内容正文:
第2讲 电动机 发电机
考点一 电动机及其工作原理 1
考点二 发电机及其工作原理 2
考点三 电磁感应的应用 4
题型1磁场对通电导线的作用 4
题型2直流电动机的原理 10
题型3探究电磁感应现象的条件和规律 12
题型4电磁感应 16
题型5发电机的构造和原理 20
考点一 电动机及其工作原理
1. 磁场对通电导体的作用
(1) 通电导体在磁场里,会受到力的作用。
(2)通电导体在磁场里,受力方向与电流方向和磁场方向有关。
2. 电动机
(1)基本结构:转子(线圈)、定子(磁体)、电刷、换向器
电刷的作用:与半环接触,使电源和线圈组成闭合电路。
换向器的作用:使线圈一转过平衡位置就改变线圈中的电流方向。
(2)原理:通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。
通电线圈在磁场中的受力大小跟电流(电流越大,受力越大)有关。
通电线圈在磁场中的受力大小跟磁场的强弱(磁性越强,受力越大)有关。
通电线圈在磁场中的受力大小跟线圈的匝数(匝数越大,受力越大)有关。
直流电动机的工作原理:
甲:电流方向和力的方向如图所示,线圈顺时针转动。
乙:线圈转到平衡位置时,两电刷恰好接触两半环间的绝缘部分;线圈由于惯性继续转动,转过平衡位置后,电流改变方向。
丙:ab和cd的电流方向与图甲相反,受力方向也相反,线圈仍顺时针转动。
丁:线圈又转到平衡位置,换向器又自动改变电流方向。
(3)应用:直接电动机:电动玩具、录音机、小型电器等 交流电动机:电风扇、洗衣机、家用电器等。
(4)特点:结构简单、控制方便、体积小、效率高。
考点二 发电机及其工作原理
1. 电磁感应现象
(1)电磁感应现象是英国的物理学家法拉第第一个发现的。
(2)电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生电流。
感应电流:由于电磁感应产生的电流叫感应电流。
(3) 电流中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。
(4) 电磁感应现象的能量转化:把机械能转化为电能。
2. 发电机
(1)构造:由磁体、线圈、滑环、电刷组成,与电动机相似,但没有电动机的换向器。
(2)工作原理:发电机是根据电磁感应原理工作的,是机械能转化为电能的机器。
(3)工作过程:在外力作用下,转子转动一周,切割磁感线的方向发生两次改变,电流的方向也随之发生两次改变,从而产生方向性呈周期性变化的交流电。
(4)大型交流发电机主要由转子和定子两部分组成。一般采用线圈不动磁极旋转的发电机叫做旋转磁极式发电机。
(5)直流电动机和交流发电机的区别
直流电动机
交流发电机
原理
利用通电线圈在磁场里受力转动的原理
利用电磁感应原理
构造
与电刷接触的是换向器
与电刷接触的是两个铜环
能量转化
电能→机械能
机械能→电能
在电路中的作用
用电器
电源
(6)交流电和直流电:
① 交流电:电流方向周期性变化的电流。我国家庭电路使用的是交流电。电压是220伏、周期是0.02秒、频率是50赫、电流方向1s改变100次。
周期(T):完成一次周期性变化需要的时间s。
频率(f):1秒内完成周期性变化的次数(赫兹)。 两者关系:
② 直流电:电流方向不变的电流。
考点三 电磁感应的应用
1、话筒
(1)结构:膜片、线圈、永久磁体
(2)作用:把振动的声音变成变化的电流。
(3)原理:振动声音的运动在磁场中切割磁感线,这样线圈中就产生了变化的电流。
2、电磁感应和磁场对电流的作用的区别:
电磁感应
磁场对电流的作用
现象
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感应线运动时,导体中就产生电流。
通电导体(线圈)在磁场中受到力的作用
能量转化
机械能→电能
电能→机械能
力的性质
外力
磁场力
导体中的电流
感应电流
由电源供给
应用
发电机工作原理
电动机工作原理
题型1磁场对通电导线的作用
[题型专练1]. (2023秋•临海市校级期中)如图所示,干电池底部吸有强磁铁(可导电),在干电池的正极上支有一“门”字形导线框,导线框B侧和套在强磁铁上的导电圆环C连接,导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动,圆环C在转动过程中与强磁铁接触良好。导线框转动的动力来源( )
A.只有线框A侧受到磁场对电流的作用
B.只有线框B侧受到磁场对电流的作用
C.线框A侧、B侧都受到磁场对电流的作用
D.线框A侧、B侧都未受到磁场对电流的作用,是受到的其他外力
[题型专练2]. (2023春•龙港市期中)为了提高能量利用率,纯电动汽车在行驶过程中采用能量回收刹车系统为汽车