第14讲 电动机磁生电基础讲练教版.docx

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第14讲电动机磁生电基础讲练教版

第14讲　电动机　磁生电

考标要求

备考指津

1.通过实验，了解通电导线在磁场中受到力的作用。

受力的方向与电流方向及磁场方向的关系，知道电动机的原理和应用。

2.通过实验，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，会判断感应电流的方向。

　　电动机和发电机的原理、从能量转化角度认识电动机和发电机、电磁感应现象、电动机和发电机在实际生产生活中的应用是近几年中考的重点问题。

预计在今后的中考中，产生感应电流的条件、通电导线在磁场中受到力的作用、从能量转化角度认识电动机和发电机，将是考查的热点。

考点梳理

考点1　电动机

（1）通电导体在磁场中要受到____的作用。

从

能的转化观点来看，这是将______（通电）转化为______（导体受力而运动），这正是制造电动机的基础。

（2）通电导体在磁场中受力的方向跟______的方向和______的方向有关。

（3）电动机是利用________在磁场中受力转动的原理制成的。

①如图所示是直流电动机的工作原理图。

②电动机的构造：

电动机由能够转动的______和固定不动的______两部分组成。

在电动机里，能够转动的部分叫_

_____，固定不动的部分叫______。

③换向器的作用：

当线圈到达平衡位置时能自动地改变线圈中______的方向，使线圈______转动。

考点2　磁生电

（1）电磁感应：

闭合电路的一部分导体在磁场中做__________运动时，导体中就会产生感应电流，这种现象称为电磁感应；由电磁感应产生的电流叫做________。

（2）感应电流的方向与导体的______方向和______的方向有关。

（3）在电磁感应现象里，通电导体在磁场中运动，将____（导体运动）转化为______（产生电流）。

（4）发电机：

①发电机是根据________原理制成的；

②交流发电机发出的是大小和方向都发生周期性变化的电流，即________；

③交变电流每秒内周期性变化的次数叫做______，单位是赫兹，简称赫，符号是Hz，我国电网交变电流供电频率为______。

温馨提示麦克风：

（1）它是一种将振动转换成变化电流的装置；

（2）动圈式话筒的工作原理：

当对着话筒说话时，声音的振动使膜片发生振动，与膜片相连的线圈也随着膜片振动的频率而振动，线圈在磁场中运动，能产生感应电流，且电流变化的频率随着声音的变化而变化。

即通过电磁感应将声信号变成电信号。

自主测试

1.课堂上，老师做了如图所示的演示实验，给直导线（铝棒）通电，观察到直导线运动起来。

（1）实验现象说明____________有力的作用。

________机就是利用这种现象制成的。

（2）判断“有力的作用”的依据是（　　）

A．力是维持物体运动的原因

B．一切物体都有惯性

C．物体运动状态改变时，一定受到力的作用

（3）将磁极上下对调，观察直导线的运动情况，这样操作是为了研究________________________________________________________________________。

2．（2012·天津中考）下图中，能说明电动机工作原理的是（　　）

3．回顾如图所示“什么情况下磁可以生电”的探究过程，你认为以下说法正确的是（　　）

A．让导线在磁场中静止，蹄形磁铁的磁性越强，电流表指针偏转角度越大

B．用匝数较多的线圈代替单根导线，且使线圈在磁场中静止，这时电流表指针偏转角度大些

C．蹄形磁铁固定不动，使导线沿水平方向运动时，电流表指针会发生偏转

D．蹄形磁铁固定不动，使导线沿竖直方向运动时，电流表指针会发生偏转

4．如图是动圈式话筒的构造示意图，当人对着话筒说话时，声音使膜片振动，与膜片相连的线圈在磁场中运动，产生随声音变化而变化的电流，经放大后通过扬声器还原成声音。

下列设备与动圈式话筒工作原理相同的是（　　）

A．电钳B．电饭锅C．电动机D．发电机

重难突破

1．例谈磁场对电流的作用在实际中的应用

电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的，其主要构造是转子和定子，动圈式扬声器也是利用磁场对电流的作用制成的，这两种用电器在工作中都把电能转化为机械能。

【例1】电动机是一种高效率、低污染的设备，广泛应用于日常生活和生产实践中，下列家用电器中应用了电动机的是（　　）

A．电饭锅B．抽油烟机C．电炉子D．电热毯

解析：

电动机的原理是通电线圈在磁场中受力而转动，抽油烟机中装有电动机，它是电能转化为机械能的机器，其他三种用电器都是利用了电流的热效应，是电能转化为内能。

答案：

B

方法归纳本题是电动机在实际生活中的应用，解答时必须要和生活实际结合起来。

2．如何正确理解电磁感应现象

闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，这种现象叫电磁感应现象，产生感应电流的条件是：

（1）导体是闭合电路的一部分；

（2）导体在磁场中做切割磁感线运动。

感应电流的方向由导体切割磁感线的运动方向和磁场方向共同决定。

根据已知条件判断感应电流的产生在中考中多以选择题和填空题的形式出现。

【例2】探究产生感应电流条件的实验步骤如图甲、乙、丙所示。

甲　AB棒垂直磁感线左右运动

乙　AB棒沿着磁感线上下运动

丙　AB棒垂直磁感线左右运动

（1）本实验中，我们通过观察什么现象来判断电路中是否有感应电流？

________________________________________________________________________。

（2）通过比较图________与图________可知，产生感应电流的一个条件是电路要闭合；通过比较图________与图________可知，产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动。

（3）若图甲中AB棒不动，磁铁左右水平运动，电路________感应电流。

（选填“有”或“无”）

解析：

本题考查实验探究产生电磁感应的条件。

通过观察电流表指针的偏转来判断电路中是否有感应电流；通过比较图甲与图丙可知，产生感应电流的一个条件是电路要闭合；通过比较图甲与图乙可知，产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动；若图甲中AB棒不动，磁铁左右水平运动，导体同样会切割磁感线，电路中会产生感应电流。

答案：

（1）电流表指针的偏转　

（2）甲　丙　甲　乙　（3）有

方法归纳解答此类问题时一定要注意：

（1）闭合电路；

（2）一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。

这两个条件缺一不可。

易错剖析

易错点　磁场对电流的作用与电磁感应现象的区别

【例】能够说明发电机原理的是（　

　）

错解：

D

错因：

本题中的D选项是电动机的工作原理，B选项是电动机模型。

C、D两种应用，很容易混淆，可以从外部电路中是否有电源来判断，发电机原理是将机械能转化为电能，不需要电源，电动机原理是将电能转化为机械能，是需要电源的。

解析：

发电机的原理是电磁感应现象。

选项A是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场；选项B是电动机模型；选项C是电磁感应现象的实验装置；选项D是磁场对电流作用的实验装置。

答案：

C

1．（2012·湖南株洲中考）我们唱卡拉OK时，要用到话筒。

如图是动圈式话筒构造示意图，其工作原理是（　　）

A．电流周围存在磁场B．电磁感应现象

C．磁场对通电导线有力的作用D．电能转化为机械能

2．（2012·湖南怀化中考）如图所示是有关电与磁实验的装置图，其中是奥斯特用来研究通电导线周围有磁场的是（　　）

3．（2012·湖南株洲中考）如图，导线ab放在磁场中，接通电源后，ab向右运动，如要使其向左运动，下列方法可行的是（　　）

A．增大电路中的电流B．换用磁性更强的磁铁

C．将电源正负极对调D．同时对调磁铁两极和电源正负极

4．（2012·湖南怀化中考）发电机工作时将机械能转化为________能，电动机工作时将电能转化为________能。

5．（2012·湖南岳阳中考）如图所示装置，闭合开关，当金属棒ab在磁场中水平运动时，灵敏电流表指针偏转，这种现象叫做________，这就是________（选填“电动机”或“发电机”）的工作原理。

6．（2012·湖南衡阳中考）小明同学做了一个如图所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒ab水平向右移动，发现导体棒cd也随之运动起来，在此实验中：

（1）实验装置中的甲部分，应用的物理原理是________。

（2）实验装置中的乙部分，在cd棒运动过程中，是将电能转化成________能。

（3）此装置中________（选填“甲”或“乙”）部分产生的现象，与生活中电动机的工作原理是相似的。

1．用如图所示的电路研究“磁场对通电导线

的作用”时，下列做法可以改变导线受力方向的是（　　）

A．只改变电流方向B．增大电流

C．减小电流D．对调磁极同时改变电流方向

2．在如图所示的实验装置中，当开关闭合时，能观察到导体棒ab沿金属导轨运动。

利用这一现象所揭示的原理，可制成的设备是（　　）

A．电热器B．发电机C．电动机D．电磁继电器

3．在制作直流电动机的过程中，若要改变电动机的转动方向，可以（　　）

A．改变通电电流的大小B．将电源正负极对调

C．换用磁性更强的磁体D．增加电动机的线圈匝数

4．如图所示四个实验中能够研究磁场对电流作用的是（　　）

5．如图所示，a表示垂直于纸面的一根导体，它是闭合电路的一部分，它在磁场中沿图示的方向运动时，哪种情况下不会产生感应电流（　　）

6．如图所示的几种电、磁现象中不正确的是（　　）

7．如图为直流电动机模型。

直流电动机的工作原理是____________________。

电动机工作时，能够

使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠________来实现的。

8．微风吊扇通电后扇

叶转动，此过程中________能转化为动能。

拔下插头，在插头处接发光二极管，用手旋转叶片，发光二极管发光，这是________生电的现象，人们利用这一原理制成了________（选填“发电机”或“电动机”）。

9．如图所示是教材上研究电磁感应现象的实验装置，ab是一段粗铜导线，通过导线连接在灵敏电流计的两接线柱上。

通过一系列的实验操作，分析总结出了产生感应电流的条件。

请你回想你们当时在做这个实验时的情境，并参照下表示例，再写出其中的两次实验操作及相应的实验现象：

序号

操作

现象

示例

ab静止不动

电流计指针不动

1

2

10．在“探究感应电流的产生”的实验中，小颖同学的四次实验情况分别如图所示。

（1）有同学说：

“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动，就会产生感应电流。

”你认为他的说法对吗？

________，图

________可支持你的结论。

（2）为了探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向之间的关系。

A．根据图甲和图乙的实验现象可以得出结论：

_________________________________

________________________________________________________________________。

B．根据图乙和图丁的实验现象可以得出结论：

_________________________________

________________________________________________________________________。

（3）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是________能转化为电能。

参考答案

考点1

（1）力　电能　机械能　

（2）电流　磁感线　（3）通电线圈　②线圈　磁体　转子　定子　③电流　连续

考点2

（1）切割磁感线　感应电流　

（2）运动磁感线　（3）机械能　电能　（4）①电磁感应　②交变电流　③频率　50Hz

导学必备知识

自主测试

1．解析：

把导体放入磁场中，给导体通电时导体会发生运动，因为力是改变物体运动状态的原因，这说明通电导体在磁场中受到了力的作用，电动机就是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。

将磁极对调，这是在保持电流方向不变的前提下，探究通电导体在磁场中受力方向与磁场方向是否有关。

答案：

（1）磁场对通电导体　电动　

（2）C　（3）通电导体的受力方向与磁场方向是否有关

2．B　选项A是电磁继电器，是电磁铁的应用，故选项A错误；选项B，当闭合开关后，线圈会运动，即通电导线在磁场中受力的作用，故选项B正确；选项C中，当导体运动时，电流表的指针会发生偏转，即会产生感应电流，即电磁感应现象，是发电机的原理，故选项C错误；选项D是用来研究电磁铁磁性强弱因素的实验，故选项D错误。

3．C　感应电流产生的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，A、B均静止，故不能产生感应电流；D中导线沿竖直方向运动

，不能切割磁感线，故不能产生感应电流；只有C正确。

4．D　动圈式话筒是通过线圈切割磁感线而产生感应电流的，它应用的是电磁感应现象，发电机也是应用这一原理工作的。

品鉴经典考题

1．B　当你对着话筒说话或唱歌时，产生的声音引起膜片振动，同时引起连在膜片上的线圈的振动，线圈在磁场里的振动，切割磁感线产生感应电流，这就是电信号。

这一工作过程就是电磁感应现象。

2．A　A项中通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，它是探究电流磁效应的；B项，闭合开关，导体棒在磁场中运动时，电流表中产生了感应电流，是电磁感应现象；C项中通电后，导体在磁场中运动，说明了通电导线在磁场中受磁场力的作用；D项中闭合开关，通电线圈有磁性，吸引铁钉，是研究通电螺线管具有磁

性的。

3．C　通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与两个因素有关：

一个是磁场方向，另一个是电流方向。

如果只改变一个因素，则导体受力方向改变，如果同时改变两个因素，则导体受力方向不变。

4．答案：

电　机械

5．答案：

电磁感应　发电机

6．解析：

（1）由题干图可知：

闭合开关，将导体ab水平向右移动，此时相当于闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，故导体中会有感应电流产生，这是利用电磁感应原理实现的；

（2）此装置中的cd相当于放入磁场中的通电导体，据通电导体在磁场中受力的作用，故cd受力运动，它是将电能转化为机械能的过程；（3）电动机是利用通电导线在磁场中受力作用的原理工作的，故与乙装置产生的现象相类似。

答案：

（1）电磁感应　

（2）机械　（3

）乙

研习预测试题

1．A　通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向

与电流的方向和磁场方向有关，只改变电流方向或磁场方向，导体的受力方向改变，若同时改变电流方向和磁场方向，导体的受力方向不变。

故正确的选项是A。

2．C　题图是研究通电导体在磁场中是否受到力的作用的实验装置，利用这一现象所揭示的原理，可制成电动机。

3．B　电动机是根据通电线圈在磁场里受力而转动的原理制成的，通电导体在磁场中的受力方向跟电流方向和磁场

方向有关，二者只改变一个时，导体受力方向改变，二者同时改变时，导体受力方向不变，所以要改变电动机的转动方向，可采取的措施是只改变电流方向或磁场方向，故正确选项为B。

4．C　选项A研究的是通电螺线管磁场的极性；选项B研究的是电磁感应现象；选项D研究的是电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系。

只有选项C能研究磁场对电流的作用。

5．C　闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。

由题图可知，选项C中的导体并没有切割磁感线，所以不会产生感应电流。

6．D　闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。

选项D中，导体向右运动时，并没有切割磁感线，所以不会产生感应电流，因此选项D描述的现象是错误的。

由题图可知，选项A、B、C中描述的现象都是正确的。

7．解析：

直流电动机的工作原理是：

通电导体在磁场中受力而运动。

每当线圈刚刚转过平衡位置时，换向器会自动改变线圈中的电流方向，使线圈不停地转动下去。

答案：

通电导体在磁场中受力而运动　换向器

8．解析：

吊扇通电后转动，此过程消耗电能，能量转化过程是电能转化为机械能。

电风扇的转动是靠电动机来工作的，如果转动扇叶，二极

管发光，相当于人工发电，属于电磁感应现象。

答案：

电　磁　发电机

9．解析：

产生感应电流的条件：

（1）闭合电路中的一部分导体；

（2）导体做切割磁感线的运动。

二者缺一不可，要验证感应电流产生的条件，可将导体ab向不同方向运动，观察电流表指针是否偏转，若电流表指针不动，说明无感应电流产生；若电流表指针偏转，说明有感应电流产生。

本题是开放性试题，有多种实验操作，答案只要合理即可。

答案：

竖直上下移动ab，指针不发生偏转；左右移动ab，指针发生偏转；左右加快移动ab，指针偏转幅度变大；换用磁性较大的磁铁，以同样速度左右移动ab，指针偏角更大；ab不动，左右移动磁铁，指针偏转；ab左右移动方向不同，指针偏转方向不同等（任选其二）。

10．解析：

产生感应电流的条件是闭合电路的部分导体，在磁场中做切割

磁感线运动，若不切

割磁感线则不能产生感应电流，如图丙中导体只在磁场中运动，但没有切割磁感线，则电路中没有电流；图甲和图乙磁感线方向相同，只是导体切割磁感线方向不同，两电流表的指针偏转方向不同，说明感应电流的方向与导体的运动方向有关；而图乙和图丁中导体切割磁感线方向相同，磁感线方向不同，两电流表指针的偏转方向不同，说明感应电流的方向与磁感线方向有关，实验中导体运动时具有机械能，切割磁感线产生了电流，具有电能，所以这一过程中将机械能转化为电能。

答案：

（1）不对　丙

（2）A.在磁场方向不变的情况下，感应电流的方向和导体切割磁感线的方向有关

B．在导体运动方向相同的情况下，感应电流的方向和磁场方向有关

（3）机械