие размеры. Они не загрязняют окружающую среду, так как не выделяют газов, дыма и пара. Им не нужен запас топлива и воды. Электрические двигатели могут быть любой мощности: от нескольких ватт (в электробритвах) до сотен и тысяч киловатт (на кораблях, экскаваторах, прокатных станах). Коэффициент полезного действия мощных электрических двигателей может достигать 98%.
6. Кто и когда изобрёл первый электродвигатель, пригодный для практического применения?
Один из первых в мире электрических двигателей, пригодных для практического применения, был изобретён русским учёным Борисом Семёновичем Якоби в 1834 г.
Решение
1. Опыт, показывающий действие магнитного поля на проводник с током, можно провести так: подвесить проводник между полюсами магнита и пропустить через него ток. При замыкании цепи проводник отклонится от первоначального положения.
2. Направление движения проводника можно изменить двумя способами: изменить направление тока в проводнике или поменять местами полюсы магнита.
3. Работа электродвигателя основана на движении проводника с током в магнитном поле.
4. В электродвигателе прямоугольная рамка с током помещена в магнитное поле. На противоположные стороны рамки действуют силы, направленные в разные стороны, поэтому рамка начинает вращаться. Полукольца вместе с рамкой поворачиваются и при этом меняют направление тока в рамке, благодаря чему вращение продолжается в одном и том же направлении.
5. Электродвигатели применяются в электробритвах, вентиляторах, стиральных машинах, насосах, лифтах, на кораблях, экскаваторах, прокатных станах и во многих других устройствах. Их преимущества по сравнению с тепловыми двигателями: меньшие размеры при той же мощности, отсутствие выхлопных газов, дыма и пара, отсутствие необходимости в запасе топлива и воды, высокий КПД.
6. Первый электродвигатель, пригодный для практического применения, изобрёл русский учёный Борис Семёнович Якоби в 1834 году.
