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1、专题20.4 电动机 课前预习 1通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟磁场方向和电流方向都有关，当电流方向或磁场方向变得相反时通电导线受力的方向也变得相反2电动机(1)电动机主要由定子和转子组成(2)电动机是通电导体在磁场中受力的作用原理制成(3)电动机工作时将电能转化成机械能(4)换向器的作用是当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中电流方向使线圈能连续转动下去知识点解读与例题突破知识点一：磁场对通电导线的作用通电导体在磁场中会受到力的作用。它的受力方向跟电流方向、磁感线方向有关。【例题1】2022广州在图8中，表示导线中的电流方向垂直于纸面向里，表示导线中的电流方向垂直于纸面向外。F是磁场
2、对通电导线的作用力。以下哪个选项中，磁场对通电导线的作用力与图中的F的方向相同 【答案】B【解析】影响磁场对通电导线作用力方向的因素有二：一是磁场方向，二是导体中的电流方向。假设只改变磁场方向，磁场对通电导线作用力的方向发生改变；假设只改变电流方向，磁场对通电导线作用力的方向发生改变；假设同时改变磁场方向和电流方向，磁场对通电导线作用力的方向不改变。由图8知，磁场方向为向右，电流方向为垂直纸面向里，磁场对通电导线的作用力方向向下；A由安培定那么可判定磁场方向向左，而电流方向垂直纸面向里，那么磁场对通电导线的作用力方向与图8相反，即向上。B由安掊定那么得磁场方向向左，而电流方向垂直纸面向外，那么
3、磁场对通电导线的作用力方向与图8相同，即向下。C由安培定那么得磁场方向向右，而电流方向垂直纸面向外，那么磁场对通电导线的作用力方向与图8相反，即向上。D由于缺少电源，通电导线所处空间没有磁场，所以通电导线没有受到磁场力的作用。综上所述，应选B。知识点二：电动机的根本构造1.电动机由转子和定子两局部组成。能够转动的局部叫转子；固定不动的局部叫定子。2.当直流电动机的线圈转动到平衡位置时，线圈就不再转动，只有改变线圈中的电流方向，线圈才能继续转动下去。这一功能是由换向器实现的。换向器是由一对半圆形铁片构成的，它通过与电刷的接触，在平衡位置时改变电流的方向。3.电动机是根据通电导体在磁场中会受到力的
4、作用原理制成的。4.电动机构造简单、控制方便、体积小、效率高、功率可大可小，被广泛应用在日常生活和各种产业中。电动机工作时是把电能转化为机械能。【例题2】2022福建如图的四个实验中，反映电动机工作原理的是A B C D【答案】C 【解答】电动机是利用通电导体在磁场中受力运动制成的；A.如图是电流磁效应的实验，说明了通电导体周围存在磁场，故A不符合题意。B.是研究电磁铁的实验装置，说明了通电导体周围存在磁场，故B不符合题意。C.电路中有电源，是通电导体在磁场中受力运动，是电动机的工作原理，故C符合题意。D.电路中没有电源，是探究电磁感应现象的实验装置，是发电机的工作原理，故D不符合题意。习题精
5、练一、选择题12022四川南充以下图中能够说明电动机工作原理的实验装置是ABCD【答案】D 【解析】电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用。正确分析四个选项各是研究什么问题的，再做答复。A.图中是通电螺线管，是利用电流的磁效应制成的，故A不符合题意；B.图中没有电源，闭合电路的局部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，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故B不符合题意；C.图中没有电源，是交流发电机的示意图，是根据电磁感应现象工作的，故C不符合题意；D.图中有电源，通电导体在磁场中受力而运动，是电动机的工作原理，故D符合题意。22022海南电风扇的核心装置是电动机
6、，以下哪个实验揭示了电动机的工作原理 【答案】B【解析】A该实验可以说明电流磁效应与电流大小的关系，故A不符合题意；B该实验说明通电导体在磁场中受到力的作用，而电动机的工作原理与之相同，故B符合题意；C该实验说明闭合电路的局部导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，是发电机的工作原理，故C不符合题意；D该实验说明通电导线周围存在磁场，故D不符合题意；故应选B。32022山东德州如下图，电动平衡车是一种新型交通工具，被广阔青少年所喜爱。图中与电动平衡车驱动前行过程原理相同的是ABCD【答案】C 【解析】根据电动平衡车蓄电池工作和电机工作时消耗和获得的能量做出判断。电动平衡车的无刷电
7、机工作时，消耗电能，获得机械能，因此是将电能转化为机械能，从而获得动力。A.是电磁感应原理，机械能转化为电能，故A错误；B.通电导体的周围有磁场，是电流的磁效应，故B错误；C.通电导体在磁场中受力的作用，电能转化为机械能，与电动平衡车驱动前行过程原理相同，故C正确；D.是研究电磁铁磁性的大小与线圈匝数的关系，故D错误。42022云南以下是对电与磁局部四幅图的分析，其中错误的选项是A如图装置闭合电路后磁针会偏转，说明电流能产生磁场B如图装置说明通电导线在磁场中受到力的作用C如图装置所揭示的原理可制造发电机D图中动圈式话筒应用了磁场对电流的作用【答案】D 【解析】1电流周围存在着磁场。2电动机和发
8、电机的重要区别在于电路中是否有电源。3动圈式话筒和发电机的工作原理相同，都是根据电磁感应原理工作的。A.这是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场即电流能产生磁场，故A正确。B.如图装置，开关闭合后导体会在磁场中运动，说明通电导线在磁场中受到力的作用，故B正确。C.图中无电源，闭合电路的一局部导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，电流计的指针发生偏转，根据这个原理可制成发电机，故C正确。D.动圈式话筒是根据电磁感应原理工作的，故D错误。5.2022盐城如下图，导体棒ab向右运动，以下操作能使导体棒向左运动的是 A调换磁极 B取走一节干电池C将导体棒a、b端对调 D向左移动滑动变阻
9、器滑片【答案】A【解析】通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向两个因素有关；A.将磁体的磁极对调，磁场方向与原来相反，那么导体棒的受力方向与原来相反，能使导体棒向左运动，故A正确；B.取走一节干电池，减小电源电压，减小电路中的电流，会改变受力大小，但不会改变运动方向，故B错误；C.将导体棒a、b端对调，不能改变导体中的电流方向，不能改变受力方向，故C错误；D.将滑动变阻器的滑片P向左移动，电路的电阻减小，电路中的电流增大，会改变受力大小，但不会改变运动方向，故D错误6.2022聊城如图为直流电动机的根本构造示意图以下相关的分析中正确的选项是A电动机是利用电磁感应的原理工作的B电动机工作
10、过程中，消耗的电能全部转化为机械能C使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的D仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向【答案】D【解析】A.电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的，故A错误；B.电动机工作过程中，消耗的电能大局部转化为机械能，有一局部电能转化成了热能，故B错误；C.使线圈连续不停地转动下去是靠换向器来实现的，故C错误；D.电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的，且所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，故仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向，故D正确。72022吉林模拟题对以下实验描述正确的选项是A甲：验电器的两片金属箔带同种电荷，由于互相排
11、斥而张开B乙：通电导线在磁场中受到力的作用，这是发电机的原理C丙：奥斯特实验说明磁能生电D丁：闭合开关，只要金属棒运动，电路中就有感应电流产生【答案】A【解析】A甲图是验电器，验电器的两片金属箔带同种电荷，由于互相排斥而张开，故A正确；B乙图说明通电导线在磁场中受到力的作用，这是电动机的原理，故B错误；C奥斯特实验说明电能产生磁场，故C错误；D丁图中，闭合开关，金属棒做切割磁感线运动，电路中就有感应电流产生，故D错误。8.2022绥化模拟题关于电和磁，以下说法中正确的选项是 A.电流周围存在着磁场B.改变在磁场中运动就一定会产生感应电流C.导体在磁场中运动就一定会产生感应电流D.电动机是利用电
12、磁感应原理制成的【答案】A 【解析】奥斯特实验证明电流周围存在着磁场，A正确；通电螺线管磁性强弱的影响因素为：电流的大小和线圈的匝数，电流越大，匝数越多，磁性越强。改变螺线管中电流的方向会改变磁极，B错误；只有闭合电路的一局部导体在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流，C错误；电动机是利用通电导体线圈在磁场中受力运动转动的原理制成的，D错误。9.2022海南模拟题以下关于电和磁的说法正确的选项是A金属导体中的电流方向与导体中自由电子定向移动方向相同B家庭电路中同时工作的用电器总功率越大，通过电能表的电流越大C磁场中某点的磁场方向与该点小磁针静止时南极的指向相同D电动机是根据电磁感应原理工作
13、的【答案】B【解析】1物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向；2家庭电路电流大的原因：总功率过大；3我们规定小磁针N极所指的方向为该点磁场的方向；4带电磁铁的仪器利用的是电流的磁效应原理A自由电子是负电荷，所以金属导体中的电流方向与自由电子定向移动方向相反，故A错误；B接入电路的用电器总功率越大，由公式I=可知通过电能表的电流就越大，故B正确；C小磁针静止时N极所指的方向为该点磁场的方向，故C错误；D电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故D错误102022东营电动汽车越来越多地进入普通家庭，电动汽车的核心部件是电动机，下面图中能正确反映电动机工作原理的是【答案】D【解析】电动
14、机的原理是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的。A.图中没有电源，当导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针会发生偏转，说明会产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的原理，故A不符合题意；B.图中是奥斯特实验的装置图，说明了通电导体周围存在磁场，故B不符合题意；C.图为电磁铁的原理图，是探究磁性强弱与线圈匝数的关系，是根据电流的磁效应制成的，故C不符合题意；D.当闭合开关后，通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理，故D符合题意。112022泰安以下实验中，能说明电动机工作原理的是【答案】B【解析】电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用。A.该装置是研究电磁铁磁性的实验
15、装置，是电流的磁效应，故A错误。B.该装置是电动机原理图，说明通电的导体在磁场中受力的作用，故B正确；C.该装置是奥斯特实验，说明通电导线周围有磁场，故C错误；D.该装置是发电机原理图，表示电磁感应现象，故D错误。二、填空题122022湖北宜昌如下图为玩具小风扇里的小直流电动机。1小明同学将电池接到该直流电动机两端，看到电动机转动起来，电动机的工作原理是： ；小明将电池反向接到电动机两端，看到电动机 选填：原方向旋转、不转动、反向旋转。2学习了电磁感应知识后，小明同学想到：“直流电动机线圈转动时也切割了磁感线，那么线圈中是否也会产生感应电流呢？于是小明将一个小灯泡连在直流电动机两端，用手搓动转
16、轴，发现小灯并未发光。小红同学认为，这说明直流电动机不会产生感应电流。你是否同意小红的看法： ；假设小明要继续研究，应该使用什么仪器比拟妥当： 。【答案】1通电线圈在磁场中受到力的作用；反向旋转；2不同意；灵敏电流表。【解析】1电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关，所以将电池反向接到电动机两端，看到电动机反向旋转；2用手搓动电动机的转轴，线圈在磁场中切割磁感线，因此在线圈中也产生感应电流，但小灯泡需要较大的电流才能工作，应该用灵敏电流表代替小灯泡。13.2022云南扬声器是把电信号转化成信号的一种装置，它的原理跟填“电动机或“发电机原理相似。【答
17、案】声；电动机。【解析】扬声器是把电流信号转化为声音信号的装置；扬声器的线圈中有随声音变化的电流，因为通电线圈在磁场中受到力的作用，使得线圈就不断地来回振动，纸盆也就振动动起来，便发出了声音。电动机的原理是通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。扬声器是把电流信号转化为声音信号的装置；当扬声器中的线圈中通过变化电流时，线圈会受到永久磁铁的磁场力的作用，而带动与线圈相连的纸盆振动，将电信号转化成声信号，因此与电动机的原理一致。三、探究题142022潍坊同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线烧成约3cm2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm然后，用小刀刮两端引线的漆皮。用硬金属丝做两
18、个支架，固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁，如下图。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停的转下去。1在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是填选项“A或“B。A两端全刮掉 B一端全部刮掉，另一端只刮半周2线圈在转动过程中能转化为能。3小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，写出一条可能造成该现象的原因。【答案】1B；2电；机械；3电源电压较低、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置。【解析】1在实验中影响线圈的转向的因素有电流的方向和磁场的方向，那么为了使线圈能持续转动，采取将线圈一头的绝缘漆刮去，另一头刮去一半的方法来改变通入线圈的电
19、流方向。应选B。2根据电动机的原理知，能转动的原因是通电线圈在磁场中受磁力的作用而转动，线圈在转动过程中消耗电能转化为机械能。3小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，可能是电源电压较低、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置。15.2022安徽模拟题 学习“电动机内容时，老师用如图实验装置演示“磁场对通电导线作用力的方向与什么因素有关的实验后，同学们自然想到力既有方向又有大小，那么磁场对通电导线作用力的大小与什么因素有关呢？以下是小丽、小李与小明的猜测：小丽猜测：“可能跟磁铁的磁性强弱有关。小李猜测：“可能跟导线AB在磁场中的位置有关。小明猜测：“可能跟通过导线AB的电流大小有关。请你根据如下图的实验装置，帮助小明设计实验来验证他的猜测，简述你的实验方案：_。【答案】见解析。【解析】磁铁的磁性强弱、导线AB在磁铁中的位置不变，移动滑动变阻器的滑片，改变电路中电流的大小，观察两次导线AB的运动速度的变化快慢，假设快慢不同那么说明磁场对通电导线作用力的大小与电流大小有关。