发电机和电动机

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1、知识讲解一一电动机与发电机（一）磁场对通电导体的作用1. 作用：通电导体在磁场中会受到力的作用。2. 力的方向：跟导体中的电流方向和磁感线方向有关。若导体中电流的方向或磁感线的方向有一个改变，则导体的受力方向也随之改变；若上述 两个方向同时改变，则导体的受力方向不变。（1）磁场不是对任意放置的通电 直导线都有力的作用，当直导线与磁感线平行放置时，受到的力 为零；（2）当通电直导线与磁感线方向垂直时，受到的力最大。3. 能量转化：电能一一机械能。（二）磁场对通电线圈的作用1. 通电线圈在磁场中受到力的作用可以发生转动2. 磁场对通电导体的作用是力”而不是运动”也就是说，通电导体在磁场中会受到磁力

2、的作用，但不一定 运动。如下面第一幅图所示，如果不改变电流的方向，此时线圈的ab边和cd边受力的方向不但相反， 而且力的作用线也在一条直线上，线圈受到平衡力，线圈会停在这个位置（即线圈平面与磁感线垂直的位 置被称为平衡位置）而不运动。（三）直流电动机1. 构造：磁极、线圈、换向器和电刷组成。2. 工作原理：利用通电线圈在磁场里受力而发生转 动的原理工作的。3. 换向器的作用：当线圈刚转过平衡位置，能及时 改变线圈中电流方向。4. 能量转换：电能一一机械能。（四）电磁感应1. 电磁感应：闭合电路中的一部分导体，在磁场 中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流（感应电 流），这种现象叫做电磁感应。2

3、. “闭合电路”、“一部分导体”、“切割”、“切割磁感线运动”。（1）“闭合电路指电路应该是闭合的而不是断开的，即组成电路的各个器件接成一个电流的通路。（2）“一部分导体”指切割磁感线的导体一定是闭合电路的一部分。（3）“切割”指类似于切菜或割草的方式，垂直地切割或斜着切割都可以，也就是说，导体的运动方向 一定与磁感线成一定角度，而不是与磁感线平行，否则无法切割磁感线。（4）“切割磁感线运动咛旨导体与磁感线相对运动，可以是（1）磁场不运动，导体运动；（2）导体不动， 磁场运动。3. 感应电流方向：与磁场方向和导体做切割磁感线运动的方向有关。若磁场方向和导体切割磁感线运动的方向有一个改变，则感应

4、电流方向也随之改变。若上述 方向同时改变，则感应电流方向不变。（五）交流发电机1. 构造：线圈、磁极、铜滑环和电刷组成。实际的交流发电机构造有所不同，线圈不动磁极（为了得到更强的磁场,常用电磁铁来充当）旋转,这种发电机我们称为旋转磁极式发电机。2. 工作原理：利用电磁感应现象工作的3. 能量转化：机械能一一电能b交流发电机工作原理（六）比较：电磁感应和磁场对电流的作用图上血购线框盼电刷宀诙詞滑环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 磁感线运动时，导体中就产生电流通电导体（线圈）在磁场中受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感应电流由电源供给

5、应用发电机电动机例题讲解例1、如图所示，在磁场中悬挂一根导体ab,把它的两端通过开关跟电流表连接起来，就成了研究 电磁感应现象的装置.下列实验操作中，电流表指针会发生偏转的是（）A.B.C.D.断开开关，让导体ab在磁场中上下运动断开开关，让导体ab在磁场中左右运动闭合开关，让导体ab在磁场中上下运动 闭合开关，让导体ab在磁场中左右运动例2、如图所示，表示垂直于纸面的导线，若A、C两图中的导线是断开电路的一部分，B、D两图中的 导线是闭合电路的一部分，当导线沿图中箭头方向运动时，能产生感应电流的是（）例3、在探究产生感应电流的实验中，某同学按照如图所示的4种情况让闭合电路的一段导体AB在磁场

6、中 沿箭头所示方向运动，其中能够产生感应电流的是图。例4、如下图所示的装置中，金属棒PQ用两根细软导线连接后悬挂在蹄形磁铁之间，把单刀双掷开羌 掷向“1”时，是演示的现象;开关s掷向“2”时，是演示的现象。例5、下图是电学中很重要的两个实验，其中甲图装置是研究的规律；乙图装置是研究的规律.课堂练习1. 下列家用电器中，应用了电动机的是（）A. 日光灯B.电风扇C.电饭锅D.电热水壶2. 在物理实验课上，小明想观察直流电动机模型的工作情况，将其接入电路，各部分连接完好, 结果电动机却不工作，他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动，其原因可能是A. 直流电动机的铜半环与电刷接触不良

7、B.电源电压太低C.线圈刚好处于平衡位置D.线圈中的电流太小3. 在对直流电动机模型的调试过程中，为了改变电动机线圈的转动方向，可采取的措施是（）A.同时改变电流方向和磁场方向B.改变电流的大小C.只改变电流方向或只改变磁场方向D.改变磁场的强弱4. 在图（1）所示的实验装置中，用棉线将铜棒ab悬挂于磁铁N、S极之间，铜棒的两端通过导线连接到电流表上.当ab做切割磁感线运动时，能观察到电流 表的指针发生偏转.利用这一现象所揭示的原理，可制成的设备是（）A.电熨斗B.电动机C.电磁继电器D.发电机图（1）5. 图（2）是有关电与磁实验的装置图，其中用来研究磁场对电流作用的是（ ）图（2）6. 如

8、图（3）所示，是小明同学探究“磁场对通电导体的作用”的实验装置,ab是一根金属棒，通 过金属导轨连接到电路中，闭合开关后，金属棒没有运动（仪器、电路都完好），要想使金属棒运动起来，下列措施不可行的是（）A. 将蹄形磁体的N、S极对调B. 换用磁性强一些的蹄形磁体C. 换用能提供较大电流的直流电源D. 使用轻质金属棒，减小金属棒与导轨之间的摩擦力7. 如图（4）所示,下列实验仪器工作时，把机械能转化为电能的是（）下列说法正确的是（）电风扇发电的原理是电磁感应电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用直导体在磁场中受力作用的方向跟它相同的是（甲1i图（8）A.A图（6）10.下列关于电磁现象的

9、说法中，正确的是.通电导体在磁场中受力的方向只与电流方向有关8A小流将微风电风扇与小灯泡表如图45）所示的电路连接并进行实验，用手快动机 速拨动风扇叶片，这时发现小灯泡发光，微风电风扇居然变成了“发电机”关于该实 验，A.B.C.电风扇发电过程是把电能转化为机械能图（5）D.小灯泡发光是把光能转化为电能9.某通电直导体在磁场中受力作用的情况如图（6）甲所示，则在下列A、B、C、D四图中通电B. 光纤不导电，不会产生电磁感应现象，所以光纤通信不会受外界电磁场的干扰C. 闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，导体中就一定会产生感应电流D. 电磁铁的磁性强弱只与线圈中的电流大小有关11. 如图（7）是

10、实验室用的手摇发电机，在发电机和小灯泡的电路里串联一个电流表，缓慢转动线圈，观察电流表指针摆动的方向：.，这说明。要使小灯泡变亮，可以采用的方法和措施是：:。12. 发光二极管只允许电流从二极管的正极流入，负极流出。如图（8）所示，使磁铁在线圈中左右移动，此时会看见两只发光二极管轮流发光。该装置发光根据的 原理，生活中根据这一原理工作的机器有。小波同学认为用一只发光二极管也可以，为什么要用两只呢？对小波同学的想法，你是如何看待的？13. 如图（9）是1825年日内瓦年轻的物理学家科拉顿做实验的装置图，为避免磁铁对磁针的作用,把实验装置放在两个房间内，他在乙房间把磁铁放入线圈的过程中，以磁铁为参

11、照物,线圈是（填“运动”或“静止”）的，这时甲房间的小磁针将（填“不动”或“转动”）, 乙房间出现的电磁现象在物理学上称为现象。14. 近年，茂名市的山区小水电发展很快。小水电是利用水从高处落下，水的重力势能转化为水的 能，推动水轮机的叶片带动发电机发电。发电机的工作原理是。如图（10）所示是探究产生感应电流条件的实验装置，当ab向右运动时，电表指针向左偏转，现要指针向右偏转，图（9）-.图（10）图（11）图（12）15. 当扬声器中的线圈通过的电流方向如图（11）所示时，线圈向左运动，那么当电流方向改变时,线圈将向运动；如此反复，线圈带动纸盆而发声。与扬声器原理相似的是（填“电动机”或“发

12、电机”）。16. 如图（12）所示，是电动机在工作过程中线圈处于平衡位置时的示意图，由于磁场对通电导体具有的作用，当线圈转至平衡位置时，两个电刷跟两个半环间绝缘部分接触，线圈中无电流通过，所以，线圈不受力的作用，但线圈由于会继续转动，从而越过平衡位置。17. 为了探究电动机为什么会转动，小明根据电动机主要构造制作了一台简易电动机（如图13）。他 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，另一端只刮去半周漆皮将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方闭合开关，用于 轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。（1）要想改变线圈的转动方向，

13、小明可采用的措施是：、;（写出两点）（2）开关闭合后，如果电动机不转，可能的原因是：、（写出两点）（3）小明还想设计一个能调节电动机转速的实验装置，他还需要的主要器材 ，并在虚线框内画出实验电路图（电动机用符号m表示）。图（13）18. 探究产生感应电流条件的实验步骤如图14、15、16所示:电磁图10.45 沿着磁感线上下运动图9 A R棒垂M磁感线左右运动|才a图11 ab垂直磁感线左右运动图（14）图（15）图（16）（1） 本实验中，我们通过观察什么现象来判断电路是否有感应电流？。（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；通过比较图一与图可知，产生感应电流的另一个条

14、件是导体要在磁场中做切割磁感线运动。（3） 若图（14）中AB棒不动，磁铁左右水平运动，电路感应电流（选择“有”或“无”）。19. 图（17）是法拉第发明的能够产生持续电流的机器一一发电机，金属圆盘可以看成是由无数根 长度等于圆盘半径的导线组成的.金属圆盘在磁极间不断转动，每根导线都在做切割磁感线运动，从而 产生持续的电流.某校探究小组仿制了这个发电机装置（如图18），对影响电流大小的因素进行如下探究: 当圆盘转速增大时，电流表指针偏转增大，说明电流大小跟有关； 保持圆盘转速不变，换用一个半径更大的金属圆盘，发现电流表指针偏转更大，说明电流大小还跟有天；保持圆盘转速不变，换用.金属圆盘，发现电流表指针偏转更大,说明电流大小跟磁场强弱有关.磁铁转轴图（17）课堂练习参考答案12345678910BCCDDACACB11. 左右摆动电流的方向是变化的（或发电机发的电是交流电）快速转动线圈（或增强磁场、增加线圈的匝数）12. 电磁感应 发电机用一只可节省材料，但效果不如用两只的好。用两只时，磁铁不管向左还是向右移动，都可以看到有一只二极管发光。13-运动 转动电磁感应14.动电磁感应使ab向左运动（或使磁体向右运动）15.右振动电动机16.力惯性17. （1）只改变电流方向只改变磁场方向（