第四讲 电动机 讲义—2020-2021学年浙教版八年级科学下册（含答案）

八年级科学下册 一讲一练
第四讲 电动机
基础知识讲解
1、磁场对通电导线的作用
（1）通电导体在磁场中受到力的作用。
（2）磁场对通电导体作用力的方向跟电流方向和磁场方向有关。
（3）当只改变电流方向或只改变磁场方向时，通电导体受到的磁场的力方向发生改变。
（4）同时改变电流方向和磁场方向时，通电导体受到的磁场的力的方向不变。
（5）通电导体在磁场中会受到力的大小与磁场强弱、电流大小、导体长短有关。
2、通电线圈在磁场中受到力的作用
（1）通电线圈在磁场中会受到力的作用而转动，但不能持续。
（2）通电线圈在磁场中受到力的作用方向与电流方向和磁场方向有关。
（3）通电线圈所在的平面与磁场方向垂直时线圈受到一对平衡力的作用，线圈的这一位置叫平衡位置。
（4）通电导体在磁场中会受到力的作用，是电能转化为机械能的结果。当磁场方向与电流方向一致或反向时，受到的作用力为零。当磁场方向与电流方向垂直作用时，受到的作用力最大。
（5）通电线圈转到平衡位置时，不立即停下来，而是在位置附近摆地动几下才停下来。

3、直流电动机
（1）原理：通电线圈在磁场中受力转动；当线圈转过平衡位置时，通过换向器改变电流方向，从而改变线圈的受力方向，以保证线圈沿同一方向持续转动。
（2）组成： 磁极、线圈、换向器、电刷。(定子，转子)
（3）换向器的作用：当线圈刚转过平衡位置时，换向器能自动改变线圈中电流的方向，从而改变线圈受力方向，使线圈连续转动。
（4）能的转化：电能转化为机械能。
4、交流电动机也是依靠通电导体在磁场中所受的力来运转的。
巩固提升训练
1、小科预习了磁的知识后，标出了下列四种情况下磁体的磁极(小磁针的黑端为N极)，其中正确的是(??? )
A.???????????????????????????????????????????B.?
C.?????????????????????????????????????????????????D.?
2、关于产生感应电流的条件，下列说法中正确的是（?? ）
A.?任何导体在磁场中运动，都能产生感应电流
B.?当闭合电路中的一部分导体在磁场中运动时，一定能产生感应电流
C.?当闭合电路中的一部分导体在磁场中沿磁感线运动时，就能产生感应电流
D.?当闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就能产生感应电流
3、有关下列四幅图片的说法正确的是(??? )
A.?三脚插头内有一根导线与用电器的金属外壳相连
B.?使用测电笔时手应该接触笔尖金属体
C.?保险丝烧断一定是电路发生了短路
D.?近警示牌提醒我们靠近低压带电体不会触电
4、如图是安装好的直流电动机模型接入电路的情况。
（1）请说出图中两个主要结构的名称，A是________
（2）合上开关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，请写出一种方法________。
（3）合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将________。
5、医学上使用的心肺机是用“电动泵”替代心脏，推动血液循环。工作原理如图：

（1）当线圈中的电流从b流向a时，线圈的左端为________极，此时活塞将向________运动（填“左”或“右”）；
（2）若要维持电动泵的持续工作，ab间应该接入________（填“直流电”或“交流电”）。
6、现代社会提倡节能环保，如图所示为一种发电旋转门，该旋转门安装了一个特殊装置，当行人推动旋转门就会产生电能并存储，由此判断发电旋转门的工作原理与________(选填“发电机”或“电动机”)相同，它是将人们推门时的 ________能转化为电能。

7、为了探究电动机为什么会转动，小明根据电动机主要构造制作了一台简易电动机（如图所示），他用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮。将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
（1）要想改变线圈的转动方向，小明可采用的措施是：________、________。（写出两点）
（2）开关闭合后，如果电动机不转，可能的原因是：________、________。
（3）小明还想设计一个能调节电动机转速的实验装置，他还需要的主要器材是________， 并在虚线框内画出实验电路图（电动机用符号 表示）________。
8、利用两个相同的单刀双掷开关A和B，小明设计了一个电路，使电动机通过控制开关的操作，既能正转，
也能反转（说明：图中开关A既可以与“1”触点接通，也可以与触点接通），在虚线框内把未完成的电路补充完整。
9、某班的物理实践小组在装好直流电动机模型后，设计了一个通过改变电动机的转动方向及转速使重物上升或下降的电路，如图所示，有一个单刀双掷开关（触片K接通a或接通b），只有两个电源．请你完成电路图的连接（操作过程中不得改变电路中的接线）。
10、如下图所示，图甲是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图，小科同学实际探究时，在电路上连接了一个滑动变阻器，如图乙所示，实验记录如下表：

（1）乙图中小科在电路中接入滑动变阻器的作用是________。
（2）比较2和3两组实验，说明通电导线在磁场中受力方向与________有关，比较________两组实验说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。
（3）小科想在甲图的基础上对实验进行改造，来探究影响感应电流方向的因素，为了观察到明显的实验现象，他要把图甲中的电源换成图丙中的________。
11、小红在学习了磁场对通电导体有力的作用后，进一步查阅资料，了解到当电流与磁场垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度、导体在磁场中的长度以及导体中的电流强度有关。她设计了如图所示的装置，先初步探究磁场对通电导体的作用力与电流大小的关系。实验步骤如下：
①将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上，并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直；
②给导体两端加电压U1 ， 导体静止时，观察悬线与竖直方向偏转的角度为α1；
③????????? ， 导体静止时，观察悬线与竖直方向偏转的角度为α2；
④比较α1、α2的大小，发现α2＞α1 ， 即可初步验证其它条件一定，
通电导体的电流越大，受到磁场的作用力越大。
（1）请将第③步的步骤补充完整：________。
（2）小红想继续探究通电导体在磁场受到作用力的大小与导体在磁场中的长度是否有关，于是她将图中的导体棒换成了一根较长的导体棒，其它条件不变，此时她发现悬线与竖直方向偏转的角度变小了，于是她得出结论，“其它条件一定，通电导体在磁场中的长度越长，受到的磁场作用力越小”。但她查阅一些资料后发现，理论上通电导体在磁场中的长度越长，受到的磁场作用力越大，这与她实验所得到的结论相反。请你说明小红得出的结论与资料不符的原因。________。
答案解析 ;
1、【解答】A.条形磁铁的左端为N极，根据“异名磁极相互吸引”可知，小磁针的左端应该是S极，故A错误；
B.U形磁铁的下端为S极，根据“异名磁极相互吸引”可知，小磁针的下端应该是N极，故B错误；
C.螺线管线圈上电流方向向左；右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向左，此时大拇指指向下端，那么螺线管的下端为N极，上端为S极。根据“异名磁极相互吸引”可知，小磁针的下端为N极，故C正确；
D.螺线管线圈上电流方向向下；右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向下，此时大拇指指向右端，那么螺线管的右端为N极，左端为S极。根据“异名磁极相互吸引”可知，小磁针的左端为S极，故D错误。
故选C。
2、【解答】A、导体在磁场中运动，若没有闭合回路是不会产生感应电流的；即使是闭合的回路，导体的运动既可以是沿磁感线运动，也可是切割磁感线，只有切割才会产生感应电流，故A错误；B、只有闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动才能产生感应电流，如果不切割磁感线，就不会产生感应电流，故B错误；C、当闭合电路中的一部分导体在磁场中沿磁感应线运动时，不切割磁感线，即穿过闭合电路的磁通量不发生变化，则闭合电路中没有感应电流，故C错误；D、当闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感应线运动时，磁通量发生变化，才一定会产生感应电流，故D正确。故选：D
3、【解答】A.三脚插头对应三空插座，下面的两个插脚对应插孔中的火线和零线，中间靠上的插脚与用电器的外壳相连，对应上面的插孔，二者连接后与大地相连，从而保证漏电时的安全，故A正确；
B.使用测电笔时，人体只能接触测电笔尾部的金属体，不能接触笔尖。因为笔尖与火线直接相连，所以接触后会发生触电事故，故B错误；
C.保险丝熔断可能是发生了短路，也可能是用电器的总功率过大，故C错误；
D.警示牌提醒我们靠近低压带电体照样有触电危险，故D错误。
故选A。
4、【答案】 （1）电刷
（2）改变电池的正负极（改变磁场的方向）
（3）变慢
【解答】（1）根据图片可知，图中电动机模型中A是电刷；
（2）合上开关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，方法是：改变电池的正负极（改变磁场的方向）。
（3）合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，变阻器接入电路的阻值变大，那么通过电动机线圈的电流变小，则电动机的转速将变慢。
5、【答案】 （1）S；右
（2）交流电
【解答】（1）当线圈中的电流从b流向a时，线圈上电流方向向下。右手握住螺线管，弯曲的四指之间向下，此时大拇指指向线圈的右端，因此线圈的右端为N极，左端为S极。根据“同名磁极相互排斥”可知，此时活塞将向右运动。
（2）若要维持电动泵的持续工作，ab间应该接入交流电。
6、【答案】 发电机；机械
【解答】（1）根据“发电旋转门”的描述可知，它的工作原理与发电机相同；
（2）发电旋转门将人们推门时的机械能转化为电能。
7、【解答】（1）线圈能够转动是因为通电导线在磁场中受到力的作用，所以线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关；故答案为：改变电流方向；改变磁场方向；
（2）线圈不动，可能是受力太小，而电动机的受力的大小与电流有关，所以可能是电流太小；或者有可能达到平衡位置；故答案为：处于平衡位置；电流太小；
（3）调节电动机转速需要改变通过线圈的电流大小，可以通过改变电阻来实现；故答案为：滑动变阻器；；
故答案为：（1）改变电流方向；改变磁场方向；（2）处于平衡位置；电流太小；（3）滑动变阻器；。
8、【解答】当A点接触点1时，图中给出的电源没有连入电路，所以电路需要电源和控制电路的单刀双掷开关B，完整的电路图如所示：
9、【解答】使滑动变阻器、单刀双掷开关、电动机串联连接，滑动变阻器改变电路中的电流，从而改变电动机的转速；单刀双掷开关与电路和电源连接，起到改变电流的方向来控制电动机的转向；电路图如图所示：
10、【答案】 （1）保护电路
（2）磁场方向；2和4
（3）灵敏电流表
【解答】（1）乙图中小科在电路中接入滑动变阻器的作用是保护电路。
（2）实验2和3中，电流方向相同，磁场方向不同，导体运动的方向不同，说明通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关；
? ? ? 探究通电导线在磁场中的受力方向与电流方向的关系时，必须控制磁场方向相同而改变电流方向，故选2和4；
（3）灵敏电流计不但能够感知产生的微小电流，还可以通过指针的偏转方向确定电流方向的改变，因此探究影响感应电流方向的因素，为了观察到明显的实验现象，需要用灵敏电流计代替电源来显示产生感应电流的方向。
?
11、【答案】 （1）给导体两端加电压U2 ， U2＞U1
（2）没有控制电流大小相同
【解答】（1）低③步的步骤为：给导体两端加电压U2 ， U2＞U1 ， 导体静止时，观察悬线与竖直方向偏转的角度为α2；
（2）红得出的结论与资料不符的原因：没有控制电流大小相同。