1.4 电动机 讲义（学案 含答案）

第四节：电动机
知识点回顾
磁场对电流的作用:
1、通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向跟 电流方向 和 磁场方向 有关。
如果改变其中一个量，则受力方向将改变；如果两个量同时改变，则受力方向将不变。
2、应用——直流电动机
构造：线圈（转子）、磁铁（定子）、换向器、电刷；
工作原理：通电线圈在磁场中受力转动；
能量转换：电能转化为机械能
平衡位置：线圈处于平衡位置（线圈面与磁感线垂直）时受平衡力作用。
换向器作用：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，保证线圈持续转动。
基础巩固
1.在如图所示装置中，导线ab在水平的支架上。闭合开关，有电流通过时，导线ab会运动起来，那么（?? ）
A.?此装置是用来探究磁生电的
B.?导线ab运动方向与电流方向和磁场方向有关
C.?发电机是利用这一现象来工作的
D.?通电过程中导线ab机械能转化为电能
当有电流通过线圈时，线圈会发生偏转，从而带动指针转动。其原理与下列相对应的是(?? )

A.??????????B.??????????C.??????????D.?
3.我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器工作原理与下列设备用电器工作原理一致的是（ ??）
A.?电铃?????????????????????????????????B.?发电机?????????????????????????????????C.?电风扇?????????????????????????????????D.?电磁铁
4.如图所示，干电池底部吸有强磁铁(可导电)，在干电池的正极上支有一“门”字形导线框，导线框B侧和套在强磁铁上导电圆环C连接，导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动，圆环C在转动过程中与强磁铁接触良好。导线框转动的动力来源（?? ）
A.?只有线框A侧受到磁场对电流的作用
B.?只有线框B侧受到磁场对电流的作用
C.?线框A侧、B侧都受到磁场对电流的作用
D.?线框A侧、B侧都不受到磁场对电流的作用，是受到的其他外力
5.安装一台直流电动机模型，接入电路后能正常转动，分别做如下调整，哪一种做法不可以改变电动机原来转动方向（?? ）
A.?调换直流电动机的磁铁极性????????????????????????????????B.?改变线圈中直流电的方向?
C.?调节滑动变阻器，改变电流的大小??????????????????????D.?调换电源的正、负极
用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场(如图所示)。
闭合开关，由于磁场对放入其中的通电导体会产生________的作用，线圈会转动，线圈在磁场中________(选填“能”或“不能”)持续转动。如果将电源和开关换成小量程电流表，用手缓慢转动线圈，发现电流表的指针左右摆动，________(选填“电动机”或“发电机”)就是根据这个原理工作的。

6.将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极，将一根硬铜线折成导线框abcd搭在干电池的正极和磁铁上(如图所示)，导线框abcd就会以干电池为轴转动起来。
（1）如果将磁铁的N、S极对调，导线框将________。
（2）通电时间稍长，干电池会明显发热，原因是________。
7.如图所示实验装置是用来研究________(选填“电流磁效应”“电磁感应现象”或“磁场对通电导线的作用”)的。实验时把导线ab放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab ， 会观察到导线向右运动；如果把电源正、负极对调后接入电路，会观察到导线ab向________(选填“左”或“右”)运动；如果不对调电源正负极，只把蹄形磁体上下磁极调换一下，会观察到导线ab向________(选填“左”或“右”)运动；如果把电源正、负极对调，同时把蹄形磁体上下磁极也调换一下，则会观察到导线ab向________(选填“左”或“右”)运动。

8.如图所示的小制作中，装置A和装置B中都有磁铁和可转动的线圈。当开关闭合时，装置扇叶转动，有风吹向装置B，引起装置B的扇叶转动，导致灯泡发光。

（1）装置A工作时将电能转换为________能
（2）装置B的工作原理是________。
思维拓展提高
9.小黄同学做实验的装置如图所示，闭合开关，先将导体ab水平向右移动，导体cd也随之运动起来。可知：（ ??）
A.?实验装置右侧产生的现象在生活中的应用是发电机?????B.?实验装置左侧运用的原理是电磁感应现象
C.?实验装置左侧运用的原理是磁场对电流的作用????????????D.?实验装置右侧产生将机械能转化成了电能

10.关于通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向之间的关系，下列说法不正确的是(??? )
A.?电流方向改变时，导体受力方向改变
B.?磁场方向改变时，导体受力方向改变
C.?电流方向和磁场方向同时改变时，导体受力方向不改变
D.?电流方向和磁场方向同时改变时，导体受力方向改变
.图甲的工作原理是利用了________；下列电器设备中与甲图工作原理相同的是________（填序号）；利用乙图原理工作的有________（填序号）。①电风扇②电磁起重机③电流表④发电机


11.学习了电磁知识后，小柯了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢？他将两根导线（可伸长）平行放置后固定（如图1甲所示），然后依次通上如图乙、丙、丁所示的电流，通过反复实验证实了他的猜想。请你根据图中的实验现象回答问题。

（1）分析图1________（选填序号），可知通电导线之间作用力方向与电流方向有关。
（2）得到通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小有关的结论，你的依据是________ 。
（3）如图2 所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将开关S闭合，则该星形回路将 ???????????。
A.不会变形
B.会变形，所围面积增大
C.会变形，所围面积减小
D.会变形，所围总面积不变
（4）两根平行放置的通电导线之间的相互作用力的大小除了与电流大小有关外，还与哪个因素有关？________（写出一个因素）
拉分新题
12.如图所示是“线圈不能持续转动”的三幅实验图，下列说法中不正确的是(??? )

A.?三幅图中，导线ab、cd所受的磁力方向始终没有发生改变
B.?乙图中，线圈能够持续往下转动变成丙图所示，是由于惯性
C.?通电一段时间后，线圈abcd最终会停止在乙图所示的位置
D.?只要开关始终闭合，线圈abcd一定会在乙图的平衡位置左右摆动，永不停止
13.常用的磁电式电流表的结构如图所示，线圈与接线柱相连。当通以图示方向的电流时，线圈带动指针向右偏转。下列有关说法正确的是(??? )

A.?当通以相反方向电流时，电流表指针仍向右偏转???????????????????B.?此电流表工作时机械能转化为电能
C.?此电流表是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的?????D.?此电流表是利用电磁感应原理制成的
14.电磁炮是利用电磁技术制成的一种新型武器，具有速度快、命中率高等特点。其原理是利用磁场对通电导体的作用，下列叙述中与此原理相同的是(??? )
A.?水轮机带动发电机工作为我们提供源源不断的电能?????B.?奥斯特发现通电导体能使小磁针偏转方向
C.?电动机接通电源正常工作????????????????????????????????????????????D.?工厂使用大型电磁铁完成物品运输任务

15.如图所示，在“研究影响通电导体在磁场中受力因素”的实验中，要使导体运动方向改变，以下操作中可行的是（??? ）

A.?减少磁铁的数量?????????B.?增大导体的直径?????????C.?增大导体中的电流?????????D.?改变导体中的电流方向
16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。________。
第四节：电动机
知识点回顾
磁场对电流的作用:
1、通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向跟 电流方向 和 磁场方向 有关。
如果改变其中一个量，则受力方向将改变；如果两个量同时改变，则受力方向将不变。
2、应用——直流电动机
构造：线圈（转子）、磁铁（定子）、换向器、电刷；
工作原理：通电线圈在磁场中受力转动；
能量转换：电能转化为机械能
平衡位置：线圈处于平衡位置（线圈面与磁感线垂直）时受平衡力作用。
换向器作用：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，保证线圈持续转动。
基础巩固
1.在如图所示装置中，导线ab在水平的支架上。闭合开关，有电流通过时，导线ab会运动起来，那么（?? ）
A.?此装置是用来探究磁生电的
B.?导线ab运动方向与电流方向和磁场方向有关
C.?发电机是利用这一现象来工作的
D.?通电过程中导线ab机械能转化为电能
【答案】 B
【考点】磁场对通电导线的作用
2.电流表是测量电流的一种仪器，如图为电流表的表头内部结构，它由永磁体、线圈等构成，当有电流通过线圈时，线圈会发生偏转，从而带动指针转动。其原理与下列相对应的是(?? )

A.??????????B.??????????C.??????????D.?
【答案】 B
【考点】磁场对通电导线的作用
3.我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器工作原理与下列设备用电器工作原理一致的是（ ??）
A.?电铃?????????????????????????????????B.?发电机?????????????????????????????????C.?电风扇?????????????????????????????????D.?电磁铁
【答案】 C
【考点】磁场对通电导线的作用
4.如图所示，干电池底部吸有强磁铁(可导电)，在干电池的正极上支有一“门”字形导线框，导线框B侧和套在强磁铁上导电圆环C连接，导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动，圆环C在转动过程中与强磁铁接触良好。导线框转动的动力来源（?? ）
A.?只有线框A侧受到磁场对电流的作用
B.?只有线框B侧受到磁场对电流的作用
C.?线框A侧、B侧都受到磁场对电流的作用
D.?线框A侧、B侧都不受到磁场对电流的作用，是受到的其他外力
【答案】 B
【考点】磁场对通电导线的作用
5.安装一台直流电动机模型，接入电路后能正常转动，分别做如下调整，哪一种做法不可以改变电动机原来转动方向（?? ）
A.?调换直流电动机的磁铁极性????????????????????????????????B.?改变线圈中直流电的方向?
C.?调节滑动变阻器，改变电流的大小??????????????????????D.?调换电源的正、负极
【答案】 C
【考点】直流电动机的构造原理与工作过程
用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场(如图所示)。
闭合开关，由于磁场对放入其中的通电导体会产生________的作用，线圈会转动，线圈在磁场中________(选填“能”或“不能”)持续转动。如果将电源和开关换成小量程电流表，用手缓慢转动线圈，发现电流表的指针左右摆动，________(选填“电动机”或“发电机”)就是根据这个原理工作的。
【答案】 力；不能；发电机
【考点】磁场对通电导线的作用，发电机的构造和原理
6.将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极，将一根硬铜线折成导线框abcd搭在干电池的正极和磁铁上(如图所示)，导线框abcd就会以干电池为轴转动起来。
（1）如果将磁铁的N、S极对调，导线框将________。
（2）通电时间稍长，干电池会明显发热，原因是________。
【答案】 （1）反转
（2）用导线将电源的正负极相连，会造成电源短路，电流很大，根据Q=I2Rt，通电时间长，就会产生较多的热量，干电池会明显发热。
【考点】磁场对通电导线的作用，焦耳定律的计算公式及其应用
7.如图所示实验装置是用来研究________(选填“电流磁效应”“电磁感应现象”或“磁场对通电导线的作用”)的。实验时把导线ab放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab ， 会观察到导线向右运动；如果把电源正、负极对调后接入电路，会观察到导线ab向________(选填“左”或“右”)运动；如果不对调电源正负极，只把蹄形磁体上下磁极调换一下，会观察到导线ab向________(选填“左”或“右”)运动；如果把电源正、负极对调，同时把蹄形磁体上下磁极也调换一下，则会观察到导线ab向________(选填“左”或“右”)运动。

【答案】 磁场对通电导线的作用；左；左；右
【考点】磁场对通电导线的作用，通电导体在磁场中的受力方向的判断
8.如图所示的小制作中，装置A和装置B中都有磁铁和可转动的线圈。当开关闭合时，装置扇叶转动，有风吹向装置B，引起装置B的扇叶转动，导致灯泡发光。

（1）装置A工作时将电能转换为________能
（2）装置B的工作原理是________。
【答案】 （1）机械
（2）电磁感应
【考点】直流电动机的构造原理与工作过程，发电机的构造和原理
思维拓展提高
9.小黄同学做实验的装置如图所示，闭合开关，先将导体ab水平向右移动，导体cd也随之运动起来。可知：（ ??）
A.?实验装置右侧产生的现象在生活中的应用是发电机?????B.?实验装置左侧运用的原理是电磁感应现象
C.?实验装置左侧运用的原理是磁场对电流的作用????????????D.?实验装置右侧产生将机械能转化成了电能
【答案】 B
【考点】通电导体在磁场中的受力方向的判断，直流电动机的构造原理与工作过程，产生电磁感应现象的条件和规律
10.关于通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向之间的关系，下列说法不正确的是(??? )
A.?电流方向改变时，导体受力方向改变
B.?磁场方向改变时，导体受力方向改变
C.?电流方向和磁场方向同时改变时，导体受力方向不改变
D.?电流方向和磁场方向同时改变时，导体受力方向改变
【答案】 D 【考点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
.图甲的工作原理是利用了________；下列电器设备中与甲图工作原理相同的是________（填序号）；利用乙图原理工作的有________（填序号）。①电风扇②电磁起重机③电流表④发电机

【答案】 闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动会产生感应电流 或 电磁感应原理；④；①③
【考点】电磁感应，磁场对通电导线的作用
11.学习了电磁知识后，小柯了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢？他将两根导线（可伸长）平行放置后固定（如图1甲所示），然后依次通上如图乙、丙、丁所示的电流，通过反复实验证实了他的猜想。请你根据图中的实验现象回答问题。

（1）分析图1________（选填序号），可知通电导线之间作用力方向与电流方向有关。
（2）得到通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小有关的结论，你的依据是________ 。
（3）如图2 所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将开关S闭合，则该星形回路将 ???????????。
A.不会变形
B.会变形，所围面积增大
C.会变形，所围面积减小
D.会变形，所围总面积不变
（4）两根平行放置的通电导线之间的相互作用力的大小除了与电流大小有关外，还与哪个因素有关？________（写出一个因素）
【答案】 （1）乙丙
（2）对比丙丁,（在电流方向相同的情况下），电流越大，导线弯曲程度越大
（3）B
（4）导线间距离、导线长度（导线材料、导线粗细）
【考点】磁场对通电导线的作用
拉分新题
12.如图所示是“线圈不能持续转动”的三幅实验图，下列说法中不正确的是(??? )

A.?三幅图中，导线ab、cd所受的磁力方向始终没有发生改变
B.?乙图中，线圈能够持续往下转动变成丙图所示，是由于惯性
C.?通电一段时间后，线圈abcd最终会停止在乙图所示的位置
D.?只要开关始终闭合，线圈abcd一定会在乙图的平衡位置左右摆动，永不停止
【答案】 D
【考点】直流电动机的构造原理与工作过程
13.常用的磁电式电流表的结构如图所示，线圈与接线柱相连。当通以图示方向的电流时，线圈带动指针向右偏转。下列有关说法正确的是(??? )

A.?当通以相反方向电流时，电流表指针仍向右偏转???????????????????B.?此电流表工作时机械能转化为电能
C.?此电流表是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的?????D.?此电流表是利用电磁感应原理制成的
【答案】 C
【考点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
14.电磁炮是利用电磁技术制成的一种新型武器，具有速度快、命中率高等特点。其原理是利用磁场对通电导体的作用，下列叙述中与此原理相同的是(??? )
A.?水轮机带动发电机工作为我们提供源源不断的电能?????B.?奥斯特发现通电导体能使小磁针偏转方向
C.?电动机接通电源正常工作????????????????????????????????????????????D.?工厂使用大型电磁铁完成物品运输任务
【答案】 C
【考点】直流电动机的构造原理与工作过程
15.如图所示，在“研究影响通电导体在磁场中受力因素”的实验中，要使导体运动方向改变，以下操作中可行的是（??? ）

A.?减少磁铁的数量?????????B.?增大导体的直径?????????C.?增大导体中的电流?????????D.?改变导体中的电流方向
【答案】 D
【考点】磁场对通电导线的作用
16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】 （1）给导体两端加电压U2 ， U2＞U1
（2）没有控制电流大小相同
【考点】磁场对通电导线的作用