第20.3讲：电动机和磁生电【教材为纲·探题源】-2024年中考一轮复习讲义

第20-3讲电动机和磁生电 知识点1：电动机 磁场对通电导线的作用：通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系，当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。 电动机的基本构造：电动机由两部分组成：能够转动的线圈和固定不动的磁体。在电动机里，能够转动的部分叫做转子，固定不动的部分叫做定子。电动机工作时，转子在定子中飞快地转动。 换向器：电动机是通过换向器来实现电动机的持续转动的。换向器由两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘。A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。这样，无论线圈的哪个边，只要它处于靠近磁体S极的一侧，其中的电流都是从读者这边朝纸内的方向流去，这时它的受力方向总是相同的，线圈就可以不停地转动下去了。 实际的电动机都有多个线圈，每个线圈都接在一对换向片上，以保证每个线圈在转动的过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。 【典例探究1】小明同学自己动手做了一个直流电动机模型，接通电路后发现电动机不转动，可当他拨了一下线圈后，电动机就快速转了起来，造成这一情况的原因可能是(　　) A．电源电压太低 B．电刷接触不良 C．电源正、负极接反了 D．开始时，线圈处于平衡位置了 【答案】D 【解析】当电动机的线圈处于平衡位置时，受平衡力的作用，故可能电动机不转，拨动一下后，打破平衡，电动机便转动起来，并且靠惯性能转过平衡位置，连续转动．A、B两个选项电动机始终不会转动。C选项中的电动机不会停止。 故选D。 【典例探究2】如图所示，闭合开关，观察到铝杆AB运动起来，说明磁场对电流有 作用，利用该原理可制成 (发电机、电动机)，将磁体两极对调，观察AB的运动方向，这是为了探究力的方向与 关系。 【答案】力；电动机；磁场方向 【解析】(1)把一根轻质的铝杆作为直导线放在蹄形磁体的磁场里，接通电源，看到铝杆运动，说明磁场对通电导线有力的作用，电动机就是利用该原理制成的。 (2)将磁体两极对调，观察AB的运动方向，这是为了探究力的方向与磁场方向的关系。 知识点2：磁生电 奥斯特发现电流的磁效应之后，许多科学家都在思索：既然电流能产生磁，那么磁能否产生电呢？英国物理学家法拉第在10年中做了多次探索，1831年终于取得突破，发现了利用磁场产生电流的条件和规律。法拉第的发现，进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系。根据这个发现，后来发明了发电机，使人类大规模用电成为可能，开辟了电气化的时代。 什么情况下磁能生电：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做电磁感应（electromagnetic induction），产生的电流叫做感应电流（induction current）。 发电机：当导线向左运动时，电流表指针偏转，表明电路中产生了电流；当导线向右运动时，电流表指针向另一方向偏转，表明产生了另一方向的电流。如果导线左右往复运动，电流表指针来回摆动，电路中产生的是交变电流，简称交流。 交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数。我国电网以交流供电，频率为50 Hz。 在发电机中，用连续转动的线圈代替往复运动的导线。为了把线圈中产生的感应电流输送给用电器，还要用铜环和电刷把线圈和用电器连接起来。 发电机发电的过程是能量转化的过程。以手摇发电机为例：人吃的食物的化学能转化为摇动转子的动能，发电机又把动能转化为电能。实际的发电机靠内燃机、水轮机、汽轮机等机械的带动，把燃料中的化学能或者水库中水流的动能转化为电能。 【典例探究1】下列有关电磁现象的说法中，正确的是(　　) A．直流电动机工作时，线圈刚转至平衡位置，换向器就自动改变线圈中的电流方向 B．磁场对放入其中的物体有力的作用 C．奥斯特实验说明导体周围存在磁场 D．发电机是根据电磁感应现象制成的 【答案】D 【解析】A．据直流电动机的工作原理可知，直流电动机工作时，线圈刚转过平衡位置，换向器就自动改变线圈中的电流方向，故错误； B．磁体的周围存在磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用，故错误； C．奥斯特实验证明了电流周围存在磁场，磁场的方向与电流的方向有关，故错误； D．发电机的原理是电磁感应，电动机的原理是通电线圈在磁场里受力转动，故正确且符合题意。 故选D。 【典例探究2】如图闭合开关，电动机转动，这是利用通电导体在　　　　　　中受力作用而转动的原理，如果想改变电动机的转动方向，我们可以采取的措施　　　　　　。若将电池换成灵敏电流表，闭合开关，当用手快速转动电动机转轴时，发现灵敏