(共36张PPT)
模块四 电和磁
第31讲 电动机 发电机
核心考点 年份及分值 考查频率
2020 2021 2022 2023 2024
发电机与电动机 3 1 3 3 3 ★★★★★
主要考点有:电动机和发电机的工作原理;通电导线在磁场中受力运动的探究等;主要在选择题中考查,经常以电与磁的综合题的形式出现,有时会单独考查电动机和发电机的工作原理。
1.通过实验,了解通电导线在磁场中会受到力的作用,知道力的方向与电流及磁场的方向都有关系;了解直流电动机的工作原理。
2.通过实验,探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件;了解电磁感应在生产、生活中的应用。
【教材导航】 人教教材九年级P133~142;粤沪教材九下P22~36
知识点1 磁场对通电导线的作用
1.磁场对通电导线的作用:通电导线在磁场中会受到力的作用,力的方向跟〔1〕_______方向和〔2〕_______方向有关。
电流
磁场
知识点2 电动机
2.电动机的主要部件是定子和转子,电动机在电路图中的符号是〔3〕________。
3.直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,它通过〔4〕_________来改变线圈中的电流方向,使其连续转动。
4.能量转化:电动机工作时将〔5〕__能转化为〔6〕_____能。
换向器
电
机械
知识点3 电磁感应现象
5.电磁感应现象:闭合电路的一部分导体在磁场中做
〔7〕_____________运动时,导体中就会产生感应电流,这种现象叫〔8〕_______________,是由英国物理学家法拉第发现的。
6.感应电流的方向跟〔9〕__________方向和〔10〕______方向有关。
切割磁感线
电磁感应现象
导体运动
磁场
知识点4 发电机
7.发电机是利用〔11〕___________原理制成的。
8.交变流电:大小和方向周期性变化的电流叫交变电流。我国电网以交流供电,频率为50 Hz。
9.能量转化:发电机工作时将〔12〕_______能转化为
〔13〕_____能。
电磁感应
机械
电
10.常见的电磁现象及其辨析:
电与磁的联系 电流周围存在磁场 磁场对通电导线的作用 电磁感应 电磁铁
发现者 奥斯特 / 法拉第 /
实验 装置图
电与磁的联系 电流周围存在磁场 磁场对通电导线的作用 电磁感应 电磁铁
现象 导线通电,小磁针发生偏转 闭合开关,导体AB运动起来 闭合开关,导体ab切割磁感线,灵敏电流计指针发生偏转 通电螺线管具有磁性,改变线圈的匝数和电流的大小会影响螺线管磁性的强弱
判断 依据 / 电路有电源 电路中有灵敏电流计 /
应用 / 电动机 发电机 电磁继电器
小丽用甲图所示的装置探究“感应电流产生的条件”实验。
(1)实验中,小丽通过观察_____________ ______________判断电路中是否产生感应电流。
实验29 探究感应电流产生的条件
灵敏电流计的指针是否偏转
(2)闭合开关后,左右移动导线AB,电路中_____(选填“有”或“无”)感应电流产生;上下移动导线AB,电路中_____(选填“有”或“无”)感应电流产生。
(3)闭合开关,保持导线AB不动,左右移动磁
体,电路中_____(选填“有”或“无”)感应
电流产生。
有
无
有
(4)综合上面的步骤(2)(3),小丽得出结论:闭合电路的一部分导体,在磁场中做_____________运动时,导体中就会产生感应电流。
切割磁感线
(5)小丽在实验时还发现左右移动导线时,灵敏电流计的指针左右摆动,这说明感应电流的方向与_______________有关。当AB向右移动时,改变蹄形磁体N、S极的上下位置,灵敏电流计的指针偏转方向_______(选填“改变”或“不改变”)。
导体运动方向
改变
(6)如果将小量程灵敏电流计换成_______,可以探究磁场对通电导线的作用。
电源
(7)通过甲图的实验,小丽断定:利用乙图所示的实验装置,闭合开关后,拿一根条形磁体向右插入线圈中时,也会观察到灵敏电流计指针的偏转。理由是______________________ _________________________________________________________。
条形磁体与线圈发生相对运动时,线圈也会切割条形磁体周围的磁感线,产生感应电流
[例题] 如图是一种高压电工专用安全帽,帽内装有线圈和静电报警器。当高压电产生的磁场大于一定值时,线圈中产生的电流使报警器发出警报。下列与安全帽的工作原理相同的是( )
重难点 如何区分电磁感应现象和磁场对通电导线力的作用
B
[变式] 下列四幅图中,探究“磁场对通电导线的作用”的是( )
C
考查点1 磁场对通电导线的作用、电动机
1.(2024·肇庆二模)高铁的动力由电动机提供,下图中各实验与电动机的工作原理相同的是( )
D
2.(2024·湛江二模)近年来,我国新能源汽车产业发展迅速。新能源汽车主要由电动机提供动力,其工作原理如图所示。下列可以改变导体棒运动方向的是( )
A.断开开关S
B.只将磁体的N、S极位置对换
C.将滑动变阻器的滑片向左移动
D.同时改变电源的正、负极和
磁体的N、S极位置
B
3.(2024·广州二模)如图甲,“ ”表示导线中的电流方向垂直于纸面向里,F是磁场对通电导线的作用力。用Fa'b'、Fc'd'、Fab、Fcd分别表示图乙、丙中闭合开关时磁场对导体a'b'、c'd'、ab、cd的作用力,则( )
A.Fa'b'竖直向上
B.Fc'd'竖直向下
C.Fab竖直向下
D.Fcd竖直向下
C
4.(2024·中山三模)如图所示,闭合开关后,支架上的ab棒向右运动。则ab棒为_______(选填“铜棒”或“胶棒”)。若仅调换蹄形磁铁的N、S极后闭合开关,则ab棒会向_____运动。利用此原理可以制作_________(选填“电动机”或“发电机”)。
铜棒
左
电动机
考查点2 探究感应电流产生条件
5.(2024·广东二模)如图所示是闭合电路的部分导体在两磁极间运动的情形。图中小圆圈代表导体的横截面,图中箭头表示导体的运动方向。改变磁场方向,下列与图中导体产生感应电流方向相同的是( )
C
6.(2024·汕头一模)某同学利用如图所示的实验装置探究感应电流的产生条件。闭合开关,若AB不动,向右移动磁体,电路中_____(选填“有”或“无”)感应电流。AB的材质最好是_______(选填“铁棒”“铝棒”或“橡胶棒”)。
有
铝棒
7.(2024·东莞一模)在探究电磁感应现象中,如图所示,把导体ab、开关、灵敏电流表用导线连接,组成电路。请帮助小明完成实验。闭合开关,让导体ab在磁场中向左运动,发现电流表的指针向右偏转。如果让磁体向右运动发现电流表的指针向_____(选填“左”或“右”)偏转,实验时能量转化是___________________(选填“机械能转化
为电能”或“电能转化为机械能”)。如果将
电流表换成电源就变成跟_______________
(选填“动圈式扬声器”或“动圈式话筒”)原理相同。
右
机械能转化为电能
动圈式扬声器
8.(2024·汕头一模)某幼儿园游乐室里有一块能发电的地板,当小朋友们在上面跳跃时,小灯泡便会一闪一闪,地板下方铺设的结构如图所示,当踩踏地板时,固定在
地板下方的磁铁往复运动,使固定在地面上的
弹簧线圈做_______磁感线运动,闭合电路中产
生___________,小灯泡发光,这是_________
(选填“电动机”“发电机”)的原理。
切割
感应电流
发电机
9.(2024·广东二模)为了探究什么情况下磁可以生电,小明作了以下尝试,请回答下列问题:
(1)根据图甲中磁感线的方向可以判断蹄形磁体的下端是____(选填“N”或“S”)极;
S
(2)若磁铁保持静止,只将导体AB水平向左运动时,电流表的指针向右偏转,说明了导体中产生感应电流的方向是_________ (选填“自A向B”或“自B向A”)。若导体AB保持静止,只将磁铁_______(选填“水平”或“竖直”)运动时,电流表的指针也会偏转。该装置将_______能转化为电能;
自B向A
水平
机械
(3)使金属棒AB向左做切割磁感线运动,灵敏电流计指针向右偏转,如图乙所示。保持磁场方向不变,使金属棒AB向右做切割磁感线运动,灵敏电流计指针向左偏转,如图丙所示。探究的问题是:_________________________________ __________________;
感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向是否有关
(4)二极管具有单向导电性,如图丁所示,把两个发光二极管极性相反地并联起来,并与发电机连接起来。转动摇把,可以观察到两个二极管_______(选填“不”“一直”或“交替”)发光。
交替
考查点3 电磁感应、发电机
10.(2024·深圳二模)将手机置于无线充电底座上,底座产生的磁场会使手机内的线圈产生感应电流,从而实现充电。下列设备工作原理与此类似的是( )
C
11.(2024·深圳二模)某新能源汽车在制动时,车轮带动线圈转动,产生感应电流,实现能量回收。下列装置和其原理相同的是( )
A
12.(2024·广州三模)如图,MN连接电源,闭合开关后,导体棒AB向左运动,若将蹄形磁体的N、
S极对调,导体棒AB将向_____运动;
MN换接灵敏电流计,闭合开关后,
当导体棒AB做_____________运动时,
能观察到灵敏电流计指针偏转,请说出一个此现象在生活中的应用:_________。
右
切割磁感线
发电机
13.(2024·佛山模拟)如图所示,将一条形磁体迅速向下插入线圈中,观察到桌面上静止的小磁针发生偏转,说明通电导线周围存在_______,此时_______(选填“磁体”或“线圈”)相当于电源。若接着迅速向
上拔出磁体,则小磁针_____(选填
“会”或“不会”)偏转。
磁场
线圈
会
14.如图将电磁铁接通电源。线圈abcd接入LED和小灯泡。闭合开关后,摇动手柄使线圈abcd转动,LED和灯泡可发光。则( )
A.线圈将电能转化为机械能
B.两电磁铁的右端磁极不同
C.停止摇动手柄使线圈abcd停止转动,
LED灯不发光、灯泡发光
D.对调外接电源正负极,其余条件不
变,LED灯不发光、灯泡发光
D