第十六章 电动机与发电机学案
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第十六章 电动机与发电机
一、关于电动机转动的猜想
（一）课堂精讲
例1.如图16-1（a）所示，拆开实际的电动机后发现，它的内部构造由装有 的定子和嵌有 的转子组成。如图16-1（b）所示拆开模型电动机后发现，它的内部主要由 和 组成，可见，电动机的两个最主要部件是 和 。
解析：本题考查的是学生通过实物了解电动机的内部组成部分，电动机最主要的部件是线圈和磁铁组成。
答案：电磁铁 线圈 磁体 线圈 磁体 线圈
例2.如图16-2所示的是小华同学自制的“小小电动机”，接通电路后，线圈开始转动，小华发现当 或 时，线圈的转动方向与原来相反。
解析：本题考查的是影响电动机的转动的因素，电动机通电转动的方向与磁场方向和电流方向有关，当这两个因素中的任何一个因素改变时，电动机的转动方向就会随之改变，从图中可以看出只要改变电源正、负极的位置，就可以改变线圈中的电流方向；或者只要将磁铁的N、S对调，就可以改变磁场的方向，这样就可以改变电动机的转动方向。
答案：磁铁的N、S极对调 改变电流方向或调换电池的正负极。
（二）课时精练
1.电动机在生产与生活中应用广泛，许多家用电器里都有电动机，电动机的两个最主要部件是 和 ，请写出两个装有电动机的家用电器的名称： 。
2.我们知道：磁场的基本性质是对放入其中的 产生 作用，通电线圈的周围也存在磁场，磁体的磁场与线圈的磁场之间发生相互作用，而力的作用效果可以改变物体的 ，通电线圈受到 的作用，就可使线圈转动起来。
3.一根导线中通过电流，附近的小磁针便偏转起来，这就是著名的 实验，这个实验表明① 。② 。
4.从能量转化的角度看，电动机可以把 能转化成 能。
5.若给玩具电动机通电后，线圈沿顺时针方向转动，这时把电源的两极对调一下，线圈的转动方向为 ；再把磁极对调一下，线圈的转动方向又为 。
6.李游同学安装了一台电动机模型，给模型通电后，电动机没有转动，则可能的原因是线圈与 接触不良，或者是 没有磁性。
7.根据你对电动机的了解，以下用电器中没有安装电动机的是 （ ）
A.电风扇 B.电烙铁 C.电冰箱 D.四驱车
8.在安装直流电动机模型的实验中，安装完毕闭合开关，线圈沿顺时针方向转动，要想使线圈沿逆时针方向转动，正确的做法是 （ ）
A.减少一节电池
B.调换磁性更强的磁铁
C.把电源正、负极和磁铁南、北极同时对调
D.把电源正、负极对调或磁铁南、北极对调
9.想一想，下列各物体中，哪些物体中有电动机？
（1）收音机 （2）录音机 （3）洗衣机 （4）光碟 （5）电饭锅 （6）电风扇 （7）电冰箱 （8）电炉 （9）电暖气 （10）起重机 （11）电烤箱 （12）电车 （13）电力机车 （14）轧钢机
10.拆装过电动机以后，就不难对电动机的工作原理进行猜想，你的猜想是
。
11.如图16-3所示的是一台电动机的模型，请用笔画线代替导线，完成电路连接图，使它能正常工作。
12.（易错题）通电线圈转到平衡位置时，不是立即停下来，而是在平衡位置附近摆动几下才停下来，这是为什么？
13.如图16-4甲是电动窗帘的结构图，它通过一台直流电动机来带动两片窗帘沿轨道来回运动，左边窗帘的一端固定在A点，另一端连在绳子上的D点，并随着绳子在AD之间来回运动，右边窗帘的一端固定在B点，另一端连在绳子上的C点，并随着绳子在BC之间来回运动，且AD=BC=2m，这样通过控制电动机的正反转就可实现窗帘的开与合。
（1）该电动机窗帘的开与合，是通过改变电动机中 的方向来实现的。
（2）如果窗帘打开一次历时4s，那么窗帘运动的平均速度是 m/s。
（3）图16-4乙是小明为窗帘电动机设计的电路，该电路存在缺陷，现给你一个手动开关，请仿照图16-4乙在图16-4丙中将该开关加入，并将电路边接完整，使电动窗帘能正常工作。
二、探究电动机的转动原理
（一）课堂精讲
例1.在探究通电导体在磁场中的受力方向跟什么因素有关时，小明同学做了如图16-5的三个实验，图中AB表示闭合电路的一部分导线，导线上的箭头表示电流的方向，F表示导线受力方向，S、N表示蹄形磁铁的南北极。
（1）通过实验a和b说明，通电导体在磁场中受力方向与 的方向有关。
（2）通过实验a和c说明，通电导体在磁场中受力方向与 的方向有关。
解析：本题是采用控制变量法来探究通电导体在磁场中的受力方向跟什么因素有关，对比a、b两图，控制磁场方向相同，改变电流方向，导线受力方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向跟电流方向有关；同理在a、c两图中，控制导体中电流方向相同，改变磁场方向，导线受力方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向跟磁场方向有关。
答案：（1）电流 （2）磁场
例2.如图16-6所示是直流电动机在两个不同时刻的工作原理图，以下是小明和小华所在科技小组的同学对直流电动机工作原理的分析，其中正确的是 （ ）
A.导线ab在这两个时刻电流方向不同，受到磁场力方向也不同
B.导线ab和cd分别在这两个时间所受到的力的作用效果不相同
C.导线cd在这两个时刻电流方向相同，转动方向相同
D.导线ab和cd在这两个时刻所受到力的方向都是相同的
解析：这是一道关于直流电动机工作原理的选择题，从甲图到乙图，ab和cd由于换向器使通过它们的电流刚好相反，而磁场方向没有发生改变，故ab和cd受到磁场力的方向与原来不相同，但它们产生的效果能使线圈持续地转动下去。
答案：A
（二）课时精练
1.磁场对通电导线的作用，通电导线在磁场中要受到力的作用，磁场力的方向跟 的方向和 的方向有关，通电线圈在磁场中会受力转动，根据这一原理，人们制成了电动机，电动机工作时， 能转化为 能。
2.要制造直流电动机，必须设法使线圈转到平衡位置时就能自动改变线圈中 的方向，完成这一任务的装置叫 ，它是由两个铜制的 组成。
3.如图16-7是研究磁场对电流作用的实验装置，当闭合开关后，导体AB就会运动起来，这现象说明： ；人们根据这一原理制成了 机。
4.要改变直流电动机的转动方向，常采用的方法是 ，要改变直流电动机的转速，常常采用的方法是 。
5.下列哪些设备是根据磁场对电流的作用原理工作的 （ ）
A.电磁继电器 B.电风扇
C.电铃 D.电磁铁
6.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.增大线圈中的匝数
C.将磁体的磁极对调一下
D.增强原来的磁场
7.关于直流电动机，下列叙述正确的是 （ ）
A.直流电动机的原理是电流的磁效应
B.直流电动机正常工作时，是将机械能转化为电能
C.直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的
D.电源的正负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向也改变
8.如图16-8所示，一束电子从左到右从狭缝穿出，穿过磁场时受到磁场力的作用向纸外偏转，则：
（1）若将两个磁极对调，电子束将如何偏转？
（2）若磁极不变，而把电子束换成带正电的粒子束，将如何偏转？
9.小明同学对电动机的问题很感兴趣，他在家自己装配了一个玩具直流小电动机，研究了直流小电动机的转向与磁场方向和电流的方向后，很想研究影响直流电动机转速的因素，现在请你帮小明一起研究这个问题。
（1）提出问题：直流电动机的转速与哪些因素有关？
（2）猜想与假设：（简单说明猜想的理由）
影响因素一：
猜想的理由：
影响因素二：
猜想的理由：
（3）设计实验：（要求设计实验来验证你猜想的影响因素之一）
10.我们知道在电流的周围存在着磁场，磁场之间有力的作用，磁场对电流的作用其实质就是磁场与磁场间的作用，因而人们猜想电流之间有没有力的作用呢？如果有，它们之间的相互作用有什么规律吗？请你设计实验来探究此问题。
11.如图16-9所示，把一个可以绕水平轴转动的铝盘放在U型磁铁之间，盘的下缘浸在液态水银中，把转轴和导电液态水银分别接在一直流电源的两极上，铝盘就会转动起来，为什么？用什么方法可以改变铝盘的转动方向？
12.“熊猫秋千”是一个电磁小玩具，它的结构由图16-10中的几个部分组成：
（1）图（a）是玩具的总支架：①底座；②秋千架；③电池盒；④钢丝桂环；⑤永磁体。
（2）图（b）是电磁线圈，由漆包线绕成，AB、CD为裸铜线。
（3）图（c）是自动断续开关。
（4）图（d）是组装后的“熊猫秋千”。
看完“熊猫秋千”各部分结构后，请回答下列问题：
A.秋千为什么会向上摆起？
B.秋千向上摆起后又靠什么力摆回最低点？
C.秋千摆回最低点时为什么不往回摆而是冲过竖直位置向另一方向摆动？
（三）课标要求
中考考点：要求能认识通电导线在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流及磁场方向的关系；了解电动机转动原理；了解电动机工作时能量之间的转化。
考点实例：
1．（2008 绍兴）如图16-11四幅实验装置图所反映的原理，对电动机的发明有直接影响的是
解析：本题四个实验装置集中体现了电磁现象中基本知识点。图A是研究通电导体周围存在着磁场——奥斯特实验。图B和C研究的是闭合导体在磁场中作切割磁感线的运动，导体中产生电流，是电磁感应现象；图D有电源、磁场、导体，是研究通电导体在磁场中受力运动。
答案：D
点评：此题考查学生从图片中获取信息的能力，是近年考的热点。“研究通电导体在磁场中受力的实验”和“研究电磁感应的实验”；“电动机”和“发电机”这两组知识点的图片中器材相，结构想仿，容易混淆，找出它们的不同点是解答此题的关键。
2．（2008杭州）如图16-12在安装直流电动机模型的实验中，小杰同学按照科学教材的要求安装了一台如右图所示的直流电动机模型。安装完毕，闭合开关后，线圈顺时针方向转动，则能使线圈逆时针方向转动的做法是（ ）
A．减小一节电池
B．把电源和磁铁的两极同时对调
C．增加一节电池
D．把电源两极对调
解析：本题实验探究的是“通电线圈在磁场中受力方向与哪些因素有关”的实验；在全面学习电动机的知识和实验后，可以知道通电导体在磁场中受力方向与电流、磁场方向都有关，只要改变其中一个因素即可达到改变受力方向；若同时改变两个因素的方向，则受力方向仍然不改变；至于增加或减少电池，只能改变受力的大小程度不同。因些正确答案应该是D。
答案：D
点评：这是中考考纲要求必须掌握的内容，也是历年来的高频题；学生只有通过探究实验才能牢固掌握通电导体与哪些因素有关。本题只要能找到影响受力方向的相关因素，再进行对比，即可完成解答。
三、发电机为什么能发电
（一）课堂精讲
例1.在探究产生感应电流的实验中,某同学按照如图16-13所示的四种情况让闭合电路的一段导体AB在磁场中沿箭头所示方向运动,其中能够产生感应电流的是( )
解析：电磁感应现象中产生感应电流的条件有两点：一是闭合电路的一部分导体，这一点题目已明确给出，无须考虑，二是这一部分导体要切割磁感线，重点理解“切割”的含义，图A、B、D中导线运动方向与磁感线方向平行，不存在“切割”的含义，故本题中C能产生感应电流。
答案：C
例2.如图16-14所示的装置中，金属棒PQ用两根细软导线连接后悬挂在蹄形磁铁之间，把单刀双掷开关S掷向“1”时，是演示 的现象；开关S掷向“2”时，是演示 的现象。
解析：通电导体在磁场中受力的实验中，电能转化为机械能，即消耗了电能，得到机械能，因此在该实验中，需要有电源，所以开关S掷向“1”是演示该实验的，电磁感应现象的实验中，机械能转换为电能，为了检验产生感应电流，在进行实验时，需要在电路中接电流表或灵敏电流计，因此开关S掷向“2”是演示该实验的。
答案：通电导体在磁场中受力 电磁感应现象
（二）课时精练
1.通过前两节课的学习，结合拆装发电机，我们发现发电机和电动机一样，其主要部件也是两个，一个是 ，另一个是 。
2.电动机工作时把 能转化为 能；发电机工作时把 能转化为 能。
3.闭合电路的 导体在磁场中做 运动时，导体中产生电流的现象叫电磁感应现象，在电磁感应现象中，导体里感应电流方向跟 的方向和 的方向有关。
4.首先发现电磁感应现象的科学家是 （ ）
A.伏特 B.法拉第 C.欧姆 D.安培
5.下列说法正确的是 （ ）
A.发电机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的
B.发电机工作是将其他形式的能转化为电能
C.电磁铁磁性强弱与通过电磁铁线圈的电流大小有关
D.电磁铁中电流方向改变其磁性强弱也改变
6.你认为以下现象中，属于电磁感应现象的是 （ ）
A.通电的线圈产生磁场
B.磁体周围的磁感线从磁体的北极出发回到南极
C.通电线圈在磁场中受力发生转动
D.闭合电路中的线圈在磁场中转动产生电流
7.关于产生感应电流的条件，下面说法正确的是 （ ）
A.任何导体在磁场中运动都产生感应电流
B.只要导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中都能产生感应电流
C.闭合电路的一部分导体，在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流
D.闭合电路的一部分导体，在磁场里沿磁感线方向运动时，导体中就会产生感应电流
8.要改变电磁感应中感应电流的方向，以下方法正确的是 （ ）
A.改变导体切割磁感应线的方向
B.改变导体切割磁感应线的速度
C.改变导体的粗细
D.改变导体所处磁场的强弱
9.李明利用如图16-15所示实验装置探究电磁感应现象，他把装置中的直铜线ab通过导线接在量程为3A的电流表的两接线柱上，当让ab迅速向右运动时，并未发现电流表指针明显偏转，你认为最可能的原因是 （ ）
A.感应电流太小，无法使指针明显偏转
B.铜线ab太细，换用铜棒进行实验便能使指针明显偏转
C.ab运动方向不对，应将ab改为向左运动
D.ab运动方向不对，应将ab改为上下运动
10.如图16-16所示，将一根条形磁铁插入线圈时，与之相连的灵敏电流计的指针会发生偏转，在这个闭合电路中， 相当于电源，这一现象中能量和转化情况是 。
11.图16-17是小明同学为了探究闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，产生感应电流方向与哪些因素有关的实验情景（图中箭头表示导体的运动方向），请分析比较，填写下面的结论：
A.比较图a和b，导体运动方向不变时，说明 方向与 方向有关。
B.比较图b和c，磁场方向不变时，说明 。
C.比较图a和c，说明当导体运动方向与磁场方向同时改变时， 。
D.由图d可得出结论，当导体运动方向与磁场方向 时，不能产生感应电流。
12.如图16-18所示是研究电磁感应现象的装置，实验时，将开关闭合，保持导体ab不动，检流计的指针不偏转；让导体ab在两磁极间左右水平运动，检流计的指针发生偏转，除了上述现象外，你在利用这套装置做实验时，还可以观察到哪些现象？至少写出两个。
(1) 。
(2) 。
13.将小电动机与小灯泡按如图16-19所示的电路连接，在小电动机转轴上绕线，然后用力拉线，使电动机转动，在电动机转动过程中，小灯泡发光，该现象中 （ ）
①电产生了磁，使电动机转动 ②磁产生了电，使小灯泡发光 ③电动机是电源 ④转速越快，灯泡越亮
A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.②③④
14.阅读下面短文。
会发光的电磁跷跷板
小明制作了如图16-20（a）所示的电磁跷跷板参加学校的科技活动，该电磁跷跷板是在两端封闭的透明塑料管中放有一块磁性很强的磁铁，塑料管外绕有金属丝作为线圈。在线圈两端并联两只发光二极管（符号），其电路如图16-3-16（b）所示，二极管具有单向导电性，电流只能从二极管的正极流入，负极流出，演示时，将塑料管上下翘动，磁铁便在线圈中左右移动，相当于线圈导体在磁场中做切割磁感线运动，这时会看见两只发光二极管轮流发光。
请回答下列问题：
（1）电磁跷跷板中发光二极管轮流发光是根据 原理工作的， 也是根据这一原理工作的（填“电动机”或“发电机”）。
（2）电磁跷跷板上下翘动时，为什么发光二极管会轮流发光？
（三）课标要求
中考考点：要求能进行探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件；了解发电机工作的原理。了解发电机工作时能量之间的转化。
考点实例：
1．（2008十堰）如图16-21是一种环保型手电筒。使用时，只要来回摇晃手电筒，使永磁体在手电筒中的两个橡胶垫之间来回运动，灯泡就能发光，而且来回摇晃得越快，灯泡就越亮。这种手电筒是根据______________________现象制成的，其获得电能的过程是_______________能转化为电能。
解析：本题是有关发电机的工作原理以及发电机工作时能量之间的转化；不带电池的环保型手电筒能发光，说明有电源存在，从图中可看到在来回摇晃过程中线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生了感就电流；从而将机械能转化为电能。
答案：电磁感应 机械
点评：此题考查学生对知识的掌握及其应用，若学生不能联系知识是很难回答的；目的是了解学生对知识的掌握，只要能联系到电动机或发电机就能找到其答案。
2．（2008 清远）如图16-22是探究电磁感应现象的实验装置。用绝缘线将导线ab悬挂在蹄形磁铁的磁场外，闭合开关后，在下面的实验探究中，电流表的指针是否偏转。（选填“偏转”或“不偏转”）：
（1）磁体不动，使导体ab向上或向下运动，并且不切割磁感线。电流表的指针 。
（2）导体ab不动，使磁体左右运动。电流表的指针 。
（3）导体ab和磁体一起运动，并且保持相对静止，电流表的指针 。
解析：判断闭合电路的一部分导体在磁场中运动是否能产生感应电流，关键是看导体是否做切割磁感线运动，其中切割既包括导体的运动方向和磁感线方向垂直的正切割，也包括导体运动方向与磁感线方向成一定角度的斜切割，当导体运动方向和磁感线平行时，导体不能切割磁感线，也不会产生感应电流；当导体与磁体都运动并且保持相对静止，其实质导体并没有做切割磁感线运动，所以不能产生感应电流。
答案：（1）不偏转 （2）偏转 （3）不偏转
点评：此题考查的是学生通过探究实验掌握产生感应电流的条件，在已知电路是闭合的情况下，必须注意的是导体在什么情况下才做切割磁感线运动，不管是磁体运动不是导线运动，只要能使导线切割磁感线，那么就能产生感应电流，否则是不能使电流表指针发生偏转的。
第十六章《电动机与发电机》测试题
一.选择题（每小题3分，共27分）
1．在电和磁漫长的发展历史中，许多科学家做出了卓越贡献，其中发现电磁感应现象的是
A.欧姆 B.法拉第 C.奥斯特 D.爱因斯坦 （ ）
2．下列关于电磁现象的说法中，正确的是 （ ）
A.通电导体在磁场中受力只与电流的方向有关
B.玩具电动车的电动机是利用电磁感应现象制成的
C.闭合电路的一部分导体在磁场里运动时，就会产生感应电流
D.发电机工作时，将机械能转化为电能
3．在图16-23中属于电磁感应现象实验的是 （ ）
4.如图16-24所示，在安装直流电动机模型的实验中，下列现象可能发生的是 （ ）
A.将电源的两极对调，线圈转动的方向不改变
B.将磁铁的两极对调，线圈转动的方向不改变
C.将电源、磁铁的两极都对调，线圈转动的方向不改变
D.将电源、磁铁的两极都对调，线圈转动的方向会改变
5．如图16-25所示，四幅图都是反映课本内容的实验，其中表述错误的是 （ ）
A.图甲研究的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系
B.图乙实验过程中，电能转化为机械能
C.图丙研究的是磁场对电流的作用
D.图丁研究的是电流的磁效应
6．下列电器中，应用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的是 （ ）
A.发电机 B.电动机 C.电磁铁 D.电话机
7．在安装直流电动机模型的实验中，接好电路闭合开关，电动机不转，若转动一下转轴，电动机马上转动起来，则原来不转的原因是 （ ）
A.磁铁的磁性不强了
B.线圈正好处在了平衡位置
C.接好未接好，电路不通
D.换向器坏了
8．如图16-26四幅图中，哪幅图是表示研究电磁感应现象的 （ ）
9.如图16-27所示，a和b分别为闭合电路中的一部分导体，当磁体绕垂直于纸面的轴O逆时针转动的一瞬间，导体a和b中 （ ）
A.均有感应电流产生，且电流方向相反
B.均有感应电流产生，且电流方向相同
C.均无感应电流产生
D.无法判断有无感应电流产生
二.填空题： (每空1分,共19分)
10．图16-28所示的是为纪念发现“磁生电”现象的物理学家 而发生的一枚邮票，该发现导致了世界上第一台 机的发明，从而把人类社会带进了电气时代。
11．直流电动机是利用 的原理制成的，把 能转化为 能，直流电动机的换向器的作有是每当线圈转过 位置时，它就能自动改变 的方向，使线圈不停地转动。
12．有一种玩具四驱车，安装干电池后便可能在跑道上飞奔起来，其电动机通电后能够转动的原理是 ，调换干电池的正负极的位置，赛车的运动方向便改变，这说明 可以影响直流电动机的转动方向。
13．电磁感应中产生的电流叫 电流，其方向与 和 有关。
14．在电风扇、电熨斗、电磁起重机、动圈式扬声器、动圈式话筒和发电机中，利用电磁感应原理工作的有 ；利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的有 。
15．如图16-29所示，将一金属棒ab与灵敏电流计组成闭合电路，让金属棒在磁场中做 运动时，灵敏电流计指针发生偏转，说明有感应电流产生，如果让金属棒反方向运动时，发现灵敏电流计指针的偏转方向与刚才 ，说明感应电流方向与金属棒的运动方向 （选填“有关”或“无关”）。
16．6月5日是世界环境日，化学电池对生态环境的影响日趋严重，如图16-30是一种安装在自行车上的照明灯，它在某些发达国家被大量使用，这种灯不用化学电池，是通过车轮的转动来带动小型交流发电机发电使灯光发光的，发电机的工作原理是 ，发电机工作时发生的能量转化是 。
三．作图题(每小题3分,共6分)
17．请将如图16-31所示器材连成一个可用来探究电动机的转速与电流大小有关的电路。
18． 如图16-32中是探究磁场对电流的作用，根据图中甲的标示，请标出图乙中的磁体的N、S极。
四．实验探究题
19．(6分)图16-33是动圈式话筒（麦克风）和场声器（喇叭）的构造示意图，当人对着话筒说话时，产生的声音使膜片以及与之相连的线圈一起振动，线圈在磁场中的这种运动，能产生随着声音变化而变化的电流，变化的电流经放大器放大后，又通过扬声器的线圈，由于通过线圈中的电流是交变电流，通电线圈就在磁场中来回振动，带动纸盆也来回振动，扬声器就发出声音。
根据以上原理，请思考并回答：
（1）图示装置的主要目的是为了改变声音的 （填“音调”“响度”或“音色”）；
（2）话筒是一种把声音信号转化为电信号的装置，它利用了 原理；
（3）扬声器是把电信号转化为声信号的装置，其中的线圈振动的原因是 。
20．(6分)如图16-34所示为我们做过的课本上的实验，其中用来探究电流能否产生磁场的是图___________。电风扇、洗衣机中的电动机工作原理与图_______________的原理相同，要改变电动机的转向可以改变_________________________________________.
21．（6分） 图16-35是探究感应电流方向与哪些因素有关的实验示意图，比较其中的甲、乙两图可以得出感应电流的方向跟 方向有关的结论；比较甲、丙两图可以得出感应电流跟 方向有关的结论。
在这个实验中能量的转化过程是 能转化成 能，导体中要有感应电流产生应满足的条件是：导体是 电路的一部分；导体要做 磁感线运动。
22.(12分)如图16-36所示的盒子里有一直流电路，盒子外只露出电路中的一部分软导线AB，请你设计两种不同的实验，要求在不断开AB导线的条件下，判断该段导线中是否有电流，并根据你的设计填写下表：
实验器材 主要步骤 物理依据及判断方法
方法一
方法二
五．综合能力题(共18分)
23.(12分)一个电学实验箱里面，有如图16-37所示器材，请写出利用这些器材可做的三个电磁学实验名称（或目的）及相应器材的字母代号，填在表中。
实验名称（或实验目的） 选取器材（填字母）
24．(6分)图16-38是直流两用机的装置示意图，试回答下列问题：
（1）S1闭合，S2断开，当沿顺时针方向旋转线圈时，电灯是否会亮？这时此装置是什么类型机器？能量是如何转化的？换向器起什么作用？
（2）S1断开，S2闭合，线圈能转动吗？这时此装置是什么类型机器？能量如何转化？换向器起什么作用？
第十六章 电动机与发电机答案精析
一、关于电动机转动的猜想
（二）课时精练
1. 线圈 磁体 洗衣机 电风扇
解析：电动机的主要部件是线圈和磁体，家用电器中能看到或听到有转动的部件都有电动机。
2.磁体 磁力 运动状态 力
3.奥斯特 ①通电导体周围存在磁场 ②通电导体周围的磁场方向与电流方向有关
4.电能 机械能
5. 逆时针方向 顺时针方向
解析：电动机通电转动方向与磁场方向和电流方向有关，当这两个因素中的任何一个因素改变时，电动机的转动方向就会随之改变。
6. 电源 磁体
解析：电动机发生故障的原因有多种，可能是电源与线圈接触不良、电路发生短路、线圈与轴摩擦太大、线圈处在一个特殊的位置（平衡位置）、磁体没有磁性、电源电压大小等等。
7. B
解析：电风扇、电冰箱、四驱车中都安装有电动机，从而才能达到内部机械转动，而电烙铁是将电能转化为热能，不需要电动机使其转动。
8. D
解析：改变电池节数或改变磁场强度，只能改变电动机转动的速度；而电动机转动的方向与磁场方向和电流方向有关，当这两个因素中的任何一个因素改变时，电动机的转动方向就会随之改变；若同时改变这两个因素，线圈的转动方向不会改变。
9. （2）（3）（6）（7）（10）（12）（13）（14）
解析：电动机在生产生活中的应用十分广泛，如电车、电风扇，以及轧钢机、起重机等，而许多家用电器里也有电动机，如电风扇、电冰箱、洗衣机等。
10. 电动机转动的方向可能与磁场方向和电流方向有关。
解析：猜想可以有各种形式，但要基本对题。
11. 如图所示.
解析：要想电动机能正常工作，必须具电源、控制开关；而滑动变阻器可以调节电路中的电流，从而保护电动机及改变其转速，因此滑动变阻器与电动机之间应该串联。
12. 线圈有惯性，当转到平衡位置时，虽然受平衡力作用要静止，但由于惯性仍要保持原来的运动状态，所以要来回摆动几下才停下来。
解析：电动机里的线圈能不断转动，是因为线圈转到平衡位置时，由于惯性跨过平衡位置，跨过平衡位置后靠换向器改变电流方向，使线圈能继续转动，但若没有安装换向器时，只能在平衡位置来回摆动后停下来。
13. （1）电流 （2）0.5 （3）如图所示。
解析：要想使窗帘开与合，只要改变C、D两点的受力方向即可，这样就必须改变电动机的转动方向，要改变电动机的转动方向，可以改变磁场方向或电流方向；在这个结构中，改变电流方向比改变磁场方向方便，因此只要改变电流方向就可实现。根据物理运动速度公式的计算可以算出窗帘的速度。小明的设计可以实现窗帘的开与合，但从图中可知，当开关S断开时，电动机处于通路状态，即总是在工作，这样会造成消耗电能及损坏电动机，因此存在缺陷，要想改变这一现状，平时使电动机处于断路状态，即要串联一个开关，当闭合此开关时，电动机工作，若要改变电动机转动方向时，再闭合S，这样就更符合实际。
二、探究电动机的转动原理
（二）课时精练
1.磁场 通电导线中电流 电 机械
2.电流 换向器 半环
解析：在直流电动机中有一个重要装置叫换向器，它是由两个铜制半环组成，它的作用是当线圈转到平衡位置时就能自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈连续转动下去。
3.通电导体在磁场中受到力的作用 电动
4.改变电流的方向 改变电流的大小
解析：改变直流电动机的转动方向有两种方法：一是改变磁场的方向，二是改变线圈中电流的方向，改变磁场的方向较困难，改变线圈中电流的方向较容易。要改变它的转速也有两种方法：一是改变磁场的强度，二是改变电流的大小，电流的大小较容易改变。
5.B
解析：电磁继电器、电铃和电磁铁的工作原理是：通电导体周围存在磁场；而电风扇的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用（即磁场对电流的作用）。
6.C
解析：直流电动机的转速与线圈的匝数、线圈中的电流大小及磁场的强弱有关，匝数越多、电流越大、磁场越强转速越快，与磁场的方向无关。若磁极对调改变的是电动机转动的方向。
7. C
解析：直流电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，其转动的方向与线圈中电流的方向及磁场的方向有关，当改变其中的一个方向时，其转动的方向改变，当两个方向都改变时，转动方向不改变，在直流电动机中线圈之所以能持续转动下去，是因为当线圈转动到平衡时，换向器能及改变线圈中的电流方向，换向器由两个彼此绝缘的铜制半环组成，直流电动机工作时，是将电能转化为机械能。
8.（1）向纸内偏转 （2）向纸内偏转
解析：定向运动的电子束形成电流，这一电流在磁场中将受到力（安培力）的作用。（1）若将两个磁极对调，则磁感线方向反向，电子束受力与原来反向，偏转方向也反向，即向纸内偏转。（2）若磁极不变，将电子束换成带正电的粒子束，则电流方向反向（原电子束带负电），粒子将向纸内偏转。
9.（1）直流电动机的转速可能与电流的大小（或磁场强弱）有关。（2）影响因素一：与电流的大小有关，理由是录音机里的电池用的时间久了，它的转速变慢，放出的声音不正常。影响因素二：与磁场的强弱有关，理由是电动机的原理——通电线圈在磁场中受力的作用，所以应该与磁场的强弱有关。（3）用变阻器来改变电流，观察它的转速变化，即可验证猜想一。用改变磁铁的磁性强弱，观察它转速的变化，可验证猜想二。
解析：电动机是根据通电线圈在磁场中受力的作用制成的，故可猜想影响因素有电流的大小及磁场的强弱。
10. 将两根直导线用细线吊起来相互靠近，让它们能自由摆动，然后各自通入电流观察其现象；改变它们中的电流方向使之相同或相反；观察现象，从而认识电流之间也有力的作用，且当电流方向相同时导线之间出现斥力而远离，当电流方向相反时导线之间出现引力而靠近。
解析：研究电流之间有没有力的作用，需找两根能自由摆动后静止的导线让它们靠近，然后各自通入电流，看它们之间有没有力的作用，改变它们中的电流方向使之相同或相反，观察其现象，即可找出它们之间的相互作用规律。
11.铝盘的轴心O到下边缘之间有电流通过，在磁体的磁场作用下，受到力的作用而转动起来；改变电流的方向或磁场的方向就可以改变铝盘的转动方向。
解析：因为盘的下缘浸在液态水银中，把转轴和导电液态水银分别接在一直流电源的两极上，铝盘的轴心O到下边缘之间有电流通过，又因为铝盘放在U型磁铁之间，在磁体的磁场作用下，受到力的作用而转动起来，转动的方向与电流的方向及磁场方向有关，故改变电流的方向或磁场的方向就可以改变铝盘的转动方向。
12. A.秋千向上摆起是因为电磁线圈通电后产生了磁场，成为一个电磁铁，这个磁场与下方永体的磁场方向相反，或者磁极与永磁体靠近的一端是同名磁极，互相排斥的力使“秋千”向上摆起。
B.秋千向上摆起后又摆回最低点是因为“秋千”摆起后，秋千悬线与秋千架上的铜片分离，电路断开，线圈磁场消失，斥力也消失，秋千在重力作用下又摆回最低点。
C.秋千摆回最低点不往回摆而是冲过竖直位置而向另一方向摆，其理由是秋千摆回最低点时，悬线又与铜片接触，电路又被接通，线圈产生的磁场又和永磁体相互排斥，不过这时线圈由于惯性冲过了竖直位置而向另一个方向摆动，所以磁力也就将线圈推向另一方向。
三、发电机为什么能发电
（二）课时精练
1.定子（磁体） 转子（线圈）
2.电能 机械 机械 电能
3.一部分 切割磁感线 磁场 切割磁感线
解析：通过实验可知，要产生感应电流，条件是：闭合电路的一部分导体，导体在磁场中做切割磁感线运动，缺少了任何一个条件都不能产生感应电流。
4. B
5. B
解析：发电机的工作原理是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流；发电机工作是将机械能转化为电能；电磁铁磁性强弱与电流强弱、线圈匝数多少及有无铁芯等有关；电磁铁的N、S极由电流方向决定。
6. D
7. C
解析：当导体不是闭合电路的一部分，在磁场中没有切割磁感线运动，都不会产生感应电流。
8. A
解析：改变电磁感应中感应电流的方向，可以改变磁场方向或导体切割磁感线的运动方向，因此A正确，对于B和D，都只能改变产生感应电流的大小；至于C也只能使感应电流有微小的变化。
9. A
解析：本题主要考查电磁感应现象的探究过程，实验中闭合回路的部分导体ab迅速在磁场中向右作切割磁感线运动，电路中产生了感应电流，电流表中有电流通过但指针没有明显偏转，说明电路产生的感应电流很小，小于电流表0～3A量程的分度值，不足以使电流表的指针发生明显偏转，如果把ab改为向左运动，磁感线的方向不变，ab切割磁感线的运动方向变得相反，电路中的感应电流方向也变得相反，感应电流的大小并没有改变，电流表指针仍然不能明显偏转，只不过偏转方向变得相反了；如果把ab改为上下运动，ab在磁场中的运动方向和磁感线的方向平行，ab不切割磁感线，ab两端不产生感应电压，电路中没有感应电流，电流表指针不发生偏转；如果ab换用较粗的铜棒，电路的电阻减小，ab切割磁感线产生的感应电压一定，由于电阻减小而引起电流变化不大，即电流增加的很少，电路中的电流仍然不能使电流表的指针明显的偏转。要使电流表指针明显偏转，可采用的方法有：改用灵敏的电流计、增强磁场强度、增加线圈匝数等等。
10.线圈 机械能转换为电能
解析：本题是电磁感应现象的另一种形式，即磁极运动，线圈不动，线圈中也可产生感应电流，因此线圈相当于电源。
11.A 、感应电流 磁场 B、感应电流方向与导体切割磁感线方向有关 C、感应电流方向不变 D、平行
解析：本题主要通过实验考查学生能否用控制变量法分析比较，通过观察电流表指针的偏向检查磁感线方向和导体运动方向的变化，从而得出结论。
12.本题可能的答案如：（1）导体ab向左或向右水平运动时，检流计指针的偏转方向相反；（2）导休ab斜向上或斜向下运动时，检流计的指针发生偏转；（3）导体ab竖直上下运动（平行于磁感线）时，检流计的指针不偏转；（4）保持导体ab不动，磁体左右运动，检流计的指针偏转；（5）将开关断开，无论ab怎样运动，检流计指针不偏转。
解析：本题是一道开放型试题，是对“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”实验过程的考查，解题时可从题中所提供的现象出发，拓展到实验过程中可能观察到的其他各种现象——检流计是否偏转及偏转方向的变化情况。我们可以从以下几个方面思考：导体不动，磁铁运动；导体运动的方向不同；平行于磁感线、切割磁感线；改变磁感线方向等等。
13. D
解析：常规情况下电动机在电路中作为用电器存在，工作时要消耗电能，而在本题中它充当了发电机，外力使“电动机”转动，消耗机械能，得到电能，电路中有电流通过，小灯泡发光，是“磁生电”现象；当“电动机”旋转加快时，产生的感应电流增大，灯泡变亮。故②③④正确，①错，本题在考查对知识掌握的同时，更注重了学生在解答问题时是否能够认真审题，克服惯性思维的影响。
14.（1）电磁感应 发电机
（2）因为当磁铁向低处滑动时，磁铁穿过闭合线圈，线圈相对在做切割磁感线运动，产生感应电流，此时，电流通过两个二极管中的一个（二极管具有单向导电性），故该二极管发亮；当另一端低时，磁铁又向相反方向穿过线圈，产生相反方向的电流，故另一个二极管也会发亮，所以，地极管会轮流发亮。
第十六章《电动机与发电机》测试题
一.选择题
1． B
解析：1831年法拉第发现电磁感应现象。
2． D
解析：通电导体在磁场中受力与电流方向、磁场方向都有关；电动机是利用通电导体在磁场中受到力的原理制成的；闭合电路的一部分导体必须在磁场里做切割磁感线运动，才会产生感应电流。而发电机工作时，正是将机械能转化为电能。
3． D
解析：A说明的是通路时有电流通过；B说明通电导体在磁场中受到力的作用；C说明通电导体周围存在磁场（即电流的磁效应）。
4. C
解析：电动机转动的方向与磁场方向和电流方向有关，当这两个因素中的一个因素改变时，电动机的转动方向就会改变，同时改变这两个因素，线圈的转动方向不会改变。
5． B
解析：图乙实验是电磁感应实验，此实验是将机械能转化为电能。
6． B
7． B
8． B
解析：图A是研究通过导体在磁场中受力运动的实验装置；图B是研究电磁感应现象的实验装置；图C是电磁铁；图D是奥斯特实验装置。
9. A
解析：当磁体绕垂直于纸面的轴O逆时针运动的一瞬间，导体a和b在磁场中做切割磁感线运动的方向相反。因此导体a和b的电流方向相反。
二.填空题：
10．法拉第 发电
11．磁场对电流的作用 电能 机械 平衡 线圈中电流
12．磁场对电流的作用 电流方向
13．感应 磁场方向 导体切割磁感线的方向
14．动圈式话筒、发电机 电风扇、动圈式扬声器
15．切割磁感线 相反 有关
16．电磁感应，机械能转化为电能
三．作图题
17．如图所示。18．如图所示。
四．实验探究题
19．（1）响度 （2）电磁感应 （3）磁场对电流的作用
20． C B 电动机电流方向或磁场方向。
解析：图A不存在电源，要使电流表指针发生偏转，此装置必须是能产生电流的装置，因此A是电磁感应现象实验；B是通电后观察导线是否运动，如何运动的实验，这是电动机的实验装置，其原理是通电导体在磁场中受到力的作用。C是小磁针在通电导体周围受到力的作用，检查的是电流能否产生磁场的实验。
21．磁场 导体运动 机械 电 闭合 切割
22.
实验器材 主要步骤 物理依据及判断方法
方法一 小磁针 1.把软导线平行地拉在一个静止小磁针上方。2.观察磁针是否偏转。 依据：①通电导线周围有磁场，②磁场对磁体有力的作用。方法：若小磁针偏转说明导线中有电流，不偏转则说明导线中无电流。
方法二 蹄形磁铁、线线、铁架台 1. 将软导线用两段细线吊起，如图所示。2.使导线处于蹄形磁体两极间并与磁感线垂直，并观察现象。 依据：磁场对通电导体有力的作用，方法：若导线摆动，则说明导线中有电流，不摆动则导线中无电流。
五．综合能力题
23.
实验名称（或实验目的） 选取器材（填字母）
奥斯特实验 C（E）GH
电磁感应现象 AD（F）H（I）（J）
磁场对电流的作用 A（B）（E）（F）GH（I）（J）
24．（1）会亮； 发电机；机械能转化为电能；改变外部电路中电流方向。（2）线圈能转动；电动机；电能转化为机械能；改变线圈中的电流方向。
图16-1
图16-2
图16-3
图16-4
图16-5
图16-6
图16-7
图16-8
图16-9
图16-10
图16-11
图16-12
图16-13
图16-14
图16-15
图16-16
图16-17
图16-18
图16-19
图16-20
图16-21
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图16-23
图16-24
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图16-29
图16-30
图16-31
图16-32
图16-33
图16-34
图16-35
图16-36
图16-37
图16-38
答图16-1
答图16-2
答图16-3
答图16-4
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第十六章 电动机与发电机
一、关于电动机转动的猜想
（一）课堂精讲
例1.如图16-1（a）所示，拆开实际的电动机后发现，它的内部构造由装有 的定子和嵌有 的转子组成。如图16-1（b）所示拆开模型电动机后发现，它的内部主要由 和 组成，可见，电动机的两个最主要部件是 和 。
解析：本题考查的是学生通过实物了解电动机的内部组成部分，电动机最主要的部件是线圈和磁铁组成。
答案：电磁铁 线圈 磁体 线圈 磁体 线圈
例2.如图16-2所示的是小华同学自制的“小小电动机”，接通电路后，线圈开始转动，小华发现当 或 时，线圈的转动方向与原来相反。
解析：本题考查的是影响电动机的转动的因素，电动机通电转动的方向与磁场方向和电流方向有关，当这两个因素中的任何一个因素改变时，电动机的转动方向就会随之改变，从图中可以看出只要改变电源正、负极的位置，就可以改变线圈中的电流方向；或者只要将磁铁的N、S对调，就可以改变磁场的方向，这样就可以改变电动机的转动方向。
答案：磁铁的N、S极对调 改变电流方向或调换电池的正负极。
（二）课时精练
1.电动机在生产与生活中应用广泛，许多家用电器里都有电动机，电动机的两个最主要部件是 和 ，请写出两个装有电动机的家用电器的名称： 。
2.我们知道：磁场的基本性质是对放入其中的 产生 作用，通电线圈的周围也存在磁场，磁体的磁场与线圈的磁场之间发生相互作用，而力的作用效果可以改变物体的 ，通电线圈受到 的作用，就可使线圈转动起来。
3.一根导线中通过电流，附近的小磁针便偏转起来，这就是著名的 实验，这个实验表明① 。② 。
4.从能量转化的角度看，电动机可以把 能转化成 能。
5.若给玩具电动机通电后，线圈沿顺时针方向转动，这时把电源的两极对调一下，线圈的转动方向为 ；再把磁极对调一下，线圈的转动方向又为 。
6.李游同学安装了一台电动机模型，给模型通电后，电动机没有转动，则可能的原因是线圈与 接触不良，或者是 没有磁性。
7.根据你对电动机的了解，以下用电器中没有安装电动机的是 （ ）
A.电风扇 B.电烙铁 C.电冰箱 D.四驱车
8.在安装直流电动机模型的实验中，安装完毕闭合开关，线圈沿顺时针方向转动，要想使线圈沿逆时针方向转动，正确的做法是 （ ）
A.减少一节电池
B.调换磁性更强的磁铁
C.把电源正、负极和磁铁南、北极同时对调
D.把电源正、负极对调或磁铁南、北极对调
9.想一想，下列各物体中，哪些物体中有电动机？
（1）收音机 （2）录音机 （3）洗衣机 （4）光碟 （5）电饭锅 （6）电风扇 （7）电冰箱 （8）电炉 （9）电暖气 （10）起重机 （11）电烤箱 （12）电车 （13）电力机车 （14）轧钢机
10.拆装过电动机以后，就不难对电动机的工作原理进行猜想，你的猜想是
。
11.如图16-3所示的是一台电动机的模型，请用笔画线代替导线，完成电路连接图，使它能正常工作。
12.（易错题）通电线圈转到平衡位置时，不是立即停下来，而是在平衡位置附近摆动几下才停下来，这是为什么？
13.如图16-4甲是电动窗帘的结构图，它通过一台直流电动机来带动两片窗帘沿轨道来回运动，左边窗帘的一端固定在A点，另一端连在绳子上的D点，并随着绳子在AD之间来回运动，右边窗帘的一端固定在B点，另一端连在绳子上的C点，并随着绳子在BC之间来回运动，且AD=BC=2m，这样通过控制电动机的正反转就可实现窗帘的开与合。
（1）该电动机窗帘的开与合，是通过改变电动机中 的方向来实现的。
（2）如果窗帘打开一次历时4s，那么窗帘运动的平均速度是 m/s。
（3）图16-4乙是小明为窗帘电动机设计的电路，该电路存在缺陷，现给你一个手动开关，请仿照图16-4乙在图16-4丙中将该开关加入，并将电路边接完整，使电动窗帘能正常工作。
二、探究电动机的转动原理
（一）课堂精讲
例1.在探究通电导体在磁场中的受力方向跟什么因素有关时，小明同学做了如图16-5的三个实验，图中AB表示闭合电路的一部分导线，导线上的箭头表示电流的方向，F表示导线受力方向，S、N表示蹄形磁铁的南北极。
（1）通过实验a和b说明，通电导体在磁场中受力方向与 的方向有关。
（2）通过实验a和c说明，通电导体在磁场中受力方向与 的方向有关。
解析：本题是采用控制变量法来探究通电导体在磁场中的受力方向跟什么因素有关，对比a、b两图，控制磁场方向相同，改变电流方向，导线受力方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向跟电流方向有关；同理在a、c两图中，控制导体中电流方向相同，改变磁场方向，导线受力方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向跟磁场方向有关。
答案：（1）电流 （2）磁场
例2.如图16-6所示是直流电动机在两个不同时刻的工作原理图，以下是小明和小华所在科技小组的同学对直流电动机工作原理的分析，其中正确的是 （ ）
A.导线ab在这两个时刻电流方向不同，受到磁场力方向也不同
B.导线ab和cd分别在这两个时间所受到的力的作用效果不相同
C.导线cd在这两个时刻电流方向相同，转动方向相同
D.导线ab和cd在这两个时刻所受到力的方向都是相同的
解析：这是一道关于直流电动机工作原理的选择题，从甲图到乙图，ab和cd由于换向器使通过它们的电流刚好相反，而磁场方向没有发生改变，故ab和cd受到磁场力的方向与原来不相同，但它们产生的效果能使线圈持续地转动下去。
答案：A
（二）课时精练
1.磁场对通电导线的作用，通电导线在磁场中要受到力的作用，磁场力的方向跟 的方向和 的方向有关，通电线圈在磁场中会受力转动，根据这一原理，人们制成了电动机，电动机工作时， 能转化为 能。
2.要制造直流电动机，必须设法使线圈转到平衡位置时就能自动改变线圈中 的方向，完成这一任务的装置叫 ，它是由两个铜制的 组成。
3.如图16-7是研究磁场对电流作用的实验装置，当闭合开关后，导体AB就会运动起来，这现象说明： ；人们根据这一原理制成了 机。
4.要改变直流电动机的转动方向，常采用的方法是 ，要改变直流电动机的转速，常常采用的方法是 。
5.下列哪些设备是根据磁场对电流的作用原理工作的 （ ）
A.电磁继电器 B.电风扇
C.电铃 D.电磁铁
6.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.增大线圈中的匝数
C.将磁体的磁极对调一下
D.增强原来的磁场
7.关于直流电动机，下列叙述正确的是 （ ）
A.直流电动机的原理是电流的磁效应
B.直流电动机正常工作时，是将机械能转化为电能
C.直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的
D.电源的正负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向也改变
8.如图16-8所示，一束电子从左到右从狭缝穿出，穿过磁场时受到磁场力的作用向纸外偏转，则：
（1）若将两个磁极对调，电子束将如何偏转？
（2）若磁极不变，而把电子束换成带正电的粒子束，将如何偏转？
9.小明同学对电动机的问题很感兴趣，他在家自己装配了一个玩具直流小电动机，研究了直流小电动机的转向与磁场方向和电流的方向后，很想研究影响直流电动机转速的因素，现在请你帮小明一起研究这个问题。
（1）提出问题：直流电动机的转速与哪些因素有关？
（2）猜想与假设：（简单说明猜想的理由）
影响因素一：
猜想的理由：
影响因素二：
猜想的理由：
（3）设计实验：（要求设计实验来验证你猜想的影响因素之一）
10.我们知道在电流的周围存在着磁场，磁场之间有力的作用，磁场对电流的作用其实质就是磁场与磁场间的作用，因而人们猜想电流之间有没有力的作用呢？如果有，它们之间的相互作用有什么规律吗？请你设计实验来探究此问题。
11.如图16-9所示，把一个可以绕水平轴转动的铝盘放在U型磁铁之间，盘的下缘浸在液态水银中，把转轴和导电液态水银分别接在一直流电源的两极上，铝盘就会转动起来，为什么？用什么方法可以改变铝盘的转动方向？
12.“熊猫秋千”是一个电磁小玩具，它的结构由图16-10中的几个部分组成：
（1）图（a）是玩具的总支架：①底座；②秋千架；③电池盒；④钢丝桂环；⑤永磁体。
（2）图（b）是电磁线圈，由漆包线绕成，AB、CD为裸铜线。
（3）图（c）是自动断续开关。
（4）图（d）是组装后的“熊猫秋千”。
看完“熊猫秋千”各部分结构后，请回答下列问题：
A.秋千为什么会向上摆起？
B.秋千向上摆起后又靠什么力摆回最低点？
C.秋千摆回最低点时为什么不往回摆而是冲过竖直位置向另一方向摆动？
（三）课标要求
中考考点：要求能认识通电导线在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流及磁场方向的关系；了解电动机转动原理；了解电动机工作时能量之间的转化。
考点实例：
1．（2008 绍兴）如图16-11四幅实验装置图所反映的原理，对电动机的发明有直接影响的是
解析：本题四个实验装置集中体现了电磁现象中基本知识点。图A是研究通电导体周围存在着磁场——奥斯特实验。图B和C研究的是闭合导体在磁场中作切割磁感线的运动，导体中产生电流，是电磁感应现象；图D有电源、磁场、导体，是研究通电导体在磁场中受力运动。
答案：D
点评：此题考查学生从图片中获取信息的能力，是近年考的热点。“研究通电导体在磁场中受力的实验”和“研究电磁感应的实验”；“电动机”和“发电机”这两组知识点的图片中器材相，结构想仿，容易混淆，找出它们的不同点是解答此题的关键。
2．（2008杭州）如图16-12在安装直流电动机模型的实验中，小杰同学按照科学教材的要求安装了一台如右图所示的直流电动机模型。安装完毕，闭合开关后，线圈顺时针方向转动，则能使线圈逆时针方向转动的做法是（ ）
A．减小一节电池
B．把电源和磁铁的两极同时对调
C．增加一节电池
D．把电源两极对调
解析：本题实验探究的是“通电线圈在磁场中受力方向与哪些因素有关”的实验；在全面学习电动机的知识和实验后，可以知道通电导体在磁场中受力方向与电流、磁场方向都有关，只要改变其中一个因素即可达到改变受力方向；若同时改变两个因素的方向，则受力方向仍然不改变；至于增加或减少电池，只能改变受力的大小程度不同。因些正确答案应该是D。
答案：D
点评：这是中考考纲要求必须掌握的内容，也是历年来的高频题；学生只有通过探究实验才能牢固掌握通电导体与哪些因素有关。本题只要能找到影响受力方向的相关因素，再进行对比，即可完成解答。
三、发电机为什么能发电
（一）课堂精讲
例1.在探究产生感应电流的实验中,某同学按照如图16-13所示的四种情况让闭合电路的一段导体AB在磁场中沿箭头所示方向运动,其中能够产生感应电流的是( )
解析：电磁感应现象中产生感应电流的条件有两点：一是闭合电路的一部分导体，这一点题目已明确给出，无须考虑，二是这一部分导体要切割磁感线，重点理解“切割”的含义，图A、B、D中导线运动方向与磁感线方向平行，不存在“切割”的含义，故本题中C能产生感应电流。
答案：C
例2.如图16-14所示的装置中，金属棒PQ用两根细软导线连接后悬挂在蹄形磁铁之间，把单刀双掷开关S掷向“1”时，是演示 的现象；开关S掷向“2”时，是演示 的现象。
解析：通电导体在磁场中受力的实验中，电能转化为机械能，即消耗了电能，得到机械能，因此在该实验中，需要有电源，所以开关S掷向“1”是演示该实验的，电磁感应现象的实验中，机械能转换为电能，为了检验产生感应电流，在进行实验时，需要在电路中接电流表或灵敏电流计，因此开关S掷向“2”是演示该实验的。
答案：通电导体在磁场中受力 电磁感应现象
（二）课时精练
1.通过前两节课的学习，结合拆装发电机，我们发现发电机和电动机一样，其主要部件也是两个，一个是 ，另一个是 。
2.电动机工作时把 能转化为 能；发电机工作时把 能转化为 能。
3.闭合电路的 导体在磁场中做 运动时，导体中产生电流的现象叫电磁感应现象，在电磁感应现象中，导体里感应电流方向跟 的方向和 的方向有关。
4.首先发现电磁感应现象的科学家是 （ ）
A.伏特 B.法拉第 C.欧姆 D.安培
5.下列说法正确的是 （ ）
A.发电机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的
B.发电机工作是将其他形式的能转化为电能
C.电磁铁磁性强弱与通过电磁铁线圈的电流大小有关
D.电磁铁中电流方向改变其磁性强弱也改变
6.你认为以下现象中，属于电磁感应现象的是 （ ）
A.通电的线圈产生磁场
B.磁体周围的磁感线从磁体的北极出发回到南极
C.通电线圈在磁场中受力发生转动
D.闭合电路中的线圈在磁场中转动产生电流
7.关于产生感应电流的条件，下面说法正确的是 （ ）
A.任何导体在磁场中运动都产生感应电流
B.只要导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中都能产生感应电流
C.闭合电路的一部分导体，在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流
D.闭合电路的一部分导体，在磁场里沿磁感线方向运动时，导体中就会产生感应电流
8.要改变电磁感应中感应电流的方向，以下方法正确的是 （ ）
A.改变导体切割磁感应线的方向
B.改变导体切割磁感应线的速度
C.改变导体的粗细
D.改变导体所处磁场的强弱
9.李明利用如图16-15所示实验装置探究电磁感应现象，他把装置中的直铜线ab通过导线接在量程为3A的电流表的两接线柱上，当让ab迅速向右运动时，并未发现电流表指针明显偏转，你认为最可能的原因是 （ ）
A.感应电流太小，无法使指针明显偏转
B.铜线ab太细，换用铜棒进行实验便能使指针明显偏转
C.ab运动方向不对，应将ab改为向左运动
D.ab运动方向不对，应将ab改为上下运动
10.如图16-16所示，将一根条形磁铁插入线圈时，与之相连的灵敏电流计的指针会发生偏转，在这个闭合电路中， 相当于电源，这一现象中能量和转化情况是 。
11.图16-17是小明同学为了探究闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，产生感应电流方向与哪些因素有关的实验情景（图中箭头表示导体的运动方向），请分析比较，填写下面的结论：
A.比较图a和b，导体运动方向不变时，说明 方向与 方向有关。
B.比较图b和c，磁场方向不变时，说明 。
C.比较图a和c，说明当导体运动方向与磁场方向同时改变时， 。
D.由图d可得出结论，当导体运动方向与磁场方向 时，不能产生感应电流。
12.如图16-18所示是研究电磁感应现象的装置，实验时，将开关闭合，保持导体ab不动，检流计的指针不偏转；让导体ab在两磁极间左右水平运动，检流计的指针发生偏转，除了上述现象外，你在利用这套装置做实验时，还可以观察到哪些现象？至少写出两个。
(1) 。
(2) 。
13.将小电动机与小灯泡按如图16-19所示的电路连接，在小电动机转轴上绕线，然后用力拉线，使电动机转动，在电动机转动过程中，小灯泡发光，该现象中 （ ）
①电产生了磁，使电动机转动 ②磁产生了电，使小灯泡发光 ③电动机是电源 ④转速越快，灯泡越亮
A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.②③④
14.阅读下面短文。
会发光的电磁跷跷板
小明制作了如图16-20（a）所示的电磁跷跷板参加学校的科技活动，该电磁跷跷板是在两端封闭的透明塑料管中放有一块磁性很强的磁铁，塑料管外绕有金属丝作为线圈。在线圈两端并联两只发光二极管（符号），其电路如图16-3-16（b）所示，二极管具有单向导电性，电流只能从二极管的正极流入，负极流出，演示时，将塑料管上下翘动，磁铁便在线圈中左右移动，相当于线圈导体在磁场中做切割磁感线运动，这时会看见两只发光二极管轮流发光。
请回答下列问题：
（1）电磁跷跷板中发光二极管轮流发光是根据 原理工作的， 也是根据这一原理工作的（填“电动机”或“发电机”）。
（2）电磁跷跷板上下翘动时，为什么发光二极管会轮流发光？
（三）课标要求
中考考点：要求能进行探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件；了解发电机工作的原理。了解发电机工作时能量之间的转化。
考点实例：
1．（2008十堰）如图16-21是一种环保型手电筒。使用时，只要来回摇晃手电筒，使永磁体在手电筒中的两个橡胶垫之间来回运动，灯泡就能发光，而且来回摇晃得越快，灯泡就越亮。这种手电筒是根据______________________现象制成的，其获得电能的过程是_______________能转化为电能。
解析：本题是有关发电机的工作原理以及发电机工作时能量之间的转化；不带电池的环保型手电筒能发光，说明有电源存在，从图中可看到在来回摇晃过程中线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生了感就电流；从而将机械能转化为电能。
答案：电磁感应 机械
点评：此题考查学生对知识的掌握及其应用，若学生不能联系知识是很难回答的；目的是了解学生对知识的掌握，只要能联系到电动机或发电机就能找到其答案。
2．（2008 清远）如图16-22是探究电磁感应现象的实验装置。用绝缘线将导线ab悬挂在蹄形磁铁的磁场外，闭合开关后，在下面的实验探究中，电流表的指针是否偏转。（选填“偏转”或“不偏转”）：
（1）磁体不动，使导体ab向上或向下运动，并且不切割磁感线。电流表的指针 。
（2）导体ab不动，使磁体左右运动。电流表的指针 。
（3）导体ab和磁体一起运动，并且保持相对静止，电流表的指针 。
解析：判断闭合电路的一部分导体在磁场中运动是否能产生感应电流，关键是看导体是否做切割磁感线运动，其中切割既包括导体的运动方向和磁感线方向垂直的正切割，也包括导体运动方向与磁感线方向成一定角度的斜切割，当导体运动方向和磁感线平行时，导体不能切割磁感线，也不会产生感应电流；当导体与磁体都运动并且保持相对静止，其实质导体并没有做切割磁感线运动，所以不能产生感应电流。
答案：（1）不偏转 （2）偏转 （3）不偏转
点评：此题考查的是学生通过探究实验掌握产生感应电流的条件，在已知电路是闭合的情况下，必须注意的是导体在什么情况下才做切割磁感线运动，不管是磁体运动不是导线运动，只要能使导线切割磁感线，那么就能产生感应电流，否则是不能使电流表指针发生偏转的。
第十六章《电动机与发电机》测试题
一.选择题（每小题3分，共27分）
1．在电和磁漫长的发展历史中，许多科学家做出了卓越贡献，其中发现电磁感应现象的是
A.欧姆 B.法拉第 C.奥斯特 D.爱因斯坦 （ ）
2．下列关于电磁现象的说法中，正确的是 （ ）
A.通电导体在磁场中受力只与电流的方向有关
B.玩具电动车的电动机是利用电磁感应现象制成的
C.闭合电路的一部分导体在磁场里运动时，就会产生感应电流
D.发电机工作时，将机械能转化为电能
3．在图16-23中属于电磁感应现象实验的是 （ ）
4.如图16-24所示，在安装直流电动机模型的实验中，下列现象可能发生的是 （ ）
A.将电源的两极对调，线圈转动的方向不改变
B.将磁铁的两极对调，线圈转动的方向不改变
C.将电源、磁铁的两极都对调，线圈转动的方向不改变
D.将电源、磁铁的两极都对调，线圈转动的方向会改变
5．如图16-25所示，四幅图都是反映课本内容的实验，其中表述错误的是 （ ）
A.图甲研究的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系
B.图乙实验过程中，电能转化为机械能
C.图丙研究的是磁场对电流的作用
D.图丁研究的是电流的磁效应
6．下列电器中，应用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的是 （ ）
A.发电机 B.电动机 C.电磁铁 D.电话机
7．在安装直流电动机模型的实验中，接好电路闭合开关，电动机不转，若转动一下转轴，电动机马上转动起来，则原来不转的原因是 （ ）
A.磁铁的磁性不强了
B.线圈正好处在了平衡位置
C.接好未接好，电路不通
D.换向器坏了
8．如图16-26四幅图中，哪幅图是表示研究电磁感应现象的 （ ）
9.如图16-27所示，a和b分别为闭合电路中的一部分导体，当磁体绕垂直于纸面的轴O逆时针转动的一瞬间，导体a和b中 （ ）
A.均有感应电流产生，且电流方向相反
B.均有感应电流产生，且电流方向相同
C.均无感应电流产生
D.无法判断有无感应电流产生
二.填空题： (每空1分,共19分)
10．图16-28所示的是为纪念发现“磁生电”现象的物理学家 而发生的一枚邮票，该发现导致了世界上第一台 机的发明，从而把人类社会带进了电气时代。
11．直流电动机是利用 的原理制成的，把 能转化为 能，直流电动机的换向器的作有是每当线圈转过 位置时，它就能自动改变 的方向，使线圈不停地转动。
12．有一种玩具四驱车，安装干电池后便可能在跑道上飞奔起来，其电动机通电后能够转动的原理是 ，调换干电池的正负极的位置，赛车的运动方向便改变，这说明 可以影响直流电动机的转动方向。
13．电磁感应中产生的电流叫 电流，其方向与 和 有关。
14．在电风扇、电熨斗、电磁起重机、动圈式扬声器、动圈式话筒和发电机中，利用电磁感应原理工作的有 ；利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的有 。
15．如图16-29所示，将一金属棒ab与灵敏电流计组成闭合电路，让金属棒在磁场中做 运动时，灵敏电流计指针发生偏转，说明有感应电流产生，如果让金属棒反方向运动时，发现灵敏电流计指针的偏转方向与刚才 ，说明感应电流方向与金属棒的运动方向 （选填“有关”或“无关”）。
16．6月5日是世界环境日，化学电池对生态环境的影响日趋严重，如图16-30是一种安装在自行车上的照明灯，它在某些发达国家被大量使用，这种灯不用化学电池，是通过车轮的转动来带动小型交流发电机发电使灯光发光的，发电机的工作原理是 ，发电机工作时发生的能量转化是 。
三．作图题(每小题3分,共6分)
17．请将如图16-31所示器材连成一个可用来探究电动机的转速与电流大小有关的电路。
18． 如图16-32中是探究磁场对电流的作用，根据图中甲的标示，请标出图乙中的磁体的N、S极。
四．实验探究题
19．(6分)图16-33是动圈式话筒（麦克风）和场声器（喇叭）的构造示意图，当人对着话筒说话时，产生的声音使膜片以及与之相连的线圈一起振动，线圈在磁场中的这种运动，能产生随着声音变化而变化的电流，变化的电流经放大器放大后，又通过扬声器的线圈，由于通过线圈中的电流是交变电流，通电线圈就在磁场中来回振动，带动纸盆也来回振动，扬声器就发出声音。
根据以上原理，请思考并回答：
（1）图示装置的主要目的是为了改变声音的 （填“音调”“响度”或“音色”）；
（2）话筒是一种把声音信号转化为电信号的装置，它利用了 原理；
（3）扬声器是把电信号转化为声信号的装置，其中的线圈振动的原因是 。
20．(6分)如图16-34所示为我们做过的课本上的实验，其中用来探究电流能否产生磁场的是图___________。电风扇、洗衣机中的电动机工作原理与图_______________的原理相同，要改变电动机的转向可以改变_________________________________________.
21．（6分） 图16-35是探究感应电流方向与哪些因素有关的实验示意图，比较其中的甲、乙两图可以得出感应电流的方向跟 方向有关的结论；比较甲、丙两图可以得出感应电流跟 方向有关的结论。
在这个实验中能量的转化过程是 能转化成 能，导体中要有感应电流产生应满足的条件是：导体是 电路的一部分；导体要做 磁感线运动。
22.(12分)如图16-36所示的盒子里有一直流电路，盒子外只露出电路中的一部分软导线AB，请你设计两种不同的实验，要求在不断开AB导线的条件下，判断该段导线中是否有电流，并根据你的设计填写下表：
实验器材 主要步骤 物理依据及判断方法
方法一
方法二
五．综合能力题(共18分)
23.(12分)一个电学实验箱里面，有如图16-37所示器材，请写出利用这些器材可做的三个电磁学实验名称（或目的）及相应器材的字母代号，填在表中。
实验名称（或实验目的） 选取器材（填字母）
24．(6分)图16-38是直流两用机的装置示意图，试回答下列问题：
（1）S1闭合，S2断开，当沿顺时针方向旋转线圈时，电灯是否会亮？这时此装置是什么类型机器？能量是如何转化的？换向器起什么作用？
（2）S1断开，S2闭合，线圈能转动吗？这时此装置是什么类型机器？能量如何转化？换向器起什么作用？
第十六章 电动机与发电机答案精析
一、关于电动机转动的猜想
（二）课时精练
1. 线圈 磁体 洗衣机 电风扇
解析：电动机的主要部件是线圈和磁体，家用电器中能看到或听到有转动的部件都有电动机。
2.磁体 磁力 运动状态 力
3.奥斯特 ①通电导体周围存在磁场 ②通电导体周围的磁场方向与电流方向有关
4.电能 机械能
5. 逆时针方向 顺时针方向
解析：电动机通电转动方向与磁场方向和电流方向有关，当这两个因素中的任何一个因素改变时，电动机的转动方向就会随之改变。
6. 电源 磁体
解析：电动机发生故障的原因有多种，可能是电源与线圈接触不良、电路发生短路、线圈与轴摩擦太大、线圈处在一个特殊的位置（平衡位置）、磁体没有磁性、电源电压大小等等。
7. B
解析：电风扇、电冰箱、四驱车中都安装有电动机，从而才能达到内部机械转动，而电烙铁是将电能转化为热能，不需要电动机使其转动。
8. D
解析：改变电池节数或改变磁场强度，只能改变电动机转动的速度；而电动机转动的方向与磁场方向和电流方向有关，当这两个因素中的任何一个因素改变时，电动机的转动方向就会随之改变；若同时改变这两个因素，线圈的转动方向不会改变。
9. （2）（3）（6）（7）（10）（12）（13）（14）
解析：电动机在生产生活中的应用十分广泛，如电车、电风扇，以及轧钢机、起重机等，而许多家用电器里也有电动机，如电风扇、电冰箱、洗衣机等。
10. 电动机转动的方向可能与磁场方向和电流方向有关。
解析：猜想可以有各种形式，但要基本对题。
11. 如图所示.
解析：要想电动机能正常工作，必须具电源、控制开关；而滑动变阻器可以调节电路中的电流，从而保护电动机及改变其转速，因此滑动变阻器与电动机之间应该串联。
12. 线圈有惯性，当转到平衡位置时，虽然受平衡力作用要静止，但由于惯性仍要保持原来的运动状态，所以要来回摆动几下才停下来。
解析：电动机里的线圈能不断转动，是因为线圈转到平衡位置时，由于惯性跨过平衡位置，跨过平衡位置后靠换向器改变电流方向，使线圈能继续转动，但若没有安装换向器时，只能在平衡位置来回摆动后停下来。
13. （1）电流 （2）0.5 （3）如图所示。
解析：要想使窗帘开与合，只要改变C、D两点的受力方向即可，这样就必须改变电动机的转动方向，要改变电动机的转动方向，可以改变磁场方向或电流方向；在这个结构中，改变电流方向比改变磁场方向方便，因此只要改变电流方向就可实现。根据物理运动速度公式的计算可以算出窗帘的速度。小明的设计可以实现窗帘的开与合，但从图中可知，当开关S断开时，电动机处于通路状态，即总是在工作，这样会造成消耗电能及损坏电动机，因此存在缺陷，要想改变这一现状，平时使电动机处于断路状态，即要串联一个开关，当闭合此开关时，电动机工作，若要改变电动机转动方向时，再闭合S，这样就更符合实际。
二、探究电动机的转动原理
（二）课时精练
1.磁场 通电导线中电流 电 机械
2.电流 换向器 半环
解析：在直流电动机中有一个重要装置叫换向器，它是由两个铜制半环组成，它的作用是当线圈转到平衡位置时就能自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈连续转动下去。
3.通电导体在磁场中受到力的作用 电动
4.改变电流的方向 改变电流的大小
解析：改变直流电动机的转动方向有两种方法：一是改变磁场的方向，二是改变线圈中电流的方向，改变磁场的方向较困难，改变线圈中电流的方向较容易。要改变它的转速也有两种方法：一是改变磁场的强度，二是改变电流的大小，电流的大小较容易改变。
5.B
解析：电磁继电器、电铃和电磁铁的工作原理是：通电导体周围存在磁场；而电风扇的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用（即磁场对电流的作用）。
6.C
解析：直流电动机的转速与线圈的匝数、线圈中的电流大小及磁场的强弱有关，匝数越多、电流越大、磁场越强转速越快，与磁场的方向无关。若磁极对调改变的是电动机转动的方向。
7. C
解析：直流电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，其转动的方向与线圈中电流的方向及磁场的方向有关，当改变其中的一个方向时，其转动的方向改变，当两个方向都改变时，转动方向不改变，在直流电动机中线圈之所以能持续转动下去，是因为当线圈转动到平衡时，换向器能及改变线圈中的电流方向，换向器由两个彼此绝缘的铜制半环组成，直流电动机工作时，是将电能转化为机械能。
8.（1）向纸内偏转 （2）向纸内偏转
解析：定向运动的电子束形成电流，这一电流在磁场中将受到力（安培力）的作用。（1）若将两个磁极对调，则磁感线方向反向，电子束受力与原来反向，偏转方向也反向，即向纸内偏转。（2）若磁极不变，将电子束换成带正电的粒子束，则电流方向反向（原电子束带负电），粒子将向纸内偏转。
9.（1）直流电动机的转速可能与电流的大小（或磁场强弱）有关。（2）影响因素一：与电流的大小有关，理由是录音机里的电池用的时间久了，它的转速变慢，放出的声音不正常。影响因素二：与磁场的强弱有关，理由是电动机的原理——通电线圈在磁场中受力的作用，所以应该与磁场的强弱有关。（3）用变阻器来改变电流，观察它的转速变化，即可验证猜想一。用改变磁铁的磁性强弱，观察它转速的变化，可验证猜想二。
解析：电动机是根据通电线圈在磁场中受力的作用制成的，故可猜想影响因素有电流的大小及磁场的强弱。
10. 将两根直导线用细线吊起来相互靠近，让它们能自由摆动，然后各自通入电流观察其现象；改变它们中的电流方向使之相同或相反；观察现象，从而认识电流之间也有力的作用，且当电流方向相同时导线之间出现斥力而远离，当电流方向相反时导线之间出现引力而靠近。
解析：研究电流之间有没有力的作用，需找两根能自由摆动后静止的导线让它们靠近，然后各自通入电流，看它们之间有没有力的作用，改变它们中的电流方向使之相同或相反，观察其现象，即可找出它们之间的相互作用规律。
11.铝盘的轴心O到下边缘之间有电流通过，在磁体的磁场作用下，受到力的作用而转动起来；改变电流的方向或磁场的方向就可以改变铝盘的转动方向。
解析：因为盘的下缘浸在液态水银中，把转轴和导电液态水银分别接在一直流电源的两极上，铝盘的轴心O到下边缘之间有电流通过，又因为铝盘放在U型磁铁之间，在磁体的磁场作用下，受到力的作用而转动起来，转动的方向与电流的方向及磁场方向有关，故改变电流的方向或磁场的方向就可以改变铝盘的转动方向。
12. A.秋千向上摆起是因为电磁线圈通电后产生了磁场，成为一个电磁铁，这个磁场与下方永体的磁场方向相反，或者磁极与永磁体靠近的一端是同名磁极，互相排斥的力使“秋千”向上摆起。
B.秋千向上摆起后又摆回最低点是因为“秋千”摆起后，秋千悬线与秋千架上的铜片分离，电路断开，线圈磁场消失，斥力也消失，秋千在重力作用下又摆回最低点。
C.秋千摆回最低点不往回摆而是冲过竖直位置而向另一方向摆，其理由是秋千摆回最低点时，悬线又与铜片接触，电路又被接通，线圈产生的磁场又和永磁体相互排斥，不过这时线圈由于惯性冲过了竖直位置而向另一个方向摆动，所以磁力也就将线圈推向另一方向。
三、发电机为什么能发电
（二）课时精练
1.定子（磁体） 转子（线圈）
2.电能 机械 机械 电能
3.一部分 切割磁感线 磁场 切割磁感线
解析：通过实验可知，要产生感应电流，条件是：闭合电路的一部分导体，导体在磁场中做切割磁感线运动，缺少了任何一个条件都不能产生感应电流。
4. B
5. B
解析：发电机的工作原理是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流；发电机工作是将机械能转化为电能；电磁铁磁性强弱与电流强弱、线圈匝数多少及有无铁芯等有关；电磁铁的N、S极由电流方向决定。
6. D
7. C
解析：当导体不是闭合电路的一部分，在磁场中没有切割磁感线运动，都不会产生感应电流。
8. A
解析：改变电磁感应中感应电流的方向，可以改变磁场方向或导体切割磁感线的运动方向，因此A正确，对于B和D，都只能改变产生感应电流的大小；至于C也只能使感应电流有微小的变化。
9. A
解析：本题主要考查电磁感应现象的探究过程，实验中闭合回路的部分导体ab迅速在磁场中向右作切割磁感线运动，电路中产生了感应电流，电流表中有电流通过但指针没有明显偏转，说明电路产生的感应电流很小，小于电流表0～3A量程的分度值，不足以使电流表的指针发生明显偏转，如果把ab改为向左运动，磁感线的方向不变，ab切割磁感线的运动方向变得相反，电路中的感应电流方向也变得相反，感应电流的大小并没有改变，电流表指针仍然不能明显偏转，只不过偏转方向变得相反了；如果把ab改为上下运动，ab在磁场中的运动方向和磁感线的方向平行，ab不切割磁感线，ab两端不产生感应电压，电路中没有感应电流，电流表指针不发生偏转；如果ab换用较粗的铜棒，电路的电阻减小，ab切割磁感线产生的感应电压一定，由于电阻减小而引起电流变化不大，即电流增加的很少，电路中的电流仍然不能使电流表的指针明显的偏转。要使电流表指针明显偏转，可采用的方法有：改用灵敏的电流计、增强磁场强度、增加线圈匝数等等。
10.线圈 机械能转换为电能
解析：本题是电磁感应现象的另一种形式，即磁极运动，线圈不动，线圈中也可产生感应电流，因此线圈相当于电源。
11.A 、感应电流 磁场 B、感应电流方向与导体切割磁感线方向有关 C、感应电流方向不变 D、平行
解析：本题主要通过实验考查学生能否用控制变量法分析比较，通过观察电流表指针的偏向检查磁感线方向和导体运动方向的变化，从而得出结论。
12.本题可能的答案如：（1）导体ab向左或向右水平运动时，检流计指针的偏转方向相反；（2）导休ab斜向上或斜向下运动时，检流计的指针发生偏转；（3）导体ab竖直上下运动（平行于磁感线）时，检流计的指针不偏转；（4）保持导体ab不动，磁体左右运动，检流计的指针偏转；（5）将开关断开，无论ab怎样运动，检流计指针不偏转。
解析：本题是一道开放型试题，是对“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”实验过程的考查，解题时可从题中所提供的现象出发，拓展到实验过程中可能观察到的其他各种现象——检流计是否偏转及偏转方向的变化情况。我们可以从以下几个方面思考：导体不动，磁铁运动；导体运动的方向不同；平行于磁感线、切割磁感线；改变磁感线方向等等。
13. D
解析：常规情况下电动机在电路中作为用电器存在，工作时要消耗电能，而在本题中它充当了发电机，外力使“电动机”转动，消耗机械能，得到电能，电路中有电流通过，小灯泡发光，是“磁生电”现象；当“电动机”旋转加快时，产生的感应电流增大，灯泡变亮。故②③④正确，①错，本题在考查对知识掌握的同时，更注重了学生在解答问题时是否能够认真审题，克服惯性思维的影响。
14.（1）电磁感应 发电机
（2）因为当磁铁向低处滑动时，磁铁穿过闭合线圈，线圈相对在做切割磁感线运动，产生感应电流，此时，电流通过两个二极管中的一个（二极管具有单向导电性），故该二极管发亮；当另一端低时，磁铁又向相反方向穿过线圈，产生相反方向的电流，故另一个二极管也会发亮，所以，地极管会轮流发亮。
第十六章《电动机与发电机》测试题
一.选择题
1． B
解析：1831年法拉第发现电磁感应现象。
2． D
解析：通电导体在磁场中受力与电流方向、磁场方向都有关；电动机是利用通电导体在磁场中受到力的原理制成的；闭合电路的一部分导体必须在磁场里做切割磁感线运动，才会产生感应电流。而发电机工作时，正是将机械能转化为电能。
3． D
解析：A说明的是通路时有电流通过；B说明通电导体在磁场中受到力的作用；C说明通电导体周围存在磁场（即电流的磁效应）。
4. C
解析：电动机转动的方向与磁场方向和电流方向有关，当这两个因素中的一个因素改变时，电动机的转动方向就会改变，同时改变这两个因素，线圈的转动方向不会改变。
5． B
解析：图乙实验是电磁感应实验，此实验是将机械能转化为电能。
6． B
7． B
8． B
解析：图A是研究通过导体在磁场中受力运动的实验装置；图B是研究电磁感应现象的实验装置；图C是电磁铁；图D是奥斯特实验装置。
9. A
解析：当磁体绕垂直于纸面的轴O逆时针运动的一瞬间，导体a和b在磁场中做切割磁感线运动的方向相反。因此导体a和b的电流方向相反。
二.填空题：
10．法拉第 发电
11．磁场对电流的作用 电能 机械 平衡 线圈中电流
12．磁场对电流的作用 电流方向
13．感应 磁场方向 导体切割磁感线的方向
14．动圈式话筒、发电机 电风扇、动圈式扬声器
15．切割磁感线 相反 有关
16．电磁感应，机械能转化为电能
三．作图题
17．如图所示。18．如图所示。
四．实验探究题
19．（1）响度 （2）电磁感应 （3）磁场对电流的作用
20． C B 电动机电流方向或磁场方向。
解析：图A不存在电源，要使电流表指针发生偏转，此装置必须是能产生电流的装置，因此A是电磁感应现象实验；B是通电后观察导线是否运动，如何运动的实验，这是电动机的实验装置，其原理是通电导体在磁场中受到力的作用。C是小磁针在通电导体周围受到力的作用，检查的是电流能否产生磁场的实验。
21．磁场 导体运动 机械 电 闭合 切割
22.
实验器材 主要步骤 物理依据及判断方法
方法一 小磁针 1.把软导线平行地拉在一个静止小磁针上方。2.观察磁针是否偏转。 依据：①通电导线周围有磁场，②磁场对磁体有力的作用。方法：若小磁针偏转说明导线中有电流，不偏转则说明导线中无电流。
方法二 蹄形磁铁、线线、铁架台 1. 将软导线用两段细线吊起，如图所示。2.使导线处于蹄形磁体两极间并与磁感线垂直，并观察现象。 依据：磁场对通电导体有力的作用，方法：若导线摆动，则说明导线中有电流，不摆动则导线中无电流。
五．综合能力题
23.
实验名称（或实验目的） 选取器材（填字母）
奥斯特实验 C（E）GH
电磁感应现象 AD（F）H（I）（J）
磁场对电流的作用 A（B）（E）（F）GH（I）（J）
24．（1）会亮； 发电机；机械能转化为电能；改变外部电路中电流方向。（2）线圈能转动；电动机；电能转化为机械能；改变线圈中的电流方向。
图16-1
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