第03讲 电动机与发电机（预习）-【寒假自学课】2025年八年级科学寒假提升精品讲义（浙教版）

第03讲 电动机与发电机 模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理（吃透教材） 模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练 模块五 小试牛刀过关测 1.知道通电导线在磁场中受到力的方向与哪些因素有关。 2.了解直流电动机的构造和工作原理，理解换向器的作用。 3、通过探究，知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件； 4、了解电磁感应在实际生活中的应用。 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。 3.实验探究-线圈在磁场中的转动 （1）实验过程分析 过程分析 甲图 线圈受到的力使它顺时针转动 线圈的ab边受到一个向上的力，cd边中的电流与ab边中的电流方向相反，磁场方向相同，故cd边受到一个向下的力，这两个力不在同一直线上，所以，使线圈沿顺时针方向转动。 乙图 线圈由于惯性会越过平衡位置 与甲图相似，线圈的ab边受到向上的力、cd边受到向下的力，但此时两个力在同一直线上，大小相等、方向相反，彼此平衡，故这一位置称作平衡位置，由于惯性线圈会越过平衡位置，继续转动 丙图 线圈受到的力阻碍线圈顺时针转动 线圈越过平衡位置后，与甲图原理相似，线圈的ab边受到向上的力，cd边受到向下的力，此两个力大小相等、方向相反，不在同一直线上，阻碍线圈顺时针转动（线圈不能连续转动的原因）。 归纳总结 通电后的线圈会转动，转过平衡位置后，受到的力要阻碍它的转动，故线圈又会减速至零，向反方向转动，这样线圈在平衡位置左右来回摆动，慢慢停下来，最后停在平衡位置。 （2）换向器的构造及作用 构造 如图所示，两个铜半环分别与线圈两端相连，中间断开，彼此绝缘，并通过电刷和电源组成闭合回路。 作用 当线圈转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向，从而使线圈获得同转动方向相同的力，能持续转动下去。 （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。 3. 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。 4. 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。 5. 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。 （4）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 教材习题03 3.直流电动机中的换向器起了什么作用？ 解题方法 ①记忆知识点 …… 【答案】当线圈转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向，从而使线圈获得同转动方向相同的力，能持续转动下去。 教材习题04 1.闭合电路的一部分导体在磁场中做 的运动时，导体中就会产生感应电流。感应电流的方向与的 方向和 的方向有关。同时改变磁场方向和导体的运动方向，感应电流的方向 (填“改变”、“不变”或“不确定”)。 解题方法 ①记忆知识点 …… 【答案】切割磁感线 磁体运动 磁极 改变 一．磁场对通电导线的作用 1．（2024春•萧山区期中）用一枚螺丝钉、一节电池、一根导线和一块组扣状磁铁，就能做成一个最简单的电动机。如图所示，螺丝钉的尾端吸着磁铁，尖端吸在电池的正极上，然后将导线的一端接到电池负极，另一端搭在磁铁边缘，螺丝钉就开始旋转，下列叙述错误的是（　　） A．工作时将机械能转化为电能 B．若仅改变电源正负极方向，螺丝钉会反向转动 C．若仅将组扣磁铁上下翻转（改变磁极方向），螺丝钉会反向转动 D．若将电池替换成电压更大的电池，螺丝钉转动速度加快 二．直流电动机的原理 2．（2024春•西湖区校级期中）图中是小明制作的简单电动机模型，其线圈由漆包线绕成，将线圈一端的漆全部刮掉，另一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中，闭合开关后，线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是（　　） A．利用电磁感应原理工作 B．线圈在转动时，始终受到磁场作用力 C．将电能转化为机械能 D．增大线圈中的电流可改变转动方向 3．（2024春•余杭区期中）如图所示为某电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，OO'为转轴。闭合开关，线圈能朝一个方向持续转动，则（　　） A．螺线管F端为N极，P端为N极 B．图中线圈平面恰好处在平衡位置 C．若将电源的正负极对调，转动方向不变 D．图示装置工作时把机械能转化为电能 4．（2024春•温州期中）如图所示为小玲和小辉同学制作的直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。 （1）直流电动机的工作原理是 　 　。 （2）通过改变 　 　方向，可以改变线圈的转动方向。 （3）为了能够顺利转动，漆包线绕成的矩形线圈可以选择哪些材料？　 　（可多选） A.铜 B.铁 C.铝 D.镍 （4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，请你分析可能的原因 　 　。 三．电磁感应 5．（2024春•下城区校级期中）同学们做实验的装置如图所示，闭合开关，先将导体ab水平用力向右移动，导体cd也随之运动起来。则在以上的实验中下列说法正确的是（　　） A．实验装置中的甲装置运用的原理是电磁感应现象 B．实验装置中的甲装置把电能转化为机械能 C．实验装置中的乙装置产生的现象在生活中的应用是发电机 D．若将导体ab水平用力向左移动，导体cd的运动方向不变 6．（2024春•鹿城区校级期中）小联同学观察到学校的楼道里有消防应急灯，平时灯是熄的，一旦停电，消防应急灯里两盏灯泡就会正常发光。科学小组查阅相关资料，探究并模拟消防应急灯电路。请完成下面小题。小联发现，电力工作人员会佩戴一种高压电工专用安全帽，帽内装有线圈和静电报警器。当高压电产生的磁场大于一定值时，线圈中产生的电流使报警器发出警报。下列与安全帽的工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 7．（2024春•西湖区校级期中）如图所示，在弹簧的下端悬吊一蹄形磁铁，将一只方框形线圈放在磁体的两极之间，螺线管AB与方框线圈相连接。若方框线圈不动。而将蹄形磁铁竖直向下拉一小段距离后再释放，则下列说法中正确的是（　　） A．螺线管的A端始终是N极 B．螺线管的B端始终是N极 C．螺线管周围的磁场不断变化 D．螺线管周围没有磁场 8．（2024春•拱墅区校级期中）电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的是（　　） A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作 B．只要有线圈，即使没有磁体，电吉他也能正常工作 C．改变线圈数或改变磁场方向都可以改变线圈中的感应电流大小 D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 一．选择题（共7小题） 1．（2024春•义乌市期末）某同学按照说明书组装了一个电动机模型，装好后发现电动机不转动。产生该现象的原因不可能是（　　） A．电池正负极接反 B．接线柱接触不良 C．磁体磁性太弱 D．线圈处于平衡位置 2．（2024春•上虞区期末）如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．电动机通电后不转动，一定是电路断路 B．电动机工作时，电能主要转化为机械能 C．电动机工作过程中，线圈中的电流方向保持不变 D．将磁体的磁极对调一下可以使电动机的转速增大 3．（2024春•嵊州市期末）如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．电动机通电后不转，一定是电路断路 B．电动机没有换向器也可实现持续转动 C．对调磁体的磁极，可以增大电动机的转速 D．改变磁场方向，可以改变线圈转动的方向 4．（2024春•东阳市期末）用如图所示的实验装置探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关S0，原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动。若要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是（　　） A．换用磁性更强的蹄形磁体 B．将蹄形磁体的N、S极对调 C．将滑动变阻器的滑片P向右移动 D．将硬直导线的A、B两端对调 5．（2024春•上城区期末）目前马拉松比赛采用的计时方式为感应芯片计时，正确佩戴计时芯片的参赛者，通过起点和终点设置的磁场地带时，芯片里的线圈会产生电流，驱动芯片发射信号并被接受，系统实时获取计时信息。以下设备和马拉松计时芯片工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 6．（2023春•长兴县期末）市面上有一款不需要电池的自发电门铃，如图所示。当按压门铃压板时，压板后面的弹簧会带动磁体运动，从而在线圈中产生电流，发声元件便可以发出声音。这种门铃发电的原理是（　　） A．电磁感应现象 B．电流的磁效应 C．磁极间的相互作用 D．通电导体在磁场中受力运动 7．（2023秋•西湖区校级期末）电占他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法不正确的有（　　） A．取走磁体，电吉他将不能正常工作 B．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作 C．弦振动过程中，线圈中的电流大小不断变化 D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 二．填空题（共5小题） 8．（2024春•杭州期末）小滨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，应用的原理是 　 　。 （2）某些公交车上安装的“车窗爆破器”的工作原理是：当爆破器用力砸窗时，爆破器线圈中会产生电流，此时的能量转化过程是 　 　。当爆破器中的线圈有电流通过时，爆破器中的“钨钢头”会产生一个瞬间的冲击力，此时与图中装置 　 　（选填“甲”或“乙”）部分原理相同。 （3）若要改变电动机的转动方向，下列方法中可行的是 　 　。 A.同时改变电流方向和磁场方向 B.只改变电流方向 C.只改变磁场方向 D.增强磁场 9．（2024春•温州期末）如图是法拉第1831年发明的圆盘发电机工作原理图。一个可绕固定轴转动的铜盘，铜盘的一部分处在U形磁铁中，电刷与铜盘的边缘连接且接触良好，用导线将开关、灵敏电流表串联在铜盘中心O和电刷之间。闭合开关，用力转动手柄使铜盘旋转产生电流。 （1）圆盘发电机工作时将 　 　能转化为电能。 （2）小明发现圆盘发电机工作时，灵敏电流表指针偏转不明显，即产生的感应电流太小，分析可能的原因是 　 　。（列举1种） （3）闭合开关后，当沿一个方向转动手柄使铜盘匀速旋转时，灵敏电流表指针向右偏转。若要改变灵敏电流表指针偏转方向，请提出1条可行的措施：　 　。 10．（2024春•镇海区期末）小明利用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。 （1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿 　 　（填“上下”或“左右”）方向运动时，电流表指针会发生偏转。 （2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，电流表指针 　 　（填“会”或“不会”）发生偏转。 （3）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转。由此小明得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做 　 　运动时，电路中就产生感应电流。 11．（2024春•临海市期末）某科学兴趣小组将几颗铷磁铁叠在一起，与干电池负极相连，把铜线弯折成心形线框，套在电池外面，心形线框就能绕电池转动（如图）。 （1）心形线框能绕电池转动的原理是 　 　。 （2）要增大心形线框的转速，可采取的措施有 　 　。（写出一条即可） 12．（2023秋•宁波期末）如图是小宁制作的一台简易电动机。电动机的线圈绕制好后，小宁将线圈左端引出线的绝缘漆全部刮掉，右端引出的绝缘漆 　 　（选填“不做处理”、“全部刮掉”或“刮掉一半”），这样做的目的是使线圈通电时能够持续转动。若想改变线圈的转动方向，可采的措施 　 　。（写出一点）。 三．解答题（共1小题） 13．（2024春•瓯海区校级期末）我国首艘国产航母“福建舰”上使用了电磁弹射装置，原理如图所示，给线圈提供电流时产生磁场，炮弹（铁质）被磁化，受到强大的作用力而加速运动，达到线圈中间时，迅速断电，炮弹飞出炮口。当线圈通电时，炮弹头是 　 　（选填“S”或“N”）极；电磁弹射装置将电能转化为 　 　，工作原理与 　 　（选填“电动机”或“发电机”）相同。 四．实验探究题（共1小题） 14．（2024春•滨江区校级期末）项目学习小组实验发现，装在筒内的电动机带动风叶转动时，电动机转动方向改变，气流方向也改变，如图甲所示。于是想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”：既能收集书桌上的小纸屑，又能吹风纳凉。他们制定的产品评价表如下。 评价指标 评价等级 优秀 合格 待改进 指标一 能吸纸屑、吹风且风速可调 能吸纸屑、吹风，风速不可调 只能吸纸屑或只能吹风 指标二 吸纸屑后，吹风时无纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时有部分纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时全部纸屑吹出 小组同学设计如图乙电路，利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型，其工作原理示意图如图丙。 （1）图乙中，通过切换开关S，可以改变电动机转向的原因是 　 　。 （2）将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，电动机转速如何变化？　 　。 （3）对模型测试时，其“指标一”为优秀。请结合评价量表，分析该模型的“指标二”所处的评价等级 　 　（“优秀”、“合格”、“待改进”），并说明理由 　 　。 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第03讲 电动机与发电机 模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理（吃透教材） 模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练 模块五 小试牛刀过关测 1.知道通电导线在磁场中受到力的方向与哪些因素有关。 2.了解直流电动机的构造和工作原理，理解换向器的作用。 3、通过探究，知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件； 4、了解电磁感应在实际生活中的应用。 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。 3.实验探究-线圈在磁场中的转动 （1）实验过程分析 过程分析 甲图 线圈受到的力使它顺时针转动 线圈的ab边受到一个向上的力，cd边中的电流与ab边中的电流方向相反，磁场方向相同，故cd边受到一个向下的力，这两个力不在同一直线上，所以，使线圈沿顺时针方向转动。 乙图 线圈由于惯性会越过平衡位置 与甲图相似，线圈的ab边受到向上的力、cd边受到向下的力，但此时两个力在同一直线上，大小相等、方向相反，彼此平衡，故这一位置称作平衡位置，由于惯性线圈会越过平衡位置，继续转动 丙图 线圈受到的力阻碍线圈顺时针转动 线圈越过平衡位置后，与甲图原理相似，线圈的ab边受到向上的力，cd边受到向下的力，此两个力大小相等、方向相反，不在同一直线上，阻碍线圈顺时针转动（线圈不能连续转动的原因）。 归纳总结 通电后的线圈会转动，转过平衡位置后，受到的力要阻碍它的转动，故线圈又会减速至零，向反方向转动，这样线圈在平衡位置左右来回摆动，慢慢停下来，最后停在平衡位置。 （2）换向器的构造及作用 构造 如图所示，两个铜半环分别与线圈两端相连，中间断开，彼此绝缘，并通过电刷和电源组成闭合回路。 作用 当线圈转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向，从而使线圈获得同转动方向相同的力，能持续转动下去。 （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。 3. 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。 4. 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。 5. 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。 （4）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 教材习题03 3.直流电动机中的换向器起了什么作用？ 解题方法 ①记忆知识点 …… 【答案】当线圈转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向，从而使线圈获得同转动方向相同的力，能持续转动下去。 教材习题04 1.闭合电路的一部分导体在磁场中做 的运动时，导体中就会产生感应电流。感应电流的方向与的 方向和 的方向有关。同时改变磁场方向和导体的运动方向，感应电流的方向 (填“改变”、“不变”或“不确定”)。 解题方法 ①记忆知识点 …… 【答案】切割磁感线 磁体运动 磁极 改变 一．磁场对通电导线的作用 1．（2024春•萧山区期中）用一枚螺丝钉、一节电池、一根导线和一块组扣状磁铁，就能做成一个最简单的电动机。如图所示，螺丝钉的尾端吸着磁铁，尖端吸在电池的正极上，然后将导线的一端接到电池负极，另一端搭在磁铁边缘，螺丝钉就开始旋转，下列叙述错误的是（　　） A．工作时将机械能转化为电能 B．若仅改变电源正负极方向，螺丝钉会反向转动 C．若仅将组扣磁铁上下翻转（改变磁极方向），螺丝钉会反向转动 D．若将电池替换成电压更大的电池，螺丝钉转动速度加快 【解答】解：A、通电导体在磁场中受力转动时，将电能转化为机械能，故A错误； BC、通电导体在磁场中转动的方向取决于其在磁场中的受力方向，其受力方向改变则其转动方向就改变；而其受力方向与导体中电流的方向和磁场的方向有关。改变铁钉中的电流方向或磁场方向，螺丝钉会反向转动，故BC正确； D、电动机中通电线圈受力大小与电流大小和磁场强度有关，若再增加一节干电池，线圈中的电流增大，线圈转动速度加快，故D正确。 故选：A。 二．直流电动机的原理 2．（2024春•西湖区校级期中）图中是小明制作的简单电动机模型，其线圈由漆包线绕成，将线圈一端的漆全部刮掉，另一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中，闭合开关后，线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是（　　） A．利用电磁感应原理工作 B．线圈在转动时，始终受到磁场作用力 C．将电能转化为机械能 D．增大线圈中的电流可改变转动方向 【解答】解：A．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故A错误； B．由于线圈中有一端的漆只刮掉半周，会出现电路中无电流状态，当线圈转到该位置处，由于线圈中无电流，所以不会受到磁场力的作用，故B错误； C．电动机消耗电能而转动起来，能量转化为电能转化为机械能，故C正确； D．线圈转动的方向与电流的方向有关，增大线圈中的电流，只会改变线圈受到磁场力的大小，而不会改变受力的方向，故D错误。 故选：C。 3．（2024春•余杭区期中）如图所示为某电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，OO'为转轴。闭合开关，线圈能朝一个方向持续转动，则（　　） A．螺线管F端为N极，P端为N极 B．图中线圈平面恰好处在平衡位置 C．若将电源的正负极对调，转动方向不变 D．图示装置工作时把机械能转化为电能 【解答】解：A、由图知电流从螺线管的左端流入、右端流出，据安培定则可知，通电螺线管EF的E端为N极、F端为S极，通电螺线管PQ的P端为N极、Q端为S极，故A错误； B、当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈处于平衡状态，此时线圈受力平衡，故B错误； C、若只将电源的正负极对调，则电流的方向发生改变，两个螺线管的磁极的方向也发生了改变，即线圈所处磁场方向改变，则受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同，即顺时针转动，故C正确； D、电动机工作时将电能转化为机械能，故D错误。 故选：C。 4．（2024春•温州期中）如图所示为小玲和小辉同学制作的直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。 （1）直流电动机的工作原理是 　 　。 （2）通过改变 　 　方向，可以改变线圈的转动方向。 （3）为了能够顺利转动，漆包线绕成的矩形线圈可以选择哪些材料？　 　（可多选） A.铜 B.铁 C.铝 D.镍 （4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，请你分析可能的原因 　 　。 【解答】解：（1）直流电动机的工作原理是：磁场对电流的作用； （2）要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向； （3）为了能够顺利转动，漆包线绕成的矩形线圈可以选择磁体无法吸引的材料，如铜，铝等； （4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，可排除无电流的情况，可能是磁场太弱。 故答案为：（1）通电线圈在磁场中受力转动；（2）电流方向或磁场方向；（3）AC；（4）磁场太弱。 三．电磁感应 5．（2024春•下城区校级期中）同学们做实验的装置如图所示，闭合开关，先将导体ab水平用力向右移动，导体cd也随之运动起来。则在以上的实验中下列说法正确的是（　　） A．实验装置中的甲装置运用的原理是电磁感应现象 B．实验装置中的甲装置把电能转化为机械能 C．实验装置中的乙装置产生的现象在生活中的应用是发电机 D．若将导体ab水平用力向左移动，导体cd的运动方向不变 【解答】解：A、闭合电路的导体ab在磁场中做切割磁感线运动，从而产生了感应电流，这是一种电磁感应现象。故A正确。 B、在电磁感应现象中，是将机械能转化为电能。故B错误。 C、导体ab产生的感应电流通过位于磁场中的导体cd时，cd在磁场中受力而运动起来，体现了通电导体在磁场中受力的理论，利用该理论制成了电动机。故C错误。 D、感应电流的方向与导体的运动方向有关，所以导体ab的运动方向改变，ab中的电流方向也改变，即cd中的电流方向发生了改变；通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向有关，所以cd中电流方向的改变，导致了cd受力的方向也改变，故运动方向发生了改变。故D错误。 故选：A。 6．（2024春•鹿城区校级期中）小联同学观察到学校的楼道里有消防应急灯，平时灯是熄的，一旦停电，消防应急灯里两盏灯泡就会正常发光。科学小组查阅相关资料，探究并模拟消防应急灯电路。请完成下面小题。小联发现，电力工作人员会佩戴一种高压电工专用安全帽，帽内装有线圈和静电报警器。当高压电产生的磁场大于一定值时，线圈中产生的电流使报警器发出警报。下列与安全帽的工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：由题意可知，当高压电产生的磁场大于一定值时，线圈中产生的电流使报警器发出警报，所以其工作原理为电磁感应现象； A、图示的实验是探究电磁铁磁性强弱因素的实验，故A错误； B、图示为奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，故B错误； C、图中没有电源，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，这是电磁感应现象，故C正确； D、图中有电源，为电动机的工作原理，是根据通电导体在磁场中受力而运动的原理制成的，故D错误。 故选：C。 7．（2024春•西湖区校级期中）如图所示，在弹簧的下端悬吊一蹄形磁铁，将一只方框形线圈放在磁体的两极之间，螺线管AB与方框线圈相连接。若方框线圈不动。而将蹄形磁铁竖直向下拉一小段距离后再释放，则下列说法中正确的是（　　） A．螺线管的A端始终是N极 B．螺线管的B端始终是N极 C．螺线管周围的磁场不断变化 D．螺线管周围没有磁场 【解答】解：将蹄形磁铁竖直向下拉一小段距离后再释放，蹄形磁铁将会上下移动，导致方框线圈切割磁感线产生感应电流，由此可知螺线管周围有磁场， 而蹄形磁铁上下移动的时候，蹄形磁铁周围的磁场是不断变化的，产生感应电流的方向发生改变，因此螺线管两端的磁极也是不断发生变化的，因此不会是螺线管的A端始终是N极，B端始终是N极，故C正确，ABD错误。 故选：C。 8．（2024春•拱墅区校级期中）电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的是（　　） A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作 B．只要有线圈，即使没有磁体，电吉他也能正常工作 C．改变线圈数或改变磁场方向都可以改变线圈中的感应电流大小 D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 【解答】解：A、选用铜质弦，铜不能被电磁铁磁化，电吉他不能正常工作，故A错误； B、只有线圈，没有磁体，电吉他不能正常工作，故B错误； C、改变线圈数或改变磁场强弱都可以改变线圈中的感应电流大小，故C错误； D、弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化，故D正确。 故选：D。 一．选择题（共7小题） 1．（2024春•义乌市期末）某同学按照说明书组装了一个电动机模型，装好后发现电动机不转动。产生该现象的原因不可能是（　　） A．电池正负极接反 B．接线柱接触不良 C．磁体磁性太弱 D．线圈处于平衡位置 【解答】解：A、电池正负极接反，对电动机是否转动没有影响，只影响电动机的转动方向，故A符合题意； BCD、接线柱接触不良、磁体磁性太弱、线圈处于平衡位置，都可能导致电动机不转动，故BCD不符合题意。 故选：A。 2．（2024春•上虞区期末）如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．电动机通电后不转动，一定是电路断路 B．电动机工作时，电能主要转化为机械能 C．电动机工作过程中，线圈中的电流方向保持不变 D．将磁体的磁极对调一下可以使电动机的转速增大 【解答】解：A、电动机通电后不转，可能是电路断路、可能是电流过小、可能是线圈在平衡位置，故A错误； B、电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能，故B正确； C、电动机工作过程中，换向器会自动改变线圈中的电流方向，线圈中的电流方向是变化的，故C错误； D、对调磁极只会将线圈受力反向，不会改变线圈受力的大小，线圈转动的速度将不变，故D错误。 故选：B。 3．（2024春•嵊州市期末）如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．电动机通电后不转，一定是电路断路 B．电动机没有换向器也可实现持续转动 C．对调磁体的磁极，可以增大电动机的转速 D．改变磁场方向，可以改变线圈转动的方向 【解答】解：A、电动机通电后不转，可能是电路断路，故A错误； B、电动机没有换向器不能实现持续转动，故B错误； C、对调磁体的磁极，可以改变电动机的转动方向，不可以增大电动机的转速，故C错误； D、改变磁场方向，可以改变线圈转动的方向，故D正确。 故选：D。 4．（2024春•东阳市期末）用如图所示的实验装置探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关S0，原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动。若要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是（　　） A．换用磁性更强的蹄形磁体 B．将蹄形磁体的N、S极对调 C．将滑动变阻器的滑片P向右移动 D．将硬直导线的A、B两端对调 【解答】解： A、换用磁性更强的蹄形磁体，不会改变运动方向，故A错误； B、将蹄形磁体的N、S极对调，只改变一个影响因素（磁场方向），受力运动方向改变，运动方向改变，故B正确； C、将滑动变阻器的滑片P向右移动，电阻增大，电路中的电流减小，导线的运动速度减小，不会改变运动方向，故C错误； D、将A、B两端对调，电流方向不改变，受力运动方向不改变，故D错误。 故选：B。 5．（2024春•上城区期末）目前马拉松比赛采用的计时方式为感应芯片计时，正确佩戴计时芯片的参赛者，通过起点和终点设置的磁场地带时，芯片里的线圈会产生电流，驱动芯片发射信号并被接受，系统实时获取计时信息。以下设备和马拉松计时芯片工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：马拉松计时芯片工作原理是电磁感应现象。 A、该实验说明同名磁极互相排斥，故A不符合题意； B、该实验说明通电导体的周围存在磁场，故B不符合题意； C、该实验说明磁生电，和马拉松计时芯片的原理相同，故C符合题意； D、该实验说明通电导体在磁场中会受到力的作用，故D不符合题意。 故选：C。 6．（2023春•长兴县期末）市面上有一款不需要电池的自发电门铃，如图所示。当按压门铃压板时，压板后面的弹簧会带动磁体运动，从而在线圈中产生电流，发声元件便可以发出声音。这种门铃发电的原理是（　　） A．电磁感应现象 B．电流的磁效应 C．磁极间的相互作用 D．通电导体在磁场中受力运动 【解答】解：当按压门铃压板时，压板后面的弹簧会带动磁体运动，从而在线圈中产生电流，这是电磁感应现象，此过程将机械能转化为电能；故A正确，BCD错误。 故选：A。 7．（2023秋•西湖区校级期末）电占他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法不正确的有（　　） A．取走磁体，电吉他将不能正常工作 B．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作 C．弦振动过程中，线圈中的电流大小不断变化 D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 【解答】解：A、取走磁体，就没有磁场，振弦不能切割磁感线产生电流，电吉他将不能正常工作，故A正确； B、铜不可以被磁化，则选用铜质弦，电吉他不能正常工作，故B错误； C、弦振动过程中，线圈中的电流大小不断变化，使弦振动幅度不同发出声音的大小不同，故C正确； D、弦振动过程中，磁场方向不变，弦的运动方向会不断变化，则线圈中的电流方向不断变化，故D正确。 故选：B。 二．填空题（共5小题） 8．（2024春•杭州期末）小滨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，应用的原理是 　 　。 （2）某些公交车上安装的“车窗爆破器”的工作原理是：当爆破器用力砸窗时，爆破器线圈中会产生电流，此时的能量转化过程是 　 　。当爆破器中的线圈有电流通过时，爆破器中的“钨钢头”会产生一个瞬间的冲击力，此时与图中装置 　 　（选填“甲”或“乙”）部分原理相同。 （3）若要改变电动机的转动方向，下列方法中可行的是 　 　。 A.同时改变电流方向和磁场方向 B.只改变电流方向 C.只改变磁场方向 D.增强磁场 【解答】解：（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，导体中会有感应电流产生，这是利用电磁感应现象的原理实现的，此时导体ab相当于电源； （2）公交车上安装的“车窗爆破器”的工作原理是：当爆破器用力砸窗时，爆破器线圈中会产生电流，此时机械能转化为电能；当爆破器中的线圈有电流通过时，爆破器中的“钨钢头”会产生一个瞬间的冲击力，是利用通电导体在磁场中受到力的作用，故图乙部分与这一过程是相似的； （3）A、同时改变电流方向和磁场方向，电动机线圈的受力方向不变，电动机的转动方向不变，故A选项错误； BC、只改变电流方向或只改变磁场方向，电动机线圈的受力方向改变，电动机的转动方向改变，故BC选项正确； D、电动机的转动方向与磁场的强弱无关，故D选项错误； 故选BC。 故答案为：（1）电磁感应；（2）机械能转化为电能；乙；（3）BC。 9．（2024春•温州期末）如图是法拉第1831年发明的圆盘发电机工作原理图。一个可绕固定轴转动的铜盘，铜盘的一部分处在U形磁铁中，电刷与铜盘的边缘连接且接触良好，用导线将开关、灵敏电流表串联在铜盘中心O和电刷之间。闭合开关，用力转动手柄使铜盘旋转产生电流。 （1）圆盘发电机工作时将 　 　能转化为电能。 （2）小明发现圆盘发电机工作时，灵敏电流表指针偏转不明显，即产生的感应电流太小，分析可能的原因是 　 　。（列举1种） （3）闭合开关后，当沿一个方向转动手柄使铜盘匀速旋转时，灵敏电流表指针向右偏转。若要改变灵敏电流表指针偏转方向，请提出1条可行的措施：　 　。 【解答】解：（1）发电机工作时机械能转化为电能； （2）根据常见发电机中产生的感应电流的大小与磁场强弱、线圈运动快慢和线圈匝数有关可推知，圆盘发电机工作时，灵敏电流表指针偏转不明显，即产生的感应电流太小的原因是磁铁周围的磁场太弱（铜盘转速太小、铜盘处于磁场的有效长度太短等）； （3）根据发电机中产生的感应电流的方向与磁场方向、线圈运动方向有关可推知要改变灵敏电流表指针偏转方向，可以改变手柄的转动方向（对调磁铁南北极、将灵敏电流表正负接线柱的导线互换）。 故答案为：（1）机械；（2）磁铁周围的磁场太弱；（3）改变手柄的转动方向。 10．（2024春•镇海区期末）小明利用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。 （1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿 　 　（填“上下”或“左右”）方向运动时，电流表指针会发生偏转。 （2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，电流表指针 　 　（填“会”或“不会”）发生偏转。 （3）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转。由此小明得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做 　 　运动时，电路中就产生感应电流。 【解答】解：（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿左右方向运动时，灵敏电流计指针会发生偏转。 （2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，灵敏电流计指针不会发生偏转，因为此时导体不切割磁感线。 （3）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针都不会发生偏转，因为电路是断开的。由此小明得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，这种现象叫做电磁感应。 故答案为：（1）左右；（2）不会；（3）切割磁感线。 11．（2024春•临海市期末）某科学兴趣小组将几颗铷磁铁叠在一起，与干电池负极相连，把铜线弯折成心形线框，套在电池外面，心形线框就能绕电池转动（如图）。 （1）心形线框能绕电池转动的原理是 　 　。 （2）要增大心形线框的转速，可采取的措施有 　 　。（写出一条即可） 【解答】解：图中的心形线框相当于一个简易的电动机。 （1）心形线框能绕电池转动的原理是通电导体在磁场中会受到力的作用。 （2）要增大心形线框的转速，可采取的措施有增强磁场。 故答案为：（1）通电导体在磁场中会受到力的作用；（2）增强磁场。 12．（2023秋•宁波期末）如图是小宁制作的一台简易电动机。电动机的线圈绕制好后，小宁将线圈左端引出线的绝缘漆全部刮掉，右端引出的绝缘漆 　 　（选填“不做处理”、“全部刮掉”或“刮掉一半”），这样做的目的是使线圈通电时能够持续转动。若想改变线圈的转动方向，可采的措施 　 　。（写出一点）。 【解答】解：将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周没有电流通过，不受磁场力的作用，利用惯性转动； 要想改变运动方向，应改变线圈在磁场中的受力方向或改变电流的方向。 故答案为：刮掉一半；改变电流的方向。 三．解答题（共1小题） 13．（2024春•瓯海区校级期末）我国首艘国产航母“福建舰”上使用了电磁弹射装置，原理如图所示，给线圈提供电流时产生磁场，炮弹（铁质）被磁化，受到强大的作用力而加速运动，达到线圈中间时，迅速断电，炮弹飞出炮口。当线圈通电时，炮弹头是 　 　（选填“S”或“N”）极；电磁弹射装置将电能转化为 　 　，工作原理与 　 　（选填“电动机”或“发电机”）相同。 【解答】解：由图可知，电流从通电螺线管（炮管）的左端进入，从右端流出，根据安培定则可知，通电螺线管（炮管）的左端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，炮弹头是S极；电磁弹射装置将电能转化为机械能；给电磁弹射装置线圈提供电流时产生磁场，炮弹（铁质）被磁化，受到强大的作用力而加速运动，达到线圈中间时，迅速断电，炮弹飞出炮口，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动，与电动机的原理相同。 故答案为：S；机械能；电动机。 四．实验探究题（共1小题） 14．（2024春•滨江区校级期末）项目学习小组实验发现，装在筒内的电动机带动风叶转动时，电动机转动方向改变，气流方向也改变，如图甲所示。于是想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”：既能收集书桌上的小纸屑，又能吹风纳凉。他们制定的产品评价表如下。 评价指标 评价等级 优秀 合格 待改进 指标一 能吸纸屑、吹风且风速可调 能吸纸屑、吹风，风速不可调 只能吸纸屑或只能吹风 指标二 吸纸屑后，吹风时无纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时有部分纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时全部纸屑吹出 小组同学设计如图乙电路，利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型，其工作原理示意图如图丙。 （1）图乙中，通过切换开关S，可以改变电动机转向的原因是 　 　。 （2）将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，电动机转速如何变化？　 　。 （3）对模型测试时，其“指标一”为优秀。请结合评价量表，分析该模型的“指标二”所处的评价等级 　 　（“优秀”、“合格”、“待改进”），并说明理由 　 　。 【解答】解：（1）由图乙可知，开关S与“1”连接时，电流从电动机的上方流入，开关S与“2”连接时，电流从电动机的下方流入，即切换开关S后，通过电动机电流的方向发生改变，因此电动机转向改变的原因是改变通过电动机电流的方向； （2）他图乙可知，将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，变阻器接入电路的电阻变大，由欧姆定律可知，此时通过电动机的电流变小，电动机的转速变慢； （3）由图丙可知，吸纸屑时收集盒右侧的阀门打开，从而将纸屑吸入收集盒，同时也有一部分纸屑被吸到隔板下面，吹风时，收集盒右侧的阀门关闭，收集盒内的纸屑不会被吹出，但隔板下面的纸屑会被吹出，结合表中的指标二可知，吸纸屑后，吹风时有部分纸屑被吹出，因此该模型的“指标二”评价等级为合格。 故答案为：（1）改变通过电动机电流的方向；（2）变慢；（3）合格；由图丙可知，吸纸屑时收集盒右侧的阀门打开，从而将纸屑吸入收集盒，同时也有一部分纸屑被吸到隔板下面，吹风时，收集盒右侧的阀门关闭，收集盒内的纸屑不会被吹出，但隔板下面的纸屑会被吹出，结合表中的指标二可知，吸纸屑后，吹风时有部分纸屑被吹出，因此该模型的“指标二”评价等级为合格。 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$