第八讲 3.3-3.5（电动机、电磁感应、家庭用电）-2025-2026学年浙教版科学八年级下册

该初中科学讲义通过模块化知识整理构建电磁及其应用单元体系，以原理分析框架呈现磁场对通电导体作用、电动机、电磁感应等核心内容，用对比表格区分直流与交流电动机、磁场力与电磁感应现象，清晰梳理知识内在联系与重难点。 讲义亮点在于“实验探究+实际应用”的练习设计，如电磁感应现象中通过操作判断感应电流产生条件，培养科学思维与探究实践素养。典型例题覆盖基础辨析与综合应用，课后巩固含分层探究题，助力不同学生提升，为教师实施精准复习提供系统支持。

第八讲：电磁及其应用2 知识整理1：磁场对通电导体的作用 1、 磁场对通电导体的作用 通电导线在磁场中会受到 的作用，力的方向与 方向及 方向有关，当只改变电流方向或只改变磁场方向时，通电导体受到的力的方向发生 。同时改变电流方向和磁场方向时,通电导体受到的力的方向 。 【拓展】左手定则（了解） 伸开左手，拇指与四指垂直，让磁感线垂直穿过手心， 四指指向电流方向，那么拇指所指方向就是导体运动方向。 2、 磁场对通电线圈的作用 【分析】： （1） 图甲位置时线圈ab 边和cd 边受到的力的大小相等，方向相反，使线圈受力 。我们把这个位置称为线圈的平衡位置。（线圈平面和磁场方向 ） （2） 当矩形线圈处于图乙位置时，给线圈通电，线圈 ab 边和 cd 边受到的力的大小相等，方向相反，并且这两个力都与线圈的平面垂直，使线圈发生顺时针转动。当线圈继续转动到平衡位置时，能靠 转过平衡位置，但 继续转动下去，它会在平衡位置附近摆地动几下后停下来。 知识整理2：电动机和电动机的应用 1、 电动机 （一）原理：利用 的原理制成的。 （二）直流电动机的构造：主要由 （定子）、 （转子）、 和 等构成 （三）换向器的结构与作用 ①结构：由两片相互绝缘的铜质半环构成，与电刷配合使用。 ②作用：当线圈刚转过平衡位置时，能改变线圈中的 方向，使线圈持续转动。 （四）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，电流及改变方向。 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。 甲 乙 丙 丁 ①能量转换： 能转化为 能。 ②转动方向：与电流方向和磁场方向有关。只改变电流方向或只改变磁场方向，转动方向 ；电流方向和磁场方向同时改变，则转动方向 。 <一变二不变> ③转动速度：与电流 和磁场 有关。电流越 、磁场强度越 、转速越 。 【拓展】直流电动机和交流电动机的区别 直流电动机线圈中电流方向改变，外电路中电流方向 ；（有换向器） 交流电动机线圈中电流方向改变，外电路中电流方向 。（无换向器） 【讨论】如果装好通电后电动机不转动，主要有哪些原因？ ①线圈的位置处于 位置； ②电源电压 ； ③电刷与换向器 ； ④线圈与半圆形金属环之间 太大。 2、 电动机的应用 由于电网提供的是 流电，所以家用电器里面的电动机和工业用电动机多数是 流电动机，而玩具等使用电池的小电器多数是 流电动机。 电动机被称为现代工业之母，它构造简单，控制方便，效率高，无污染，在交通运输、家用电器、国防设备等现代生产生活中有广泛应用，人类社会的发展离不开电动机。 知识整理3：电磁感应现象 英国的物理学家 用了长达 10 年的艰辛探索，终于在1831 年发现了 磁生电的条件和规律，实现了利用磁场获得电流的愿望。他的这个重大发现，带 来了电能的大规模生产和利用，开辟了电气化的新纪元。 1、概念：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应现象。产生的电流叫 电流。 2、产生感应电流的条件： 、 、做 运动 。 3、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。改变其中的一个方向，产生感应电流方向 ；若同时改变这两个方向，产生感应电流方向 。 4、影响感应电流大小的因素：磁场强弱、导体切割磁感线的速度的大小、切割导线的条数、切割导线的有效长度等。 5、能量转化： 能转化为 能。 【注意】：导体在磁场中作切割磁感应线运动，一定有感应 ，不一定有感应 产生，若电路是闭合的，则一定也有感应 。 6.运用比较法区别磁场对电流的作用力与电磁感应现象 知识整理4：发电机 1、基本结构：磁铁（定子）、矩形线圈（转子）、铜环、电刷等。 2、交流发电机的原理 （1）当线圈平面和磁感线垂直时，两边的运动方向和磁感线平行，不切割磁感线，线圈中无感应电流。 （2）当线圈平面和磁感线平行时，两边的运动方向和磁感线垂直，切割磁感线，线圈中有感应电流。 （3）线圈在磁场中转动一周，感应电流方向改变 次。 （4）实际使用的大型交流发电机，一般采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电（线圈是由多匝铜线绕制而成的，因此很重）。为了得到较强的磁场，还要用电磁铁代替永磁铁。 3.交流电与直流电 （1）周期性改变方向的电流叫交流电。方向不变的电流叫直流电。电池产生的电流方向是不变的，是直流电。 （2）我国供生产和生活的交流电的是周期 秒，频率是 赫兹，电流方向每秒改变 次。 （3）交流发电机发电时，线圈内是交流电，对外供应也是交流电；直流发电机发电时，线圈内是交流电，对外部供电是直流电。因为直流发电机安装了换向器，能将线圈中产生的交流电转化为直流电输送出去。 （4）发电机和电动机的结构本质上是一样的。因此电动机也可以做发电机。 直流电动机与交流发电机 知识整理5：家庭电路 1、 家庭电路 家庭电路的组成：进户线→电能表→闸刀开关→熔断器（保险盒，内含保险丝）→插座、用电器和开关。所有用电器均并联在家庭电路中。 1、进户线：一般有两根，一根是火线，一根是零线。它们之间的电压正常值为 。 2、电能表：测量用电器在一段时间内消耗电能的仪器。 3、闸刀开关（总开关）：控制整个家庭电路的通断，上方为静触头，向上按为闭合。 4、灯泡和开关：灯泡必须经过 和火线相连。 【注意】：螺口灯泡的火线必须接在尾部中心，螺旋套接在零线上。 2、 测电笔 1、构造：笔尖金属体、弹簧、氖管、大电阻（约 1000kΩ）、笔尾金属体。 2、作用：辨别火线和零线。 3、使用方法：用手接触测电笔的笔 金属体，笔 金属体接触待测导线，若氖管发光，则 所测导线为 线；若氖管不发光，则所测导线为 线。 4、 用测电笔判断零线断开：正常情况下，测电笔接触火线时才能发光， 如果用测电笔检测电灯两端，均能发光，说明家庭电路中进户零线断开。 【注意】：用测电笔判断火线断开：如果用测电笔检测插座的双孔，均 不能发光，说明家庭电路中与此插座相连的火线断开。 3、 熔断器和断路器 ①熔断器 1、选用原则：保险丝的额定电流 电路中正常工作时的电流。 2、材料：一般是用电阻率 、熔点较 的合金材料制成。 3、作用：当电路中的电流过大时，保险丝会自动熔断，切断电路起到保护电路的作用。 4、熔断器一般有封闭管式熔断器和敞开插入式熔断器两种 5、保险丝熔断的原因： ① ； ②用电器的总功率 ：a．使用了大功率的用电器。如空调、热水器等； b．使用的用电器过多。 ②断路器 1、作用：当流过断路器的电流超过额定电流时，断路器可以自动切断电路，从而起到保护电路的作用。 2、连接：断路器一般串联在火线上。 3、断路器相当于闸刀开关和熔断器的作用。 4、优点：断路器能手动复位，接通电路；也能手动切断电路。不需要更换元件，比保险丝更方便。 工作原理：电流过大时，双金属片被过度加热，发生弯曲，使接触点在弹簧拉力作用下被断开，电路切断，从而起到电路过载或短路时的保护作用。 4、 插座 1、分类：两孔式插座和三孔式插座。 2、记忆技巧：两孔式，左 右 ；三孔式，左零右火上 。 3、接外壳的脚稍长的目的：在用电器通电前，先将金属外壳接地，起到安全和保护的作用。 【注意】：凡是金属外壳的用电器都要用到三角插座，如：空调、冰箱、电饭煲、洗衣机等。 知识整理6：触电事故、安全用电 1、 触电 1、触电：通过人体的电流达到一定值时对人体的伤害事故。通过人体的电流越大，从触电到死亡的时间越短。 2、人体电阻：1000-2000 欧；安全电流：≤ 毫安；安全电压≤ 伏。 3、一般情况下，36V以下的电压才是安全的。但在潮湿的环境中，安全电压应在24V甚至于12V 以下。 2、 触电形式 1、低压触电：单线触电和双线触电。 （1）单线触电：站在地上的人触到火线，则有电流由火线进入人体到地，形成回路，造成触电。（火线—人体—大地） （2）双线触电：站在绝缘体上的人同时接触到两根电线时，电流将由火线进入人体到零线而形成回路，造成触电。（火线—人体—零线） 单线触电 双线触电 2、高压触电：高压电弧触电和跨步电压触电。 3、 安全用电常识 1、原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。 2、安全用电常识： 将插头插入插座时，手不要接触金属插脚；不要用湿的手触摸电器、插座和开关；防止电线的绝缘层老化或破损；不要在高压线旁钓鱼或放风筝；不要使插座超负荷；避免在浴室使用用电器；导线旁不要放发热物体；不要同时使用大量大功率用电器。 3、触电的急救措施 （1）首先要切断电源（断开总开关），在无法切断电源的情况下，用绝缘的干木棍、竹竿等将电线挑开，使人体与带电体分离。如果贸然用手直接去拉触电者，则不但不能救人，自己反而也会触电。 （2）将人体与带电体分开后，进行现场抢救或拨打求救电话。 （3）如果用电时引发火灾，要先切断电源，绝不能向带电体泼水救火。 1 学科网（北京）股份有限公司 【课堂例题】 典型例题一：磁场对通电导体的作用 【例1】 用如图所示的装置探究磁场对通电导体的作用，给铝棒AB 通电，观察到 AB 向右运动，要使 AB 通电后向左运动，下列做法中可行的是（ ） A.仅换用磁性更强的磁体 B.仅增加 AB 中电流的大小 C.仅将磁体的 N、S 极对调 D.仅将铝棒 AB 换成铜棒 例1题图 例2题图 典型例题二：电动机和电动机的应用 【例2】 线圈 abcd 转动过程中经过图甲、乙位置时，导线 ab 所受磁场力的方向( ) A .相反，是由于磁场方向相反了 B .相反，是由于流过 ab 的电流方向相反了 C .相同，是由于磁场方向、流过 ab 的电流方向都变 D .相同，是由于磁场方向、流过 ab 的电流方向都没变 【例3】 关于电动机下面说法中正确的是（ ） A．电动机是利用电磁感应现象制成的 B．电动机的线圈只要有电流通过，线圈就会在磁场力作用下不断地运动 C．电动机只能使用直流电供电，电动机中的换向器能自动改变线圈中的电流方向 D．电动机的构造简单，效率比热机高，广泛地应用在电车、起重机、电风扇、电冰箱等电器中 【例4】 下图是“线圈不能连续转动”的示意图，下列说法中不正确的是( ) A．三图中，导线 ab 与 cd 所受磁场力的方向始终没有发生改变 B．乙图中，线圈能够越过平衡位置继续往下转动是由于惯性 C．通电一段时间后，线圈 abcd 最终会停止在乙图所示的位置 D．只要开关始终闭合，线圈 abcd 一定会在乙图的平衡位置左右摆动，永不停止 典型例题三：电磁感应现象 【例5】 图 1 是小明“探究磁可以生电”的实验装置。 （1）实验时，可通过观察___________来判断电路中是否有感应电流产生。 （2）明做了图 2 所示 4 次操作，其中不能产生感应电流的是_______（选填操作序号）。 （3）完成实验后，小明认为实验现象不太明显，请你提出一条改进措施：____________。 【例6】 图中的 a 表示垂直于纸面的一段导线，它是闭合电路的一部分，当 a 在下列磁场中沿图中所示方向运动时，不会产生感应电流的是（ ） A. B． C． D． 【例7】 科技创新活动中，小滨的作品“隔板推物”引起了同学们的极大兴趣，其原理如图甲所示，a、b 两个导体棒分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两导体棒通过导线相连，构成了一个闭合回路，用手推动导体棒 a 左右摆动时，导体棒 b 会随之摆动，下列关于这一现象的说法中正确的是（ ） A．导体棒 a 左右摆动时，闭合回路中没有产生感应电流 B．导体棒 a 左右摆动时，仅发生了电能向机械能的转化 C．导体棒 b 随之摆动的原理与图乙所示装置的原理相同 D．用手推动导体棒 b 左右摆动时，导体棒 a 不会随之摆动 典型例题四：发电机 【例8】 如图四幅图中，工作原理与其他三个不同的是（ ） A． 帽子上的电动风扇 B． 扬声器 C．动圈式麦克风 D． 自制小电动机 【例9】 我国的第一条自动充电高速公路——杭绍甬智慧高速公路正在设计完善中，该高速设置了自动驾驶专用车道，并计划配套电动车移动式无线充电，可实现电动车在此路段行驶过程中，边开车边充电。当这条高速地下铺设的线圈接通供电电源后，地下通电线圈就会产生磁场，电动车配备感应线圈，经过路面即可获得电流，如图。 （1）车辆线圈中产生电流是利用：___________现象。 （2）不考虑电动车耗电情况，要增大电动车感应线圈中的电流， 可采用什么措施：___________________。 （3）与传统插电式充电方式相比，请你对这种充电方式 进行评价：_______________（写出 一个优点或缺点）。 典型例题五：家庭电路 【例10】 下图表示家庭电路的一部分，下列有关说法正确的是（ ） A．图中控制灯泡的开关应该连在零线上 B．断路器比较适合安装在 Q 处而不是 P 处 C．正常情况下测电笔检测三孔插座地线孔时，不会有电流流过测电笔和人体 D．插座和灯泡是并联的，所以三孔插座短路时电灯正常发光 【例11】 如图是常见的插座面板，当该插座连接在家庭电路中时，其构成的电路图应为（ ） A. B． C． D． 【例12】 家用漏电保护器工作原理是：漏电保护器中有一特殊装置（在图中虚线框内，未画出），当通过火线（相当于电源正极）与零线（相当于电源负极）的电流不相等时，表明漏电，便会切断电源，起到保护作用。当实验电路闭合开关 S 时，就能测试漏电保护。请据此工作原理，判断下列电路的连接符合要求的是（ ） A. B． C． D． 典型例题六：触电事故、安全用电 【例13】 我国家庭电路的电压是 220 伏，虽然是低压电，但是已远远超过了安全电压，稍有不慎，就会酿成触电事故。图 a 中甲站在干燥的木桌上，一只手接触到火线；图 b 中乙站在干燥的木桌上，一只手接触到火线，此时另有丙站在地面上用手去拉乙。则关于甲、乙、丙是否触电，下列判断正确的是（ ） A．甲、乙、丙三人都发生了触电事故 B．甲发生触电事故 C．乙、丙二人只有乙发生了触电事故 D．乙、丙二人都发生了触电事故 【例14】 “珍爱生命，注意安全”是人们在日常生活中必须具备的意识。关于安全用电，正确的做法是（ ） A．发现有人触电时，应立即用手把他拉开 B．灯头、插座、开关等的带电部分可以外露 C．家里的断路器跳闸，一定是断路器坏了，所以必须更换断路器 D．用测电笔辨别火线和零线时，手应接触笔尾金属体 【课堂练习】 1. 小应自制了一个直流电动机模型，如图。回形针做成两个支架，分别与电池两极相连。用漆包铜线绕成一个线圈，以线圈引线为轴，用小刀刮去轴的一端全部绝缘漆，另一端只刮去上半周绝缘漆。将线圈放在支架上，磁体放在线圈边，闭合开关，轻轻拨动线圈，此时线圈顺时针转动，则下列说法错误的是（ ） A．若同时改变磁极方向和电流方向，线圈会逆时针转动 B．若再增加一节干电池，线圈转动速度加快 C．刮去上半周绝缘漆，作用相当于换向器 D．开关闭合后，如果电动机不转动，原因可能是线圈处于平衡位置 2. 探究通电导线在磁场受力方向与什么因素有关时，一位同学做了如图甲、乙、丙三个实验。其中 AB 表示闭合电路的一部分导线，导线上的箭头表示电流方向，F 表示导线受力方向，S\N 分别表示蹄形磁铁的南北极。 （1）实验________说明，通电导线在磁场中的受力方向与电流的方向有关（填“甲和乙”、“乙和丙”或者“甲和丙”下同）。 （2）实验________说明，通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关。 3. 小明按人类对磁的认识历程，对“电与磁”一章知识进行梳理， 图中对应位置的内容填写正确的是（ ） A．伏特 B．电动机 C．电磁起重机 D．电磁感应现象 4. 据了解，新型公交车的玻璃上已经安装了自动爆玻器，如图所示，它相当于一个电控安全锤。危急时刻，司机只需按下开关通电，自动爆玻器磁场中的线圈就会产生一个冲击力，带动钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实现击碎玻璃的目的。下列四幅图中能反映自动爆玻器主要工作原理的是（ ） A． B． C． D． 5. 如图所示，通电螺线管的上方有一个静止的小磁针，轴线右侧的圆圈表示闭合电路中一部分导体的横截面。由图可知通电螺线管的 d 端为______极，导线的 a 端应接电源的______极。闭合电路的这部分导体分别向“13”“24”两个方向运动时，沿______方向运动能产生感应电流。 第5题图 第6题图 第7题图 6. 小科把台灯的插头插入插座，室内的电灯全部熄灭，保险丝烧断，造成这一现象的故障可能是（ ） A．开关短路 B．插头短路 C．灯座短路 D．插座短路 7. 如图所示，一个带金属外壳的用电器，有甲、乙、丙三个触点（可以接通或断开），使用过程中，当人站在地上，身体一部分接触到金属外壳时，最有可能造成触电事故的是三个触点处于（ ） A．触点甲、乙、丙均接通 B．触点甲、丙断开，触点乙接通 C．触点甲、乙断开，触点丙接通 D．触点甲接通，触点乙、丙断开 8. 为探明电和磁之间的关系，科学家们做了很多实验。 材料一：1820 年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。 材料二：法国科学家安培发现两根平行导线通电后有如图 1 所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）。 材料三：1825 年，瑞士物理学家科拉顿做了如下实验：他将一个能反映微小变化的电流表，通过导线与螺旋线圈串联成闭合电路，并将螺旋线圈和电流表分别放置在两个相连的房间，如图 2。他将一个条形磁铁插入螺旋线圈内，同时跑到另一个房间里观察电流表的指针是否偏转。进行多次实验，他都没有发现电流表指针发生偏转。 材料四：1831 年，英国物理学家法拉第用闭合电路的一部分导体，在磁场里切割磁感线的时候，发现导体中产生电流，从而实现了利用磁场获得电流的愿望。 （1）在演示奥斯特实验时，如图 3 中的甲图所示，①闭合开关；②放置小磁针：③摆放导线：正确的实验操作顺序为（ ）； A．①②③ B．②③① C．②①③ D．③②① （2）进行奥斯特实验时，在静止的小磁针上方，分别用图甲和乙两种方式放置一根导线。当导线通电时，发现小磁针偏转不明显，可能是按照________（选填“甲”或“乙”）放置； （3）材料二图 1 中的实验表明平行通电导线之间有力的作用，若此时改变其中一根导线的电流方向，你预测会产生的实验现象是________； （4）在科拉顿的实验中，他为什么没有发现电流表指针发生偏转________。 【课后巩固】 1. 原理示意图，图中 O、E、F 为变阻器的三个接线柱。他们制定的产品评价表如下。 他们设计如下的电路，并将电流表改装成速度表。 （1）指标一为优秀，应将甲中___________两个接线柱接入电路； （2）旋钮变阻器接入电路的两个接线柱为 O、E，踩下电门踏板时，电动机转速如何变化 ___________； （3）图乙是项目化小组设计的实现电动车前进的电路图，开关 S1、S2 可以分别接①和③或者②和④。结合评价表判断该模型的“指标二”评价等级并说明理由。 2. 学习了电磁感应现象后，小科同学想进一步探究感应电流大小与哪些因素有关。他使用如图装置：铁块 E、F 上绕有导线并与开关、滑动变阻器、电源、灯泡组成电路。线框 abcd 与灵敏电流计 G 相连。（线框 abed 在铁块 E、F 上方，且实验过程中线框不扭转）[猜想与假设] A、感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关； B、感应电流的大小与磁场的强弱有关。 [设计与实验] 小科探究猜想 A 的设计思路如下：实验时保持电磁铁磁性强弱不变，改变线框切割磁感线的速度，进行多次实验，记下每次实验灵敏电流计指针偏转格数，数据记录如下表所示。 （1）分析论证]分析表格数据得出结论：其他条件相同时，___________，闭合电路产生的感应电流越大； （2）[交流评估]小科为验证猜想 B，设计思路如下：改变电磁铁的___________进行多次实验，每次实验线框竖直向下穿过电磁铁磁场，观察并记录每次实验中灵敏电流计 G 指针偏转的格数； （3）实验中用电磁铁代替永磁体的好处是：__________； （4）按照小科的设计思路验证猜想 B、发现感应电流变化不定，没有规律，原因可能是_________。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第八讲：电磁及其应用2 知识整理1：磁场对通电导体的作用 1、 磁场对通电导体的作用 通电导线在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流方向及磁场方向有关，当只改变电流方向或只改变磁场方向时，通电导体受到的力的方向发生改变。同时改变电流方向和磁场方向时,通电导体受到的力的方向不变。 【拓展】左手定则 伸开左手，拇指与四指垂直，让磁感线垂直穿过手心， 四指指向电流方向，那么拇指所指方向就是导体运动方向。 2、 磁场对通电线圈的作用 【分析】： （1） 图甲位置时线圈 ab 边和 cd 边受到的力的大小相等，方向相反，使线圈受力平衡。我们把这个位置称为线圈的平衡位置。（线圈平面和磁场方向垂直） （2） 当矩形线圈处于图乙位置时，给线圈通电，线圈 ab 边和 cd 边受到的力的大小相等，方向相反，并且这两个力都与线圈的平面垂直，使线圈发生顺时针转动。当线圈继续转动到平衡位置时，能靠惯性转过平衡位置，但不能继续转动下去，它会在平衡位置附近摆地动几下后停下来。 知识整理2：电动机和电动机的应用 1、 电动机 （一）原理：利用通电线圈在磁场中受力而发生转动的原理制成的。 （二）直流电动机的构造：主要由磁铁（定子）、线圈（转子）、换向器和电刷等构成 （三）换向器的结构与作用 ①结构：由两片相互绝缘的铜质半环构成，与电刷配合使用。 ②作用：当线圈刚转过平衡位置时，能改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动。 （四）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，电流及改变方向。 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。 甲 乙 丙 丁 ①能量转换：电能转化为机械能。 ②转动方向：与电流方向和磁场方向有关。只改变电流方向或只改变磁场方向，转动方向改变；电流方向和磁场方向同时改变，则转动方向不变。 <一变二不变> ③转动速度：与电流大小和磁场强弱有关。电流越大、磁场强度越大、转速越快。 【拓展】直流电动机和交流电动机的区别 直流电动机线圈中电流方向改变，外电路中电流方向不变；（有换向器） 交流电动机线圈中电流方向改变，外电路中电流方向改变。（无换向器） 【讨论】如果装好通电后电动机不转动，主要有哪些原因？ ①线圈的位置处于平衡位置； ②电源电压太小； ③电刷与换向器接触不良； ④线圈与半圆形金属环之间摩擦太大。 2、 电动机的应用 由于电网提供的是交流电，所以家用电器里面的电动机和工业用电动机多数是交流电动机，而玩具等使用电池的小电器多数是直流电动机。 电动机被称为现代工业之母，它构造简单，控制方便，效率高，无污染，在交通运输、家用电器、国防设备等现代生产生活中有广泛应用，人类社会的发展离不开电动机。 知识整理3：电磁感应现象 英国的物理学家法拉第用了长达 10 年的艰辛探索，终于在 1831 年发现了 磁生电的条件和规律，实现了利用磁场获得电流的愿望。他的这个重大发现，带 来了电能的大规模生产和利用，开辟了电气化的新纪元。 1、概念：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应现象。产生的电流叫感应电流。 2、产生感应电流的条件：闭合电路、部分导体、做切割磁感线运动 。 3、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。改变其中的一个方向，产生感应电流方向改变；若同时改变这两个方向，产生感应电流方向不变。 4、影响感应电流大小的因素：磁场强弱、导体切割磁感线的速度的大小、切割导线的条数、切割导线的有效长度等。 5、能量转化：机械能转化为电能。 【注意】：导体在磁场中作切割磁感应线运动，一定有感应电压。不一定有感应电流产生。若电路是闭合的，则一定也有感应电压。 6.运用比较法区别磁场对电流的作用力与电磁感应现象 知识整理4：发电机 1、基本结构：磁铁（定子）、矩形线圈（转子）、铜环、电刷等。 2、交流发电机的原理 （1）当线圈平面和磁感线垂直时，两边的运动方向和磁感线平行，不切割磁感线，线圈中无感应电流。 （2）当线圈平面和磁感线平行时，两边的运动方向和磁感线垂直，切割磁感线，线圈中有感应电流。 （3）线圈在磁场中转动一周，感应电流方向改变两次。 （4）实际使用的大型交流发电机，一般采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电（线圈是由多匝铜线绕制而成的，因此很重）。为了得到较强的磁场，还要用电磁铁代替永磁铁。 3.交流电与直流电 （1）周期性改变方向的电流叫交流电。方向不变的电流叫直流电。电池产生的电流方向是不变的，是直流电。 （2）我国供生产和生活的交流电的是周期 0.02 秒，频率是 50 赫兹，电流方向每秒改变 100次。 （3）交流发电机发电时，线圈内是交流电，对外供应也是交流电；直流发电机发电时，线圈内是交流电，对外部供电是直流电。因为直流发电机安装了换向器，能将线圈中产生的交流电转化为直流电输送出去。 （4）发电机和电动机的结构本质上是一样的。因此电动机也可以做发电机。 直流电动机与交流发电机 知识整理5：家庭电路 1、 家庭电路 家庭电路的组成：进户线→电能表→闸刀开关→熔断器（保险盒，内含保险丝）→插座、用电器和开关。所有用电器均并联在家庭电路中。 1、进户线：一般有两根，一根是火线，一根是零线。它们之间的电压正常值为 220V。 2、电能表：测量用电器在一段时间内消耗电能的仪器。 3、闸刀开关（总开关）：控制整个家庭电路的通断，上方为静触头，向上按为闭合。 4、灯泡和开关：灯泡必须经过开关和火线相连。 【注意】：螺口灯泡的火线必须接在尾部中心，螺旋套接在零线上。 2、 测电笔 1、构造：笔尖金属体、弹簧、氖管、大电阻（约 1000kΩ）、笔尾金属体。 2、作用：辨别火线和零线。 3、使用方法：用手接触测电笔的笔尾金属体，笔尖金属体接触待测导线，若氖管发光，则 所测导线为火线；若氖管不发光，则所测导线为零线。 4、 用测电笔判断零线断开：正常情况下，测电笔接触火线时才能发光， 如果用测电笔检测电灯两端，均能发光，说明家庭电路中进户零线断开。 【注意】：用测电笔判断火线断开：如果用测电笔检测插座的双孔，均 不能发光，说明家庭电路中与此插座相连的火线断开。 3、 熔断器和断路器 ①熔断器 1、选用原则：保险丝的额定电流等于或稍大于电路中正常工作时的电流。 2、材料：一般是用电阻率大、熔点较低的合金材料制成。 3、作用：当电路中的电流过大时，保险丝会自动熔断，切断电路起到保护电路的作用。 4、熔断器一般有封闭管式熔断器和敞开插入式熔断器两种 5、保险丝熔断的原因： ①发生短路； ②用电器的总功率过大：a．使用了大功率的用电器。如空调、热水器等； b．使用的用电器过多。 ②断路器 1、作用：当流过断路器的电流超过额定电流时，断路器可以自动切断电路，从而起到保护电路的作用。 2、连接：断路器一般串联在火线上。 3、断路器相当于闸刀开关和熔断器的作用。 4、优点：断路器能手动复位，接通电路；也能手动切断电路。不需要更换元件，比保险丝更方便。 工作原理：电流过大时，双金属片被过度加热，发生弯曲，使接触点在弹簧拉力作用下被断开，电路切断，从而起到电路过载或短路时的保护作用。 4、 插座 1、分类：两孔式插座和三孔式插座。 2、记忆技巧：两孔式，左零右火；三孔式，左零右火上接地。 3、接外壳的脚稍长的目的：在用电器通电前，先将金属外壳接地，起到安全和保护的作用。 【注意】：凡是金属外壳的用电器都要用到三角插座，如：空调、冰箱、电饭煲、洗衣机等。 知识整理6：触电事故、安全用电 1、 触电 1、触电：通过人体的电流达到一定值时对人体的伤害事故。通过人体的电流越大，从触电到死亡的时间越短。 2、人体电阻：1000-2000 欧；安全电流：≤30 毫安；安全电压≤36 伏。 3、一般情况下，36V 以下的电压才是安全的。但在潮湿的环境中，安全电压应在24V甚至于12V 以下。 2、 触电形式 1、低压触电：单线触电和双线触电。 （1）单线触电：站在地上的人触到火线，则有电流由火线进入人体到地，形成回路，造成触电。（火线—人体—大地） （2）双线触电：站在绝缘体上的人同时接触到两根电线时，电流将由火线进入人体到零线而形成回路，造成触电。（火线—人体—零线） 单线触电 双线触电 2、高压触电：高压电弧触电和跨步电压触电。 3、 安全用电常识 1、原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。 2、安全用电常识： 将插头插入插座时，手不要接触金属插脚；不要用湿的手触摸电器、插座和开关；防止电线的绝缘层老化或破损；不要在高压线旁钓鱼或放风筝；不要使插座超负荷；避免在浴室使用用电器；导线旁不要放发热物体；不要同时使用大量大功率用电器。 3、触电的急救措施 （1）首先要切断电源（断开总开关），在无法切断电源的情况下，用绝缘的干木棍、竹竿等将电线挑开，使人体与带电体分离。如果贸然用手直接去拉触电者，则不但不能救人，自己反而也会触电。 （2）将人体与带电体分开后，进行现场抢救或拨打求救电话。 （3）如果用电时引发火灾，要先切断电源，绝不能向带电体泼水救火。 1 学科网（北京）股份有限公司 【课堂例题】 典型例题一：磁场对通电导体的作用 【例1】 用如图所示的装置探究磁场对通电导体的作用，给铝棒AB 通电，观察到 AB 向右运动，要使 AB 通电后向左运动，下列做法中可行的是（ C ） A.仅换用磁性更强的磁体 B.仅增加 AB 中电流的大小 C.仅将磁体的 N、S 极对调 D.仅将铝棒 AB 换成铜棒 例1题图 例2题图 典型例题二：电动机和电动机的应用 【例2】 线圈 abcd 转动过程中经过图甲、乙位置时，导线 ab 所受磁场力的方向( B ) A .相反，是由于磁场方向相反了 B .相反，是由于流过 ab 的电流方向相反了 C .相同，是由于磁场方向、流过 ab 的电流方向都变 D .相同，是由于磁场方向、流过 ab 的电流方向都没变 【例3】 关于电动机下面说法中正确的是（ D ） A．电动机是利用电磁感应现象制成的 B．电动机的线圈只要有电流通过，线圈就会在磁场力作用下不断地运动 C．电动机只能使用直流电供电，电动机中的换向器能自动改变线圈中的电流方向 D．电动机的构造简单，效率比热机高，广泛地应用在电车、起重机、电风扇、电冰箱等电器中 【例4】 下图是“线圈不能连续转动”的示意图，下列说法中不正确的是( D ) A．三图中，导线 ab 与 cd 所受磁场力的方向始终没有发生改变 B．乙图中，线圈能够越过平衡位置继续往下转动是由于惯性 C．通电一段时间后，线圈 abcd 最终会停止在乙图所示的位置 D．只要开关始终闭合，线圈 abcd 一定会在乙图的平衡位置左右摆动，永不停止 典型例题三：电磁感应现象 【例5】 图 1 是小明“探究磁可以生电”的实验装置。 （1）实验时，可通过观察___________来判断电路中是否有感应电流产生。 （2）明做了图 2 所示 4 次操作，其中不能产生感应电流的是_______（选填操作序号）。 （3）完成实验后，小明认为实验现象不太明显，请你提出一条改进措施：____________。 【答案】（1）灵敏电流计的指针是否偏转；（2）②；（3）换一个磁性更强的磁体。 【例6】 图中的 a 表示垂直于纸面的一段导线，它是闭合电路的一部分，当 a 在下列磁场中沿图中所示方向运动时，不会产生感应电流的是（ D ） A. B． C． D． 【例7】 科技创新活动中，小滨的作品“隔板推物”引起了同学们的极大兴趣，其原理如图甲所示，a、b 两个导体棒分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两导体棒通过导线相连，构成了一个闭合回路，用手推动导体棒 a 左右摆动时，导体棒 b 会随之摆动，下列关于这一现象的说法中正确的是（ C ） A．导体棒 a 左右摆动时，闭合回路中没有产生感应电流 B．导体棒 a 左右摆动时，仅发生了电能向机械能的转化 C．导体棒 b 随之摆动的原理与图乙所示装置的原理相同 D．用手推动导体棒 b 左右摆动时，导体棒 a 不会随之摆动 典型例题四：发电机 【例8】 如图四幅图中，工作原理与其他三个不同的是（ C ） A． 帽子上的电动风扇 B． 扬声器 C．动圈式麦克风 D． 自制小电动机 【例9】 我国的第一条自动充电高速公路——杭绍甬智慧高速公路正在设计完善中，该高速设置了自动驾驶专用车道，并计划配套电动车移动式无线充电，可实现电动车在此路段行驶过程中，边开车边充电。当这条高速地下铺设的线圈接通供电电源后，地下通电线圈就会产生磁场，电动车配备感应线圈，经过路面即可获得电流，如图。 （1）车辆线圈中产生电流是利用：___________现象。 （2）不考虑电动车耗电情况，要增大电动车感应线圈中的电流， 可采用什么措施：___________________。 （3）与传统插电式充电方式相比，请你对这种充电方式 进行评价：_______________（写出 一个优点或缺点）。 【答案】（1）电磁感应（2）提高车速（3）可随时随地充电 典型例题五：家庭电路 【例10】 下图表示家庭电路的一部分，下列有关说法正确的是（ C ） A．图中控制灯泡的开关应该连在零线上 B．断路器比较适合安装在 Q 处而不是 P 处 C．正常情况下测电笔检测三孔插座地线孔时，不会有电流流过测电笔和人体 D．插座和灯泡是并联的，所以三孔插座短路时电灯正常发光 【例11】 如图是常见的插座面板，当该插座连接在家庭电路中时，其构成的电路图应为（ C ） A. B． C． D． 【例12】 家用漏电保护器工作原理是：漏电保护器中有一特殊装置（在图中虚线框内，未画出），当通过火线（相当于电源正极）与零线（相当于电源负极）的电流不相等时，表明漏电，便会切断电源，起到保护作用。当实验电路闭合开关 S 时，就能测试漏电保护。请据此工作原理，判断下列电路的连接符合要求的是（ D ） A. B． C． D． 典型例题六：触电事故、安全用电 【例13】 我国家庭电路的电压是 220 伏，虽然是低压电，但是已远远超过了安全电压，稍有不慎，就会酿成触电事故。图 a 中甲站在干燥的木桌上，一只手接触到火线；图 b 中乙站在干燥的木桌上，一只手接触到火线，此时另有丙站在地面上用手去拉乙。则关于甲、乙、丙是否触电，下列判断正确的是（ B ） A．甲、乙、丙三人都发生了触电事故 B．甲发生触电事故 C．乙、丙二人只有乙发生了触电事故 D．乙、丙二人都发生了触电事故 【例14】 “珍爱生命，注意安全”是人们在日常生活中必须具备的意识。关于安全用电，正确的做法是（ D ） A．发现有人触电时，应立即用手把他拉开 B．灯头、插座、开关等的带电部分可以外露 C．家里的断路器跳闸，一定是断路器坏了，所以必须更换断路器 D．用测电笔辨别火线和零线时，手应接触笔尾金属体 【课堂练习】 1. 小应自制了一个直流电动机模型，如图。回形针做成两个支架，分别与电池两极相连。用漆包铜线绕成一个线圈，以线圈引线为轴，用小刀刮去轴的一端全部绝缘漆，另一端只刮去上半周绝缘漆。将线圈放在支架上，磁体放在线圈边，闭合开关，轻轻拨动线圈，此时线圈顺时针转动，则下列说法错误的是（ A ） A．若同时改变磁极方向和电流方向，线圈会逆时针转动 B．若再增加一节干电池，线圈转动速度加快 C．刮去上半周绝缘漆，作用相当于换向器 D．开关闭合后，如果电动机不转动，原因可能是线圈处于平衡位置 2. 探究通电导线在磁场受力方向与什么因素有关时，一位同学做了如图甲、乙、丙三个实验。其中 AB 表示闭合电路的一部分导线，导线上的箭头表示电流方向，F 表示导线受力方向，S\N 分别表示蹄形磁铁的南北极。 （1）实验________说明，通电导线在磁场中的受力方向与电流的方向有关（填“甲和乙”、“乙和丙”或者“甲和丙”下同）。 （2）实验________说明，通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关。 【答案】（1）甲乙（2）甲丙 3. 小明按人类对磁的认识历程，对“电与磁”一章知识进行梳理， 图中对应位置的内容填写正确的是（ D ） A．伏特 B．电动机 C．电磁起重机 D．电磁感应现象 4. 据了解，新型公交车的玻璃上已经安装了自动爆玻器，如图所示，它相当于一个电控安全锤。危急时刻，司机只需按下开关通电，自动爆玻器磁场中的线圈就会产生一个冲击力，带动钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实现击碎玻璃的目的。下列四幅图中能反映自动爆玻器主要工作原理的是（ B ） A． B． C． D． 5. 如图所示，通电螺线管的上方有一个静止的小磁针，轴线右侧的圆圈表示闭合电路中一部分导体的横截面。由图可知通电螺线管的 d 端为______极，导线的 a 端应接电源的______极。闭合电路的这部分导体分别向“13”“24”两个方向运动时，沿______方向运动能产生感应电流。 【答案】S；负；“1”和“3” 第5题图 第6题图 第7题图 6. 小科把台灯的插头插入插座，室内的电灯全部熄灭，保险丝烧断，造成这一现象的故障可能是（ B ） A．开关短路 B．插头短路 C．灯座短路 D．插座短路 7. 如图所示，一个带金属外壳的用电器，有甲、乙、丙三个触点（可以接通或断开），使用过程中，当人站在地上，身体一部分接触到金属外壳时，最有可能造成触电事故的是三个触点处于（ B ） A．触点甲、乙、丙均接通 B．触点甲、丙断开，触点乙接通 C．触点甲、乙断开，触点丙接通 D．触点甲接通，触点乙、丙断开 8. 为探明电和磁之间的关系，科学家们做了很多实验。 材料一：1820 年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。 材料二：法国科学家安培发现两根平行导线通电后有如图 1 所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）。 材料三：1825 年，瑞士物理学家科拉顿做了如下实验：他将一个能反映微小变化的电流表，通过导线与螺旋线圈串联成闭合电路，并将螺旋线圈和电流表分别放置在两个相连的房间，如图 2。他将一个条形磁铁插入螺旋线圈内，同时跑到另一个房间里观察电流表的指针是否偏转。进行多次实验，他都没有发现电流表指针发生偏转。 材料四：1831 年，英国物理学家法拉第用闭合电路的一部分导体，在磁场里切割磁感线的时候，发现导体中产生电流，从而实现了利用磁场获得电流的愿望。 （1）在演示奥斯特实验时，如图 3 中的甲图所示，①闭合开关；②放置小磁针：③摆放导线：正确的实验操作顺序为（ ）； A．①②③ B．②③① C．②①③ D．③②① （2）进行奥斯特实验时，在静止的小磁针上方，分别用图甲和乙两种方式放置一根导线。当导线通电时，发现小磁针偏转不明显，可能是按照________（选填“甲”或“乙”）放置； （3）材料二图 1 中的实验表明平行通电导线之间有力的作用，若此时改变其中一根导线的电流方向，你预测会产生的实验现象是________； （4）在科拉顿的实验中，他为什么没有发现电流表指针发生偏转________。 【答案】（1）B；（2）乙；（3）两根导线将会相互排斥；（4）将电流表等器材置于同一 房间。 【课后巩固】 1. 原理示意图，图中 O、E、F 为变阻器的三个接线柱。他们制定的产品评价表如下。 他们设计如下的电路，并将电流表改装成速度表。 （1）指标一为优秀，应将甲中___________两个接线柱接入电路； （2）旋钮变阻器接入电路的两个接线柱为 O、E，踩下电门踏板时，电动机转速如何变化 ___________； （3）图乙是项目化小组设计的实现电动车前进的电路图，开关 S1、S2 可以分别接①和③或 者②和④。结合评价表判断该模型的“指标二”评价等级并说明理由。 【答案】（1）O、E （2）电动机转速变快 （3） 由图乙可知，开关 S1、S2 分别接①和③与开关 S1、S2 分别接②和④通过电动机的电流方向相反，因为通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关，所以改变电流方向，电动机的转动方向发生改变，因此该电动车能够实现前进和倒退，由产品评价表知为优秀等级。 2. 学习了电磁感应现象后，小科同学想进一步探究感应电流大小与哪些因素有关。他使用如图装置：铁块 E、F 上绕有导线并与开关、滑动变阻器、电源、灯泡组成电路。线框 abcd 与灵敏电流计 G 相连。（线框 abed 在铁块 E、F 上方，且实验过程中线框不扭转）[猜想与假设] A、感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关； B、感应电流的大小与磁场的强弱有关。 [设计与实验] 小科探究猜想 A 的设计思路如下：实验时保持电磁铁磁性强弱不变，改变线框切割磁感线的速度，进行多次实验，记下每次实验灵敏电流计指针偏转格数，数据记录如下表所示。 （1）分析论证]分析表格数据得出结论：其他条件相同时，___________，闭合电路产生的感应电流越大； （2）[交流评估]小科为验证猜想 B，设计思路如下：改变电磁铁的___________进行多次实验，每次实验线框竖直向下穿过电磁铁磁场，观察并记录每次实验中灵敏电流计 G 指针偏转的格数； （3）实验中用电磁铁代替永磁体的好处是：__________； （4）按照小科的设计思路验证猜想 B、发现感应电流变化不定，没有规律，原因可能是_________。 【答案】（1）切割磁感线的速度；（2）磁性强弱；（3）易于改变磁体的磁性强弱；（4） 没有控制每次移动线框的速度相等。 1 学科网（北京）股份有限公司 $