中考物理--电动机与发电机

一、电动机1．磁场对通电导线的作用（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感线方向有关。2．电动机（1）原理：电动机是根据通电线圈在磁场中因受力而发生转动的原理制成的，是将电能转化为机械能的装置。（2）构造：电动机是由转子(能够转动的部分)和定子(固定不动的部分)两部分组成的。（3）换向器是由两个铜制半环构成的，两者彼此绝缘。换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中电流的方向，使线圈连续转动。（4）电动机的转动方向由电流方向和磁场方向决定。改变电动机转动方向的方法：改变电流方向（交换电压接线）或改变磁感线方向（对调磁极）。（5）电动机转速的大小与线圈的匝数、线圈中电流的大小、磁场的强弱有关，即线圈匝数越多，电流越大，磁场越强，转速越快。提高电动机转速的方法：增加线圈的匝数、增加磁体的磁性、增大电流。（6）与热机相比，电动机的优点：构造简单；控制方便；体积小；无污染；效率高；功率可大可小。解读：（1）通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。（当电流方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时，力的方向也随之改变；当电流方向和磁感线方向两者同时都发生改变时，力的方向不变。）（2）当通电导线与磁感线垂直时，磁场对通电导线的力最大；当通电导线与磁感线平行时，磁场对通电导线没有力的作用。二、磁生电1．电磁感应现象（1）英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，进一步揭示了电与磁之间的联系，发明了发电机。（2）内容：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，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。2．发电机（1）原理：发电机是根据电磁感应现象制成的。（2）能量的转化：发电机是将机械能转化为电能的装置。（3）构造：发电机是由定子和转子两部分组成的。（4）直流电和交流电：从电池得到的电流的方向不变，通常叫做直流电（DC）。电流方向周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电（AC）。在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率，频率的单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。（5）我国供生产和生活用的交流电，电压是220V，频率是50Hz，周期是0.02s，即1s内有50个周期，交流电的方向每周期改变2次，所以50Hz的交流电电流方向1s内改变100次。解读：导体中感应电流的方向，跟导体的运动方向和磁感线方向有关。（当导体运动方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时，感应电流的方向也随之改变；当导体运动方向和磁感线方向两者同时都发生改变时，力的方向不变。）产生感应电流的条件：①电路必须是闭合的；②部分导体在磁场中做切割磁感线运动。两个条件缺一不可。我们家中所使用的电冰箱、洗衣机、电风扇等用电器都装配有电动机。电动机是根据下列哪种现象制成的A．通电导体在磁场中受到力的作用B．电流周围存在磁场C．磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用D．电磁感应现象【参考答案】A【详细解析】电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，故A符合题意；电流周围存在磁场，是电流的磁效应，这一现象是电磁铁的原理，故B不符合题意；磁场的基本性质是对放人其中的磁体产生磁力的作用，故C不符合题意；电磁感应现象是发电机的原理，故D不符合题意，故选A。1．如图是一种电磁铁式电动摇篮，当检测电路检测到摇篮某位置的永久磁铁快接近电磁铁时，电磁铁工作，使摇篮受力加速，接近电磁铁后，电磁铁断电，以免对摇篮产生阻力，循环往复，每次经过时拉一把，就像有人站地上晃秋千。简单说就是先拉后推的，是在快接近时电磁铁与永久磁铁反相磁性拉过来，离开后转成同极性推出去。下列说法正确的是A．电动摇篮电路中电流的方向是一直是不变的B．电动摇篮是将机械能转换成电能C．电动摇篮应用了磁极间的相互作用原理D．电动摇篮可以将电能全部转换成机械能C【解析】A、由题意可知电动摇篮电路中电流的方向是不断变化的；B、电动摇篮是将电能转换成机械能的；C、电动摇篮应用了磁极间的相互作用原理；D、电动摇篮不可能将电能全部转换成机械能。故选C。2．如图所示的装置中，当闭合开关，导体ab就会运动起来，下列说法正确的是A．此现象说明磁可以生电B．电动机是利用图示装置原理来工作的C．导体ab运动方向与电流方向无关D．同时调换蹄形磁铁两极和电源的正负极可以改变导体ab的运动方向B【解析】A、当闭合开关、导体ab中有电流通过时，导体ab就会运动起来，此现象说明通电导线在磁场中受力的作用，故A错误；B、电动机是利用图示装置原理来工作的说法正确，故B正确；C、导体ab运动方向与电流方向和磁场方向都有关，故C错误；D、当电流方向和磁场方向有一个方向发生改变时，导体ab的运动方向就发生改变，如果两个同时改变则导体ab运动方向不变，故D错误；故选B。下列选项中，可以用来演示发电机原理的是A．B．C．D．【参考答案】B【详细解析】A、图中有电源，通电后金属棒会受力运动，即是通电线圈在磁场中受力的作用的原理，故是电动机原理实验图，故错误；B、此图中没有电源，当金属棒切割磁感线运动时，电路中会产生电流，故是电磁感应实验装置，即是发电机的制作原理，故正确；C、图中实验说明通电导线周围存在着磁场，是电流的磁效应；故错误；D、此图是探究电磁铁磁性强弱与线圈的匝数有关的实验装置，故错误。故选B。1．对于交流电，下列说法中正确的是A．线圈转动一周，电流方向改变一次，大小改变两次B．线圈转动一周，电流方向改变两次，大小改变两次C．线圈转动一周，电流方向改变两次，大小随时间改变D．线圈转动一周，电流方向改变四次，大小随时间改变C【解析】交变电流是线圈在磁场中转动形成的；线圈转动一周即为一个周期；在一个周期内电流方向改变两次；电流的大小随时间在做周期性变化；故选C。2．某同学由电流的磁效应想到：“电能生磁”，那么“磁能否生电”？他利用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生电流的条件”。把铜棒AB、演示电流表和电键连成电路，闭合电键后，将铜棒AB在磁场中多次运动时观察到的现象记录在下表中。实验序号磁场方向导体AB的运动方向电流表指针的偏转方向1上N下S向右运动向左偏转2上N下S向左运动向右偏转3上N下S向上运动不偏转4上S下N向下运动不偏转分析表中记录的实验现象，可以初步得出：（1）实验中，通过观察______________判断电路中是否有电流。（2）闭合电路，导体在磁场中运动时，产生电流的条件是：____________________________。（1）演示电流表指针是否偏转（2）导体的运动方向与磁场方向不平行【解析】（1）电流看不见摸不着，要知道电流的存在可用转换法，通过电流产生的效应来认识电流，本实验中确定电路里有无感应电流产生的依据是电流表指针是否偏转；（2）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，把这种现象叫做电磁感应。“切割磁感线”的含义指导体的运动方向与与磁感线方向不平行；可以从实验中看出，实验3、4中没有产生感应电流是因为导体运动的方向与磁场的方向一致，是平行的。而实验1、2中导体运动的方向与磁场的方向不平行，这才叫“切割磁感线”。1．要想使一台直流电动机的转速增大一些，下列方法中不可能达到目的是A．增大线圈中的电流B．更换电源，用电压较高的直流电源C．再增加一个磁体，使该磁体产生的磁场与原有的磁场方向一致D．将磁体的磁极对调一下2．如图所示，是研究磁场对通电导线作用的实验装置。当接通电源，有电流由A至B通过导体AB时，它受到磁场力作用而向左运动，则A．只改变磁场方向时，导线AB将向右运动，机械能将转化为电能B．只改变电流方向时，导线AB将向右运动，电能转化为机械能C．电流方向和磁场方向同时改变时，导线AB仍将向右运动D．电流方向和磁场方向同时改变时，导线AB将向右运动3．图所示的四个示意图中，用来研究电磁感应现象的是A．B．C．D．4．关于电磁转换，下列四幅图解释合理的是A．甲：磁场能产生电流B．乙：开关闭合，小磁针N极将向右偏转C．丙：磁场对电流的作用D．丁：开关闭合，将电能转化为机械能5．下图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A．B．C．D．6．如图为电流表的内部结构图，多匝金属线圈悬置在磁体的两极间，线圈与一根指针相连，当线圈电流通过时，它受力转动带动指针偏转，便可显示出电流的大小，下列与此工作原理相近的设备是A．LED显示器B．指南针C．电动机D．发电机7．如图所示，中国科技馆的“探索与发现A厅”中有一个“电磁感应摆”，甲、乙两线圈分别被悬挂在两个蹄形磁体的磁场中，两线圈通过导线连接在一起并构成一个闭合的回路，用手使甲线圈在磁场中摆动时，乙线圈也会随之摆动起来。关于此现象，下列说法中正确的是A．根据甲线圈摆动的原理可以制成电动机B．乙线圈摆动的过程中电能转化为机械能C．甲线圈相当于用电器，乙线圈相当于电源D．若使乙线圈摆动，则甲线圈中不会有电流8．下列四幅图片与其对应的说法，不正确．．．的是A．电动机原理B．发电机原理C．电动机原理D．电流磁效应9．我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器，图是它的工作原理示意图。电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力。在图所示的实验中，与电磁弹射器工作原理一致的是A．通电导线在磁场中受力B．通电螺线管周围有磁场C．电磁感应现象D．奥斯特实验10．手机无线充电方便了人们的生活，其中电磁感应无线充电是应用最多的无线充电方案。如图所示，它的原理是送电线圈通过一定频率的交流电，线圈的周围形成交变的磁场，通过电磁感应在受电线圈中产生一定的感应电流，从而将能量从发射端转移到接收端。下列选项中和受电线圈工作原理相同的是A．扬声器B．.电磁继电器C．.动圈式话筒D．.电动机11．关于直流电动机和发电机的几种说法中，错误的是A．电动机是把电能转化为机械能的装置B．电动机是利用通电线圈在磁场中转动的原理工作的C．发电机是把电能转化为机械能的装置D．发电机是利用电磁感应原理工作的12．如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流产生条件”的实验装置。当导体棒水平向右运动时，灵敏电流计的指针向右偏转，为使灵敏电流表指针向左偏转，下列方法可行的是A．使铜棒竖直向下运动B．使铜棒竖直向上运动C．保持铜棒静止不动，使磁体水平向左运动D．将磁体的N、S极对调，仍使铜棒水平向右运动13．物理学中，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个面积为S且与磁场方向垂直的平面，磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个平面的磁通量，如果磁通量发生变化，就会产生感应电流。如图所示，一个矩形线框abcd放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，O1O2是线框的对称轴，线框在下列各种运动中，整个线框始终处于磁场之内，能使线框中产生感应电流的是A．沿纸面向左移动B．以O1O2为轴转动C．垂直纸面向里移动D．垂直纸面向外移动14．某同学探究“什么情况下磁可以生电”的实验装置如图所示，ab是一根直铜丝，通过导线接在量程为0~3A电流表的两接线柱上，电流表指针指零。当把直铜丝ab迅速向右运动时，并未发现电流表的指针明显偏折，你认为最可能的原因是A．电流表量程太大，换用灵敏电流计能使指针明显偏转B．直铜丝ab太细，换用粗铜棒便能使指针明显偏转C．磁体的磁性太强，换用弱磁体便能使指针明显偏转D．直铜丝ab运动方向不对，应让直铜丝ab上下迅速运动15．如图所示是温度自动报警器，当达到设定温度时，发出报警信号。下列关于该装置的说法中正确的是A．当温度达到100℃时报警B．报警时电磁铁的左端是S极C．报警器中的电磁铁利用了电磁感应原理D．报警器中的电磁铁利用了磁场对电流的作用原理16．用如图所示的装置探究感应电流产生的条件”实验中，a、b两接线柱间应接________（选填“大”或“小”）量程电流表，导体在磁场中运动时，电流表指针没有发生偏转，其原因可能是________________________________________________。17．如图所示