电能的获得和转化（原卷版）

一丶电动机1、通电导体在磁场中受到磁力的作用，磁力的方向与磁场方向、电流方向有关。2、应用：电动机。其能量的转化为：电能转化为机械能。3、直流电动机为什么需装换向器？当线圈转到如图所示位置时，ab边和cd边受的磁场力恰好在同一条直线上，而且大小相等，方向相反，线圈在这个位置上受到相互平衡的两个磁场力的作用，所以不能连续转动下去。如何才能使线圈连续转动下去呢？我们设想线圈由于惯性而通过平衡位置，恰在这时使线圈与电源线的两个接头互换，则线圈中的电流方向改变，它所受的磁场力的方向变成与原来的方向相反，从而可使线圈沿着原来旋转方向继续转动。因此，要使线圈连续转动，应该在它由于惯性刚转过平衡位置时，立刻改变线圈中的电流方向。能够完成这一任务的装置叫做换向器。其实质是两个彼此绝缘铜半环。二、发电机1、电磁感应：闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线运动就会产生感应电流的现象。2、产生感应电流必须同时满足三个条件：（1）电路是闭合的；（2）导体要在磁场做切割磁感线的运动；（3）切割磁感线运动的导体只能是一部分，三者缺一不可。如果不是闭合电路，即使导体做切割磁感线运动，导体中也不会有感应电流产生，只是在导体的两端产生感应电压。3、感应电流的方向：感应电流的方向跟导体切割磁感线运动方向和磁感线方向有关。因此要改变感应电流的方向，可以从两方面考虑，一是改变导体的运动方向，即与原运动方向相反；二是使磁感线方向反向。但是若导体运动方向和磁感线方向同时改变，则感应电流的方向不发生改变。4、应用：发电机发电机的原理是电磁感应，发电机的基本构造是磁场和在磁场中转动的线圈。其能量转换是把机械能转化为电能。【温馨提示】发电机与电动机对比【方法归纳】电动机发电机原理磁场对通电导线有力的作用电磁感应能量转化电能转化为机械能机械能转化为电能定子磁极磁极，或线圈转子线圈线圈，或磁极运用对比法识别发电机和电动机原理示意图：示意发电机原理的电路中，原本没有电源，在磁场中做切割磁感线运动的导线实质上就是电源；示意电动机原理的电路中有电源，给线圈通电，线圈才能转动。模型电动机不能转动的原因及相应检查或解决的办法：角度可能的原因检查或解决的办法力电磁线圈处于平衡位置拨动一下线圈电刷与线圈间摩擦力太大轻弯铜片，减小对换向器压力磁极对通电线圈作用力太小①增大线圈中电流②增强磁极的磁性电学电动机的线圈实际上没有电流通过①检查外部电路是否接通②看电刷与换向器是否良好接触三、三大电磁现象的对比三种磁现象电流的磁场磁场对电流的作用电磁感应实验装置现象导线通电，小磁针发生偏转闭合开关，导体运动起来导体切割磁感线，电流表指针发生偏转因果关系电流→磁场磁场、电流→力磁场、力→电流能量转化——电能→机械能机械能→电能方向磁场的方向与电流方向有关通电导体受力方向跟磁场方向和电流方向有关感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线方向有关主要应用电磁铁、电磁继电器电动机、扬声器发电机、动圈式话筒1、选项图中所示的装置中与甲图工作原理相同的是（）A．自发电手电筒 B．话筒C．手摇式发电机 D．扬声器2、图中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，它在磁场中按箭头方向运动时，下列哪种情况不会产生感应电流（）A．B．C．D．3、我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器。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，舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器工作原理与下列设备或用电器工作原理一致的是()4、图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，则（）A．线圈在图示位置时，ab边受到磁场的作用力向下B．线圈由图示位置转过180o时，电流沿dcda流过线圈C．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下5、旱冰鞋的四个轮子会发光，原理是滑动的时候正在做切割磁感线运动。下列选项中和轮子发光的原理相同的是（）A．①通电导线在磁场受到了力的作用 B．②动圈式话筒C．③电磁继电器 D．④奥斯特实验6、如图所示，在“探究感应电流产生的条件”实验中，闭合开关，让导体AB静止在磁场中，回路中是否有感应电流产生？；让导体AB做切割磁感线运动，回路中是否有感应电流产生？；当回路中有感应电流时，将磁极对调，改变磁场方向，感应电流的方向是否改变？。7、小亮在学习了“电和磁”的知识后，用甲、乙两个直流电动机设计了如图所示的装置，闭合开关S后甲开始转动，同时用皮带带动乙转动，小灯泡光。在此过程中，将电能转化为机械能的装置是（选填“甲”或“乙”）乙的工作原理是，生活中应用这一原理工作的还有（选填“动圈式扬声器”或“动圈式话筒”），如果要使甲的转动方向与原来相反，则应采取的措施是。8、如图所示，图甲是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图。小谦同学实际探究时，在电路中连接了一个滑动变阻器，实验记录如下表。实验序号磁场方向ab中电流方向ab运动方向1向下无电流静止不动2向下由a向b向左运动3向上由a向b向右运动4向下向b向a向右运动(1)用笔画线代替导线，在乙图中将变阻器正确连入电路。小谦在电路中接入滑动变阻器的作用是。(2)比较实验2和3，说明通电导线在磁场中受力方向与有关。比较实验，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。(3)小谦通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法是。(4)小谦想在甲图的基础上对实验进行改造，来探究影响感应电流方向的因素。为了观察明显的实验现象，他要把图甲中的电源换成图丙中的。1、用下图所示的实验装置进行实验，下列说法正确的是 ()A．该实验装置是用来研究电磁感应现象的B．电动机的工作原理与该装置相同C．闭合开关，金属棒ab运动，该过程是将机械能转化为电能D．将磁体N、S极对调，同时改变金属棒ab中电流的方向，金属棒ab的运动方向也会改变2、沿东西水平方向，上下放置的水平长直导线，分别通以大小相等，方向相反的电流，且O点位于两导线之间，如图所示。下列哪一个为O点的磁场方向()A.向东B.向西C.向南D.向北3、下图为交流发电机原理图，线圈在磁场中转动，则()A.两磁极间的磁场方向向左B.线圈在磁场中切割磁感线C.通过灯泡的电流方向不变D.线圈一定不受磁场力作用4、如图所示的装置中，当闭合开关，导体ab中有电流通过时，导体ab就会运动起来。关于这一现象的说法，正确的是()A.此现象说明磁可以生电B.导体ab运动方向与电流方向和磁场方向有关C.发电机是利用这一现象来工作的D.在该现象中，机械能转化为电能5、如图所示的装置中，纸片上粘着线圈，线圈的两端用导线引出，接在能测微小电流的示波器上，线圈放在磁体的磁极附近。当你对着线圈大声说话时，示波器上有波形出现(即产生电流)。对此，下列说法不正确的是()A．产生的电流是感应电流B．此装置能把声音信号转变成电信号C．若线圈绕中心轴转动，示波器一定有波形出现D．若线圈绕中心轴转动，示波器一定无波形出现6、如图所示为电磁选矿机的示意图，其中M为矿石，D为电磁铁，当它工作时，铁砂将落入箱，非铁物质将落入箱。(均填“A”或“B”)7、某同学为了同时验证老师课堂上讲过的“电磁感应现象”“通电导线周围存在磁场”以及“通电导线在磁场中受力运动”几个实验，于是动手制作了如图所示的闭合线路，当他将图中导体AB金属杆的一部分在磁场中水平向左运动时，电路中会相应地发生哪些物理现象：；。(写出2个现象)8、图示实验装置中，磁体和导体棒均水平放置，断开S2、闭合S1，使导体棒水平向右运动，电流表G的指针向右偏，这是现象，为使G的指针向左偏，可使导体棒向运动，断开S1、闭合S2，导体棒能运动起来，依此可制成(填“电动机”或“发电机”)。9、小明学了有关电磁方面的知识后，设计了如图所示的甲、乙两个装置。(1)为了探究电磁感应现象，小明应选用装置进行实验。(2)小明选用甲装置探究有关知识时，进行了如下的操作，其中不能使电流表指针发生偏转的是(填序号)。①让导线ab在磁场中斜向上运动；②让导线ab在磁场中沿水平方向左右运动；③让导线ab沿竖直方向上下运动。(3)如果在乙装置的实验中，当开关闭合时，发现直导线ab向左运动，若要使导线ab向右运动，你采取的措施是(写出一条即可)。(4)甲、乙两图的原理分别用于制造和。(均填“电动机”或“发电机”)10、(1)如图甲所示，赤道表面地磁场磁感线与水平地面平行指向北方，导线与能测微弱电流的电流表组成闭合电路，下列哪种操作可让电流表指针摆动？。(2)科学家猜测，A地海龟在春季是利用地磁场(图乙)向南返回出生地。以下为相关研究。①春季A地某屏蔽