考点精讲：17.1、17.2 电动机（解析版）

学而优教有方.1、17.2电动机思维导图思维导图知识精讲知识精讲知识点01电动机的机构和电动机转动的猜想1．举例说出在生活和生产中哪些器具用到了电动机。答：电动机在生活和生产中应用十分广泛。如电扇、洗衣机、电力机车、数控机床……2．观察实际的电动机，它的构造是什么样的呢？答：电动机由两部分组成：能够转动的线圈(转子)和固定不动的磁体(定子)。3．电动机在什么情况下会转动？据此你有什么猜想？答：线圈通电后电动机就会转动，说明线圈此时受到了力的作用，即磁铁的磁场对通电线圈具有力的作用。由此产生猜想电动机的转动，可能跟磁体和通电线圈有关。4.要验证电动机转动原因的猜想，如何对电动机的结构做合理的简化。答：电动机转子上的线圈组→转子上的一组线圈→一组线圈中的一个线圈→一个线圈中的一段直导线电动机磁体→电磁铁→蹄形磁铁。【即学即练1】小明同学自己动手做了一个直流电动机模型，接通电路后发现电动机不转动，可当他拨了一下线圈后，电动机就快速转了起来，造成这一情况的原因可能是()A．电源电压太低B．电刷接触不良C．电源正、负极接反了D．开始时，线圈处于平衡位置了【答案】D【解析】当电动机的线圈处于平衡位置时，受平衡力的作用，故可能电动机不转，拨动一下后，打破平衡，电动机便转动起来，并且靠惯性能转过平衡位置，连续转动．A、B两个选项电动机始终不会转动。C选项中的电动机不会停止。故选D。【即学即练2】下列电器中，装有电动机的有，其中应用直流电动机的有。(填序号)A．收音机B．复读机C．电视机D．电冰箱E．洗衣机F．吸尘器G．电热器H．电动剃须刀L．电铃【答案】BDEFH；BH【解析】将电能转化为机械能的用电器有：B．复读机；D．电冰箱；E．洗衣机；F．吸尘器；H．电动剃须刀．其中可以利用电池工作的有：B．复读机；H．电动剃须刀。因此装有电动机的有：BDEFH，其中应用直流电动机的有：BH。知识点02探究磁场对电流力的作用1．导体AB在磁场中的什么情况下会受力的作用？什么现象可以说明？答：当导体AB中有电流时在磁场中会受到力的作用；当AB通电后会动起来，运动状态发生了改变，说明受到了力的作用。2．通电导体在磁场中受到的力的方向跟什么因素有关？答：通电导体在磁场中受到的力的方向跟磁感线的方向和电流的方向有关。3．说明通电线圈在磁场中是如何运动的呢？答：结合教材进行说明。此处思考：怎样才能使通电线圈在磁场中持续地转动呢？【即学即练3】如图所示，闭合开关，观察到铝杆AB运动起来，说明磁场对电流有作用，利用该原理可制成(发电机、电动机)，将磁体两极对调，观察AB的运动方向，这是为了探究力的方向与关系。【答案】力；电动机；磁场方向【解析】(1)把一根轻质的铝杆作为直导线放在蹄形磁体的磁场里，接通电源，看到铝杆运动，说明磁场对通电导线有力的作用，电动机就是利用该原理制成的。(2)将磁体两极对调，观察AB的运动方向，这是为了探究力的方向与磁场方向的关系。知识点03换向器和电动机工作原理1．观察换向器的构造，说明其作用是什么？答：其作用是当线圈刚越过平衡位置时，由于换向器的作用，改变了线圈中电流的方向，使线圈继续转动下去。2．直流电动机的工作原理是什么？答：通电导体在磁场中受到力的作用使线圈转动，同时通过换向器及时改变线圈中的电流方向，以保持线圈的持续转动。3．磁场对通电导体作用的原理在生产、生活中还有哪些应用？答：应用十分广泛，如磁电式电流仪表、动圈式扬声器、电动玩具和机器人等。【即学即练4】如图，该实验证实了；据此制成了；它在工作工程中把能转化成能。【答案】通电导体在磁场中受力；电动机；电；机械【解析】当导体中通以电流后，通电导体在磁场中运动起来，说明通电导线在磁场中受到力的作用，本装置消耗了电能，产生了机械能，人类根据这一原理制造出了电动机。能力拓展能力拓展考法01电动机叶片的设计【典例1】手机已成为人们现代生活中常用的一种通讯工具．一般的手机都有利用振动提示“来电”的装置．有一种手机提示“来电”是用一个微型电动机带动转轴上的叶片转动，当叶片转动时，电动机也就跟着振动起来，从而带动手机振动．在如图所示的几种形状的叶片中，你认为能够实现上述振动功能的是()A．B．C．D．【答案】C【解析】叶片对称分布时，转动后转轴是不会振动的．而当其非对称分布时，叶片转动起来后，由于惯性总要向其运动的切线方向飞出，使转轴不断改变位置从而发生振动，并带动手机整体振动。四个答案中，只有C是不平衡的，电机带动它高速转动时，才会产生振动。故选C。考法02电动机工作原理【典例2】如图所示是一种汽车装饰品——小盆景，花盆表面有一个太阳能电池板，塑料小花在阳光下能不断摇摆．请你猜测花盆里还有一个重要的装置是(选填“发电机”或“电动机”)，这种装置的工作原理是。【答案】电动机；通电导线在磁场中受力的作用【解析】由于该装置在太阳能提供电能的情况下运动，即将电能转化为机械能，故里面应该有一个电动机，它是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的。分层提分分层提分题组A基础过关练1．（多选题）（2022·北京大兴·二模）利用如图所示的装置进行实验，对实验现象解释正确的是（）A．甲图中用毛皮摩擦过的橡胶棒带了电，是因为在摩擦过程中创造了电荷B．乙图中在磁体两端的铁粉较多，是因为磁体两端的磁性较强C．丙图中接通电源后小磁针会发生偏转，是因为电流周围存在磁场D．丁图中闭合开关后金属棒运动起来，是因为磁场对电流产生了作用力【答案】BCD【解析】A．摩擦起电的实质是电荷的转移，毛皮与橡胶棒摩擦，橡胶棒得到电子带负电，毛皮失去电子带正电，故A错误；B．磁体周围存在磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体会产生磁力的作用，在磁体周围撒入一些铁屑后，铁屑被磁化，变成了一个个的小磁体，这些小磁体在磁场力的作用下重新分布，因此可以根据铁屑的分布情况来判断磁场的分布情况。磁体两端的铁粉较多，说明磁体两端的磁性较强，故B正确；C．图中导线接通电源后有电流，小磁针转动说明小磁针受到了磁场力的作用，因此可以说明电流周围存在着磁场，故C正确；D．将金属棒放入磁场中，通上电流后，金属棒周围会产生磁场，两个磁场相互作用，使得金属棒受力运动，此实验说明通电导体在磁场中会受到磁力的作用，即磁场对电流产生了作用力，故D正确。故选BCD。2．（2022·山东青岛·九年级期末）黄岛地铁一号线已全线开通，青岛市地铁网络正逐步完善，我们的交通出行也将更加便捷，下列说法正确的是（）A．地铁通过电动机驱动，将机械能转化为电能B．地铁站内照明灯可以同时打开或关闭，所以他们是串联的C．地铁站内扶梯上的扶手是橡胶制品，属于绝缘体D．地铁站内通过刷卡过闸进站，是利用了电流的热效应【答案】C【解析】A．地铁通过电动机驱动，将电能转化为机械能，故A错误；B．地铁站内照明灯一个坏了，不影响其他的灯的使用，故是并联，故B错误；C．橡胶制品不导电，属于绝缘体，故C正确；D．地铁站内通过刷卡过闸进站，是利用了电流的磁效应，故D错误。故选C。3．（2022·广西柳州·一模）电机（发电机、电动机的统称）在生活中的应用越来越广泛。如图所示的电机工作时能量转化是______（选填“电能转化为机械能”或“机械能转化为电能”）。图中两个铜半环E和F分别与线圈两端相连，这个部件叫换向器，它的作用是当线圈刚越过平衡位置时改变线圈中______的方向，使线圈继续转动下去。【答案】

电能转化为机械能

电流【解析】[1]图知可以看出是电动机的工作原理，电动机是通电导体在磁场中受力转动工作的，是将电能转化为机械能。[2]换向器的作用是当线圈刚越过平衡位置时，两个电刷与两个铜半环，接触关系发生变化，从而改变线圈中电流的方向，使线圈继续转动下去。题组B能力提升练1．（2022·广东·高州市第一中学附属实验中学九年级阶段练习）中国的无人机技术发展迅速，水平居世界前沿。无人机的旋翼由电动机驱动，电动机的电路元件符号是_____。操纵无人机飞行控制器右手的“调速”手柄（如图所示）。可改变飞行的速度，与这个“调速”手柄联动的电路元件实质是一个_____；这个装置用的时间长了，上面会聚集大量的灰尘而接触不良，这说明灰尘属于_____（选填“半导体”、“导体”或“绝缘体”）。【答案】

滑动变阻器

绝缘体【解析】[1]电动机在电路图中元件符号。[2]电动自行车上的“调速”把手相当于我们学过的滑动变阻器，它是通过改变电阻丝接入电路的长度来改变电阻，从而达到改变电路中电流大小的目的。[3]上面会聚集大量的灰尘而接触不良，这说明灰尘属于绝缘体。2．（2022·全国·九年级专题练习）磁场对通电导线的作用（1）通电导体在磁场里受到__的作用。力的方向跟磁感线方向____，跟电流方向____；（2）通电导体在磁场里受力的方向，跟________和________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。）（3）当通电导线与磁感线____时，磁场对通电导线的力____；当通电导线与磁感线____时，磁场对通电导线________的作用。【答案】

力

有关

有关

电流方向

磁感线方向

垂直

最大

平行

没有力【解析】（1）[1][2][3]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，应用于电动机，电能转化为机械能。（2）[4][5]通电导体在磁场中要受到力的作用，其方向与电流方向和磁场方向有关，当改变其中一个方向时，导体受力作用方向将改变。（3）[6][7]当通电导体中的电流方向垂直于磁场方向时，导体受到的作用力最大。[8][9]当通电导体中的电流方向与磁场方向相同或相反时（即两方向平行时），导体不受磁场的作用力。3．（2022·湖北武汉·九年级期中）2022年4月21日长安汽车发布中国首款量产氢燃料电池轿车，如图所示，其续航里程可达700公里以上，可实现3分钟超快补能。该车氢燃料电池每消耗1kg氢可发电7.2×107J，然后利用电动机驱动车前进。（q氢=1.4×108J/kg）（1）该车氢燃料电池发电效率为______%（结果保留一位小数）；（2）若电动机工作的效率是83%，则电动机可以将消耗______能的83%转化为______能。【答案】

51.4

电

机械【解析】解：（1）已知车氢燃料电池每1kg氢气可发电7.2×107J；1kg氢全部反应产生的能量为Q放=mq氢=1kg×1.4×108J/kg=1.4×108J则氢燃料电池发电效率为（2）电动机的工作过程将电能转化为机械能，若电动机工作的效率是83%，则电动机可以将消耗电能的83%转化为机械能。题组C培优拔尖练1．（2022·全国·九年级课时练习）电动机主要由哪两部分构成？电动机换向器的构造大体是怎样的？它有什么作用？【答案】见解析【解析】答：电动机由定子和转子组成；换向器的构造：两个铜半环跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘，两个电刷分别