17《电动机与发电机》章末复习课（课件PPT+教案）

要点回顾

本章热点题型

一、磁场对通电导体的作用

例1  小明借助如图甲所示的实验装置探究“磁场对通电导体的作用”，闭合开关，原本静止的轻质铜棒ab水平向左运动。小明由此推测：若电子沿着垂直于纸面向里的方向飞入磁场，如图乙所示，电子的运动方向将发生改变，小明推测的依据是______________________，你认为电子会偏向         (选填“左”或“右”)侧运动。

解析：轻质铜棒ab中有电流通过时，在磁场中受到力的作用，其会发生运动，由图可知，电流的方向是由a到b，其向左运动；电子沿着垂直于纸面向里的方向飞入磁场，电子的定向移动会形成电流，其运动方向与电流方向是相反的，则电流的方向是由里向外，与导体ab中的电流方向相反，故电子会偏向右侧运动。

答案：磁场对电流有力的作用  右

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1．如图甲所示的是研究“磁场对通电导体的作用”的实验。

(1)开关闭合后，通电导体ab从静止开始向右运动。这说明磁场对通电导体有______的作用。

(2)仅把磁体左右换位，如图乙所示。开关闭合后，通电导体ab是否会向右运动？答：__________。原因是__________________________________。

(3)若要研究“通电导体的受力方向与电流方向的关系”，应把图甲的电路如何改装？答：__________________________________________________________。

2.在探究“电动机为什么会转动”的实验中：

(1)我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在______，磁体会对通电导体产生力的作用吗？

(2)如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间，闭合开关前，导体__________，闭合开关后，导体________，说明磁场对________导体有力的作用。

(3)断开开关，将图中磁体的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向________，说明通电导体在磁场中的受力方向与____________有关。

(4)断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向______，说明通电导体在磁场中的受力方向与____________有关。

(5)如果同时改变磁场方向和电流方向，________(选填“能”或“不能”)确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。

二、电磁感应现象的探究

例2  如图是探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置，铜棒ab通过导线连接在电流表的两个接线柱上。

（1）要使电流表指针发生偏转，一种可行的操作是　　　　　　。

（2）要使电流表指针偏转方向发生改变，可以采取两种方法。

方法一：　　　　　　　　　　　　　　　。

方法二：　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）利用该实验原理可以制成　　　　（选填“发电机”或“电动机”）。

解析：（1）要产生感应电流，必须同时满足两个条件：电路是闭合的；导体做切割磁感线运动。因此要使电流表指针发生偏转，铜棒ab需向左或向右做切割磁感线运动。（2）要使电流表指针偏转方向发生改变，即改变电流流入电流表的方向，也就是要改变感应电流的方向，可以从影响感应电流方向的两个因素考虑，只改变其中一个因素时，感应电流的方向就会发生改变。故可以调换磁铁N极和S极的位置或改变ab的运动方向。（3）发电机是靠导线切割磁感线产生电流的，与图示实验原理相同；电动机是根据通电导线在磁场中受力运动的原理制成的。

答案：（1）ab水平向左（或右）运动  （2）调换磁铁N极和S极的位置（或改变磁场方向）  改变ab的运动方向  （3）发电机

方法总结：闭合电路的一部分导体切割磁感线时，会产生感应电流。在电磁感应现象中，感应电流的方向跟导体切割磁感线运动的方向及磁感线方向有关。当改变导体运动方向使之与原运动方向相反，或将磁感线方向改为与原来相反的方向时，感应电流方向将与原方向相反；若导体运动方向和磁感线方向都变为和原来方向相反，则感应电流的方向不变。

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3．如图所示，甲、乙是研究电和磁的重要实验，下列说法正确的是(　　)

A．甲实验研究的是电流的磁效应

B．乙实验研究的是磁场对电流的作用

C．甲实验中，电能转化为机械能

D．乙实验中，机械能转化为电能

4．要使感应电流的方向相反，可采用的措施有(　　)

A．将磁场强弱和导体切割磁感线的运动快慢都改变

B．保持磁场方向不变，导体切割磁感线运动的方向改变

C．将磁场方向和导体切割磁感线的运动方向都改变

D．以上方法都可以

5．为了探究导体在磁场中怎样运动才能在电路中产生电流，采用了如图所示的实验装置：

(1)断开开关，让导体在蹄形磁铁中左右运动，灵敏电流计指针________(选填“会”或“不会”)发生偏转。闭合开关，让导体在蹄形磁铁中竖直上下运动，灵敏电流计指针________(选填“会”或“不会”)发生偏转。

(2)在这个实验中，______能转化为电能。

(3)该实验的结论与________(选填“发电机”或“电动机”)的工作原理相同，此原理最早是由英国物理学家__________发现的。

(4)闭合开关，若导体ab不动，左右移动磁体，电路中______(选填“有”或“无”)感应电流。

三、磁现象的应用

例3  如图所示，电动平衡车被广大青少年喜爱。图中与电动平衡车驱动前行过程原理相同的是(　　)

  A                                 B

  C                               D

解析：电动平衡车的电动机工作时，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图是电磁感应原理，机械能转化为电能，故A错误；B图是通电导体的周围有磁场，是电流的磁效应，故B错误；C图是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图是研究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系，故D错误。故选C。

答案：C

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6.下列四幅图中的设备，应用磁场对电流有力的作用的是(　　)

A.电铃    B.机器人      C.动圈式话筒       D.电磁继电器

7．如图是一款能发电的魔方充电器，转动魔方时，它根据__________(选填“电流的磁效应”“电磁感应”或“通电导体在磁场中受力”)的原理发电。魔方还能通过USB端口给移动设备充电，给移动设备充电时，魔方相当于电路中的________(选填“电源”或“用电器”)。

8．发光二极管只允许电流从二极管的正极流入，负极流出。如图所示，使磁铁在线圈中左右移动，此时会看见两只发光二极管轮流发光，该装置发光根据的是__________原理。生活中根据这一原理工作的机器有________。

9．KTV丰富了人们的业余文化生活，唱歌时用的麦克风(动圈式话筒)如图所示，它的工作原理是对着话筒说话时，话筒将声音转变为随声音变化的电流，然后经扬声器(喇叭)还原为声音。麦克风工作原理与下列装置的工作原理相同的是(　　)

A             B           C               D

10.如图所示为科研人员研制的“发电鞋”，鞋的内部安装了磁铁和线圈，当人体带动磁铁运动时，磁铁产生的磁场通过线圈，从而产生感应电流，当人以5 km/h的速度行走时，其发电的功率约为0.4 W。下列说法正确的是(　　)

A．发电鞋工作时将电能转化为机械能

B．发电鞋是利用电流的磁效应原理工作的

C．发电鞋是利用电磁感应原理工作的

D．在人以5 km/h的速度行走1 h的过程中，发电鞋可以产生约0.4 J的电能

参考答案

要点回顾

答案：①定子  ② 转子 ③ 电流 ④磁场  ⑤平衡位置  ⑥换向器  ⑦切割磁感线  ⑧闭合电路  ⑨磁场  ⑩导体的运动  电磁感应

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1.（1）力   （2）是  会向右运动  磁场方向、电流方向均不变，导体受力方向也不会发生变化  （3）保持磁场方向不变，把电池的正、负极对调一下，改变电流方向

2.（1）磁场  （2）静止不动   运动  通电  （3）相反  磁场方向 

（4）相反  电流方向  （5）不能

3.B  解析：甲实验是研究电磁感应现象的，实验中，机械能转化为电能，所以A、C错误；乙实验是研究磁场对电流作用的，是电能转化为机械能，所以B正确，D错误。

4.B

5.（1）不会 不会  （2）机械  （3）发电机  法拉第  （4）有

6.B  解析：电铃通电工作时产生磁性，可以吸引铁锤运动，是将电能转化为机械能，是电流的磁效应，故A错误；机器人是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理制成的，故B正确；话筒的原理为电磁感应现象，是由于声音引起膜片振动，使线圈在磁场中运动而切割磁感线，从而产生感应电流，将声音信号变成电信号，故C错误；电磁继电器属于电磁铁的应用，故D错误。故选B。

7.电磁感应  电源

解析：转动魔方时，闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，利用的是电磁感应现象；魔方给移动设备充电时，魔方提供电能，相当于电路中的电源。

8．电磁感应  发电机

9．D  解析：A图中有电源，为电动机的工作原理，故A不符合题意；B图为奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，故B不符合题意；C图所示的实验是探究电磁铁磁性强弱的因素，故C不符合题意；D图中没有电源，为发电机的工作原理，是电磁感应现象，故D符合题意。故选D。

10．C  解析：由题意可知，人在行走时，人体带动磁铁运动，磁铁产生的磁场切割线圈，从而产生感应电流，所以“发电鞋”是利用电磁感应原理制成的；电磁感应现象中，消耗机械能，得到电能，发电鞋工作时将机械能转化为电能，故A、B错误，C正确。当人以5 km/h的速度行走时，其发电的功率约为0.4 W，所以1 h产生的电能为：W＝Pt＝0.4 W×3 600 s＝1 440 J，故D错误。故选C。