专题1.4 电动机（原卷版）

2020年浙教版八年级下科学同步学习精讲精练第1章电与磁1.4电动机目录 1 3 3 4 8一、磁场对通电导体的作用1.磁场对通电导体的作用(1)通电导体在磁场中受力原因如图所示，闭合开关，磁体周围存在磁场，通电导体周围也存在磁场，一个磁体和一个通电导体接近时，磁体会受到力的作用，而力的作用是相互的，所以通电导体也要受到磁体的力的作用。这种相互作用是通过磁场而发生的。所以，磁场对电流产生力的作用，实际上也是磁体之间通过磁场而发生的相互作用。(2)通电导体在磁场中受到的力的方向通电导体在磁场中受到的力的方向与电流方向和磁场方向有关。只改变电流方向或只改变磁场方向，导体的受力方向改变；同时改变电流方向和磁场方向，导体的受力方向不变。(3)通电导体在磁场中受到的力的大小通电导体的电流方向与磁感线方向平行时，导体不受磁场力的作用；当两者方向相互垂直时，导体受到的磁场力最大。受力大小与电流大小和磁场强弱有关。电流越大，磁场越强，受力越大。2磁场对通电线圈的作用原理：(1)由于通电线圈的两条对边中电流方向相反，它们在磁场中受到磁场力的方向相反且不在一条直线上，在这两个力的作用下，线圈会发生转动(如图甲所示)。当线圈由其所在平面与磁场平行的位置转过90°时，这两个力恰好在同一直线上，而且大小相等、方向相反，是一对平衡力。线圈在这对平衡力的作用下可以在该位置保持静止。这一位置叫作平衡位置，此时线圈所在平面恰好与磁感线垂直。(2)通电线圈转到平衡位置时，不会立即停下来，而是在此位置附近摆动几下才停下来(如图乙所示)。这是因为通电线圈转到平衡位置时具有一定速度，由于惯性它会继续运动，但由于这时受到磁场力及摩擦力，它又会返回平衡位置，所以它会摆动几下后再停下来。二、直流电动机1.工作原理直流电动机靠直流电源供电，利用通电线圈在磁场里受到力的作用而转动的原理制成，是把电能转化为机械能的装置。2.构造如图所示，直流电动机主要由磁铁(定子)线圈(转子)、换向器(E、F)和电刷(图中A、B)等构成。3.换向器的结构与作用(1)结构：由两个铜质半环构成，与电刷配合使用。(2)作用：当线圈刚转过平衡位置时，能交换电刷与换向器铜质半环的接触，从而改变线圈中的电流方向和受力方向，使线圈持续转动。4.影响直流电动机转动方向和速度的因素(1)转动方向与电流方向和磁场方向有关：只改变电流方向或只改变磁场方向，转动方向改变；电流方向和磁场方向同时改变，则转动方向不变。(2)转速大小与电流大小和磁场强弱有关：电流越大，磁场越强，转速越快，5.优点(1)通、断电迅速，启动、停止速度快。(2)容易改变电流的大小和方向，倒转和变速方便。(3)效率高、噪声和污染小、质量小。考法判断通电导体的受力方向的方法判断通电导体的受力方向的方法：左手定则。如图所示，伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把左手放人磁场中，让磁感线垂直穿过手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中的受力方向【名师提醒】通电导体在磁场中受力的方向既与电流的方向垂直，又与磁场方向垂直。【例】如图ab是一根导线，它是闭合电路的一部分，当电路接通，电流方向从a到b时，它在磁场中按箭头方向运动；若电流方向从b到a，下列导线的运动方向正确的是（）【常考1】磁场对通电导体的作用【例1】我国航母舰载机起飞将采用自行研制的电磁弹射器，电磁弹射系统包括电源、储能装置、导轨和脉冲发生器等等，电磁弹射器的弹射车与舰载机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车的导体有强电流通过时，就可以受到强大的推力，下列各图中与弹射车工作原理一致的是（）【例2】(江西中考)如图所示，是灵敏电流计内部结构示意图，它的工作原理是利用通电导体在中会受到力的作用，使指针发生偏转。此时如果改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向(填“会”或“不会”)发生改变。【常考2】通电导体在磁场中受力的分析【例3】(广州中考)如图所示，线圈abcd位于磁场中，K与1接通时，ab段导线受磁场力F的方向向上；当K改为与2接通时，ab段导线受磁场力（）A.方向向下B.方向向上C.为零，因为电源反接D.为零，因为电路一定是断路【易错】判断通电导体在磁场中的受力常见错误，一是误认为通电导体在磁场中一定受到力的作用；二是误以为通电导体一旦受到力的作用一定会运动。解通过实验发现，通电导体在磁场中会受到力的作用，如图所示，线圈abcd位于磁场中，K与1接通时，ab段导线受磁场力F的方向向上；当K改为与2接通时，磁场方向不变，线圈中电流方向相反了，则ab段导线受磁场力的方向相反，即方向向下。【方法技巧】判断通电导体在磁场中受力的方向：通电导体在磁场中受力的方向既与电流的方向垂直，又与磁场.方向垂直，可用左手定则判断。【常考3】电动机的原理【例4】(聊城中考)如图为直流电动机的基本构造示意图。以下相关的分析中正确的是（）A.电动机是利用电磁感应的原理工作的B.电动机工作过程中，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改变线圈转动的方向【例5】(茂名中考)如图所示是的工作原理图。当其正常工作时，能转化为能。【易错】电动机的工作原理及能量转化。【方法技巧】电动机的原理：电动机是利用通电线圈在磁场中转动的原理制成的。1.要改变通电导体在磁场中的运动方向，以下方法中可行的是（）①只改变电流的方向②只改变磁场的方向③只改变电流的大小④同时改变电流方向和磁场的方向A.①④B.①②④C.①②③D.①②2.某通电直导体在磁场中受力作用的情况如图所示，则在A、B、C、D四个图中通电直导体在磁场中受力作用的方向跟它相同的是（）3.如图所示的是（）A.交流发电机工作原理图B.直流电动机工作原理图C.演示磁场对直线电流的作用的装置图D.用来研究奥斯特实验的装置图4.下列电器，对应的工作原理正确的是（）A.电灯电流的磁效应B.电动机—磁场对通电导线的作用C.电磁铁电流的热效应D.电烙铁电流的化学效应5.要想使一台直流电动机的转速增大一些，下列方法中不能达到目的的是（）A.增大线圈中的电流B.更换电源，用输出电压较高的直流电源C.将磁体的磁极对调D.再增多一磁体，使该磁体产生的磁场与原有磁场方向一致6.(辽宁大连中考)电动机的工作原理是（）A.电磁感应B.电流周围存在磁场C.磁场对通电导线的作用D.同名磁极互相排斥7.(多选)在安装直流电动机的模型时，要使线圈的转向改变，可采取（）A.将电源两极对调B.将两磁极对调C.增大电流D.以上措施都无效8．(2018西湖校级月考)一次科学探究活动中，小明把一个正在发光的灯泡放到蹄形磁体中间，惊讶地发现灯丝在晃动。关于这种现象，下列说法正确的是()A.灯丝晃动是一种电流的磁现象B.灯丝晃动时受力平衡C.灯丝晃动是受到磁体的吸引作用D.灯丝晃动是磁场对通电线圈的作用9．（绵阳中考）一矩形线圈放在蹄形磁铁的两极之间，刚通电时在磁场作用下扭转方向如图甲所示。现将该线圈放在图乙所示的蹄形螺线管间，a、b为螺线管与电源的接口。某同学进行了如下四次操作：①a接正极、b接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流②b接正极、a接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流③a接正极、b接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流④b接正极、a接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同的是()A.①和③B.②和④C.①和④D.②和③10．小敏发现教室的投影幕布有一个开关，通过其转换可以使幕布上升或下降。请教老师后得知，电动机的旋转方向会随电流方向的改变而改变。于是她用单刀双掷开关及其他元件设计了如图所示的电路，其中能通过开关的转换而改变电动机旋转方向的是()11.如图所示实验中，会发现导体.通过这个实验可知：通电导体.利用此原理可以制成.通电直导体和通电线圈在磁场里受到力的作用而发生运动时，消耗了能，获得了.12.如图是我们实验室所用电流表的内部结构示意图.当接入电路，有电流通过线圈时，线圈带动指针偏转.该电流表的工作原理是.13．(滨江二模)1901年，挪威人伯克兰造出世界上第一台电磁发射器，首开电磁炮先河。为了认识电磁炮的一些特性，小柯制作了一个电磁炮模型，其原理如图所示。螺线管通电后，在磁力作用下，铁制撞针迅速前移，推动炮弹射出炮管。(1)小柯想要增强电磁炮中螺线管的磁场，下列方法可行的是(填字母)。A.增加螺线管的线圈匝数B.改变线圈中的电流方向C.增大通过螺线管的电流(2)由图可知，铁制撞针在通电螺线管内被磁化，接触炮弹的一端为极(填“N”或“S”)。(3)图中炮弹外壳最不可能使用的金属材质是。A.钛B.钢C.铜D.铝14．某校科学活动课上，小莉和小强各自用一根金属铜线、一块强磁铁、一节一号干电池分别成功做出了各自简易的电动机，如图甲、乙所示。在他俩的展示过程中，细心的小敏同学发现两个铜线框的转动方向是相反的，由此小敏提出以下猜想：A.是小莉和小强做的铜线框的形状不同造成的。B.是贴近电池一侧强磁铁的极性不同造成的。请你从以上猜想中，选择一个你认为合理的猜想，并写出简要的实验验证方法。1.安装好直流电动机模型，接通电源后发现电动机不转，下列各项情况中不可能成为故障原因的是（）A.电刷跟换向器接触不良B.线圈恰好在平衡位置C.支架装置卡住线圈D.电源的正负极装反2.下列说法正确的是（）A.磁场对放入其中的导体都有力的作用B.磁场对放入其中的磁体不一定有磁力作用C.磁场对放入其中的通电导体有力的作用D.通电线圈在磁场中一定会转动3.要改变直流电动机线圈转动的方向，可行的办法是（）A.改变电流的大小B.改变磁场的强弱C.只改变电流方向D.同时改变电流方向和磁场方向4.如图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5.(浙江温州模拟)在图所示的实验装置图中，能够说明电动机工作原理的是（）6.(四川