（八下）1.4电动机（原卷版）

skybamboo · 发表于 4 小时前

1.4电动机
学习目标
1. 通过演示实验，知道磁场对电流有力的作用。
2. 知道通电导线在磁场中受到力的方向与哪些因素有关。
3. 通过演示实验，知道矩形线圈在磁场中的转动情况。
4. 了解直流电动机的构造和工作原理，理解换向器的作用。
02预习导学
1．通电导体在磁场中会受到的作用，其受力方向与、导体中的有关。当两者中任意一个的方向，导体的受力方向就会。
2．当通电线圈所在平面与磁场平行时，由于通电线圈的两条对边中电流方向相反，它们在磁场中受到磁力的方向且不在一条直线上，在这两个力的作用下，线圈会发生。当线圈从其所在平面与磁场平行的位置转过90°时，这两个力恰好在同一直线上，而且相等、方向，是一对平衡力。静止的线圈在这对平衡力的作用下可以在该位置保持静止。这一位置叫做，此时线圈所在平面恰好与磁感线。

3．通电线圈转到平衡位置时，不会立即停下来，而是在此位置附近摆动几下才停下来。这是因为通电线圈转到时具有一定的速度，由于它会继续运动，但线圈这时受到的作用，它又会返回平衡位置，所以它会摆动几下后再停下来。
注意点：1．没有电流通过的导体，在磁场中不会受到力的作用。如果同时改变电流方向和磁场方向，则通电导线的受力方向不改变
2．磁场对放入其中的磁体会产生磁力的作用，而通电导体周围会产生磁场，通电导体也是磁体，将磁场中的磁体替换为通电导体，则磁场对放入其中的通电导体也会产生磁力的作用。这是等效替代法
知识点二：直流电动机1．直流电动机靠电源供电，利用通电线圈在磁场里受到力的作用而转动的原理制成，是把能转化为能的装置
2．如图所示，直流电动机主要由、、和等构成。

3．换向器由两个构成，与配合使用。当线圈刚转过平衡位置时，能交换电刷与换向器铜质半环的接触，从而改变线圈中的方向和的受力方向。
4．电动机构造、控制、、，广泛地应用在日常生活和各种生产中。
03考向释疑

（2023春•乐清市期中）关于直流电动机，你认为下列观点正确的是（　　）

A．原理：通电直导体周围存在磁场
B．能量：机械能转化为电能
C．结构：换向器是用来改变磁场方向的
D．状态：平衡位置线圈受力平衡

（2023春•常山县校级月考）电动机是一种高效率、低污染的动力设备，广泛地应用在各种家用电器中。下列家用电器中应用了电动机的是（　　）

A．日光灯 B．电风扇 C．电热毯 D．电饭锅

（2023春•下城区校级月考）线圈abcd转动过程中经过图甲、乙所示位置时，导线ab所受磁场力的方向（　　）

A．相反，由于磁场方向改变了
B．相反，由于流过ab的电流方向改变了
C．相同，由于磁场方向和流过ab的电流方向都改变了
D．相同，由于磁场方向和流过ab的电流方向都没改变

（2023春•杭州期末）关于电动机，下面说法中正确的是（　　）

A．电动机是利用电磁感应现象制成的
B．电动机的线圈只要有电流通过，线圈就会在磁场力作用下不断地转动
C．电动机只能使用直流电供电，电动机中的换向器能自动改变线圈中的电流方向
D．要改变电动机转动的方向，可只改变电流方向或者只改变磁场方向

（2023春•江干区校级期中）江涛用如图所示的实验装置，探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关S，原本静止的轻质硬直导线AB水平向左运动。要使AB水平向右运动，下列措施中可行的是（　　）

A．将A、B两端对调
B．换用磁性更强的蹄形磁体
C．将蹄形磁体的N、S极对调
D．将滑动变阻器的滑片P向右移动

（2023春•瓯海区月考）如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动。现要线圈逆时针转动，下列方法中可行的是（　　）

A．只改变电流方向
B．只改变电流大小
C．换用磁性更强的磁铁
D．对换磁极同时改变电流方向

（2023春•温州期中）在安装直流电动机模型的实验中，小希将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示。

（1）小希闭合开关，发现线圈不转，他用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是（填字母）。
A.线圈处于平衡位置
B.电源正负极接反了
C.磁铁没有磁性
（2）若要电动机转速加快，小希应将滑动变阻器的滑片向移动。
（3）完成以上实验后，小希取下图甲中的电源换上小灯泡，在模型的转轴上绕上细线，如图乙所示，然后快速拉动细线，使线圈转动起来，结果小灯泡发光，此时这模型就相当于机。

（2023春•永嘉县校级月考）福建舰是我国第一架利用电磁弹射系统的航空母舰，如图所示，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，其工作原理如图所示。

（1）舰载机位于两条通电轨道的中间，当要起飞时，为轨道加上驱动电流使其沿轨道方向由静止开始加速，从而缩短弹射起飞，最终被弹射出去，此过程中应用到的电磁学原理是。
（2）若要改变舰载机的运动方向，可采取的措施有：。（列举1点）
（3）弹射起飞分两种：蒸汽弹射和电磁弹射，两种方法都有利弊。蒸汽弹射就是利用水蒸气受热膨胀后产生强大推力将舰载机推出去。下列支持蒸汽弹射技术的是（可多选）。
A.需消耗大量淡水，且产生蒸汽的过程耗时太长
B.短时间产生大量水汽，功率大，能在三秒内把舰载机从静止加速到离舰速度
C.连续弹射后，蒸汽压力会明显减小，后续弹射动力不足
D.技术成熟，可靠性高

（2023•萧山区校级二模）如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的（选填“发电机”或“电动机”），若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向（选填“相同”或“相反”）。

0401强化训练

（2023秋•临海市校级期中）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侧和套在强磁铁上的导电圆环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侧都未受到磁场对电流的作用，是受到的其他外力

（2023春•上城区校级期中）用一枚螺丝钉、一节电池、一根导线和一块组扣状磁铁，就能做成一个最简单的电动机。如图所示，螺丝钉的尾端吸着磁铁，尖端吸在电池的正极上，然后将导线的一端接到电池负极，另一端搭在磁铁边缘，螺丝钉就开始旋转，下列叙述错误的是（　　）

A．工作时将机械能转化为电能
B．若仅改变电源正负极方向，螺丝钉会反向转动
C．若仅将组扣磁铁上下翻转（改变磁极方向），螺丝钉会反向转动
D．若将电池替换成电压更大的电池，螺丝钉转动速度加快

（2023春•上城区校级期中）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．电动机是利用通电线圈能在磁场中转动的原理制成的
B．三幅图中，导线ab、cd所受的磁力方向始终没有发生改变
C．乙图中，线圈能够持续往下转动变成丙图所示，是由于惯性
D．通电一段时间后，线圈abcd一定会在甲图所示的位置静止

（2023春•嘉兴期末）在装配“直流电动机模型”时，接上电源后，发现电动机不转动。下列有关分析错误的是（　　）

A．轴与轴之间摩擦过大 B．电池正负极接反了
C．线圈静止在平衡位置 D．电刷没有接触换向器

（2023春•嵊州市期末）如图是“让线圈动起来”的实验，下列关于这个实验的说法正确的是（　　）

A．该实验的工作原理是电磁感应现象
B．在此实验过程中，机械能转化为电能
C．如果降低电源电压，线圈的转速将变快
D．改变电源正负极，线圈转动方向将改变

（2023春•庆元县月考）如图所示的实验装置，是用来研究（填“电流磁效应”“电磁感应现象”或“磁场对通电导线的作用”）的。实验中把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线，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，会观察到导线向（填“左”或“右”）运动；如果再把蹄形磁体上下磁极调换一下，会观察到导线向（填“左”或“右”）运动。

（2022•镇海区一模）将一节干电池正放在磁体上，再将铜质导线绕成线圈后放在电池上，如图所示。你会发现线圈竟然连续转动起来了，这是根据来实现的。下列对实验现象的判断，正确的有。（填序号）

①换用磁性更强的磁体，线圈转得更快
②干电池用久了后，线圈转速将变慢
③用同样长度和粗细的镍铬合金线做线圈，转速更快
④线圈与正极间摩擦大小不影响转速的快慢

（2023春•鹿城区校级期中）小实利用如图甲所示装置，研究通电导体在磁场中受力大小与电流大小的关系。他将一根导体接入电路。闭合开关后，导体会受到竖直方向的力，记录相关数据，并计算导体在磁场中所受力F的大小，改变电流大小，重复实验，并绘制出图乙。

（1）实验中增大电流大小的操作是；
（2）本实验中为了得到导体在磁场中受到力的大小，需要记录的数据有；
（3）根据图乙得出的结论是：。

（2023春•西湖区校级期中）学习了电流的磁场和磁场对电流有力的作用的知识之后，某学校兴趣小组的同学猜想：“既然电流周围存在着磁场，那么两根互相靠近的通电导体之间将会发生相互作用”。他们将两根导线（可伸长）平衡放置后固定（如图甲所示），然后通上如图（乙、丙、丁）所示的电流，通过反复实验证实了他们的猜想。请你根据下面的实验现象回答问题：

（1）平行放置的两根通电导线之间作用力的特点是：
①当两根导线通同向电流时，两根导线相互；
②当两根导线通反向电流时，两根导线相互。
（2）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导线之间的距离、导线的长度有关外，还与哪个因素有关？你猜想的依据是什么？

（2022春•临海市月考）在如图所示装置中，导线ab在水平的支架上，闭合开关，导线ab有电流通过时，它会运动起来。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

（2022春•义乌市月考）在物理学中，用表示电流的方向垂直于纸面向里，⊙表示电流的方向垂直于纸面向外。如图所示，图表示直导体a在磁场中受到一个既跟电流方向垂直，又跟磁感线方向垂直的水平向左的磁场力F，选项的四种情况中，通电导体b受到的磁场力方向水平向左的是（　　）

A．

B．

C．

D．

（2022春•长兴县月考）如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　）

A．电动机通电后不转，一定是电路断路
B．没有换向器也可实现持续转动
C．将磁体的磁极对调一下可以使电动机的转速增大
D．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向

（2022春•西湖区校级期中）研究电动机的工作过程。

（1）甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是。
（2）线圈与磁感线相互（填“垂直”或“平行”）时为平衡位置，当通电线圈通过平衡位置后，图中E、F组成的装置会自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。
（3）他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动。小明将丙图中直流电动机模型接入电路，各部分连接完好，结果电动机却不能转动。模型不转的原因可能是。
A.直流电动机的铜半环与电刷接触不良
B.电源电压太低
C.马蹄形磁铁磁极装反了
D.装置处于平衡位置

（2022春•东阳市期中）学了“电动机”后，李亮同学采取下列办法自制了一个小电动机，把漆包线绕1cm×2cm的矩形线圈，线圈两端各留约5cm，从矩形短边引出（如图甲所示），然后用小刀将一端漆皮全部刮去，另一端只刮去上半周或下半周（如图乙所示），然后用粗铜线做两个支架固定在硬纸板上，两个支架分别与电源的两极接触，把线圈放在支架上，永磁体放在线下。小电动机就做成了（如图丙所示）：

（1）引线有一端只去半周漆皮的目的是使线圈在转动过程中，每转1周只有半周线圈中有通过，从而使线圈受到力的作用而运动起来。
（2）当线圈中没有电流通过时，线圈由于仍能继续转动。
（3）图乙两端只刮去半周漆，这一设想所起的作用与实际电动机中装置相似。

（2023•温州）项目学习小组实验发现，装在筒内的电动机带动风叶转动时，电动机转动方向改变，气流方向也改变，如图甲所示。于是想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”：既能收集书桌上的小纸屑，又能吹风纳凉。

他们制定的产品评价表如下。

评价指标	评价等级
	优秀	合格	待改进
指标一	能吸纸屑、吹风且风速可调	能吸纸屑、吹风，风速不可调	只能吸纸屑或只能吹风
指标二	吸纸屑后，吹风时无纸屑吹出	吸纸屑后，吹风时有部分纸屑吹出	吸纸屑后，吹风时全部纸屑吹出

小组同学设计如图乙电路，利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型，其工作原理示意图如图丙。

（1）图乙中，通过切换开关S，可以改变电动机转向的原因是。
（2）将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，电动机转速如何变化？
（3）对模型测试时，其“指标一”为优秀。结合评价表，判断该模型的“指标二”评价等级为。

（2023春•永嘉县校级期中）小明利用如图所示装置研究通电导体在磁场中受力大小的影响因素。将一根导体折成如图所示形状，挂在绝缘棒上。闭合开关，导体的A部分和B部分在磁场中受到的力大小相等、方向相反，不会使弹簧测力计示数发生改变。导体L部分在磁场中受到竖直向上的力，使弹簧测力计示数发生改变，测出导体L在磁场中受力大小。

次数	导体L长度（米）	通过导体的电流（安）	导体受到磁场的作用力
1	0.1	2	1
2	0.2	2	2
3	0.3	2	3
4	0.2	4	4
5	0.2	6	6

（1）小明利用粗细和材料相同的导体在同一磁场中进行相关实验，得到实验数据如表。则实验中除了图中所示测量工具外，还需要的测量工具为。
（2）根据上述实验数据，可研究对通电导体在磁场中受力大小的影响。
（3）若保持导体的粗细、材料和磁场强度不变，当导体长为0.4米、通过的电流为3安时，导体受到磁场的作用力为牛。

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