01思維導圖
02要點總結
知識要點一:電動機
1. 磁場對通電導線的作用
(1)力的方向和電流方向有關。
(2)力的方向與磁感線方向有關。
2.電動機的基本構造
(1)轉子:能夠轉動的部分。
(2)定子:固定不動的部分。
3. 直流電動機為什麼需裝換向器?
當線圈轉到如圖所示位置時,ab邊和cd邊受的磁場力恰好在同一條直線上,而且大小相等,方向相反,線圈在這個位置上受到相互平衡的兩個磁場力的作用,所以不能連續轉動下去。如何才能使線圈連續轉動下去呢?我們設想線圈由於慣性而通過平衡位置,恰在這時使線圈與電源線的兩個接頭互換,則線圈中的電流方向改變,它所受的磁場力的方向變成與原來的方向相反,從而可使線圈沿著原來旋轉方向繼續轉動。因此,要使線圈連續轉動,應該在它由於慣性剛轉過平衡位置時,立刻改變線圈中的電流方向。能夠完成這一任務的裝置叫做換向器。其實質是兩個彼此絕緣銅半環。
知識要點二:磁生電
1.電磁感應:閉合電路的部分導體在磁場中切割磁感線運動就會產生感應電流的現象。
2. 產生感應電流必須同時滿足三個條件:
(1)電路是閉合的;
(2)導體要在磁場中做切割磁感線的運動;
(3)切割磁感線運動的導體只能是一部分,三者缺一不可。如果不是閉合電路,即使導體做切割磁感線運動,導體中也不會有感應電流產生,只是在導體的兩端產生感應電壓。
3.感應電流的方向:感應電流的方向跟導體切割磁感線運動方向和磁感線方向有關。因此要改變感應電流的方向,可以從兩方面考慮,一是改變導體的運動方向,即與原運動方向相反;二是使磁感線方向反向。但是若導體運動方向和磁感線方向同時改變,則感應電流的方向不發生改變。
4.發電機
發電機的原理是電磁感應,發電機的基本構造是磁場和在磁場中轉動的線圈。其能量轉換是把機械能轉化為電能。
知識要點三:電磁感應現象、發電機
圖片解讀
(1)閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時,導體中就會產生電流。如果導體在磁場中靜止不動,或導體順著或逆著磁感線方向運動,導體中就不會產生電流。如果電路不閉合,即使導體切割磁感線,電路中也不會產生電流,這時只在導體兩端產生電壓。
(2)產生的電流的方向與導體運動的方向和磁感線的方向有關,如果只改變導體運動的方向,或只改變磁感線的方向,電流的方向會隨著改變;如果導體運動的方向和磁感線的方向同時改變(反向),則電流的方向不變。
(3)研究電流方向與導體運動的方向和磁感線方向之間的關係,應該用控制變量法設計實驗方案、分析實驗現象、描述實驗結論。
(4)在電磁感應現象中,機械能轉化為電能。
(5)在電磁感應現象中,導體切割磁感線的速度越快、磁場越強,切割磁感線的導體越粗或越多,電路中產生的電流也就越大。
03典例精析
例題1:關於直流電動機和發電機,下列說法正確的是( )
A.電動機是利用磁場對電流作用的現象製成的,工作時把機械能轉化為電能
B.發電機是利用法拉第的發現製成的,工作時把機械能轉化為電能
C.電動機是利用電磁感應現象製成的,工作時把電能轉化為機械能
D.交流發電機和直流電動機構造相同,因此它們的工作原理是一樣的
【答案】B【解析】閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時,導體中就產生電流,這種現象叫做電磁感應,利用這種現象製成了發電機,實現機械能轉化為電能。通電線圈在磁場裡受到力的作用,在磁場裡會發生轉動,利用這一現象發明了電動機,實現了電能轉化為機械能。
例題2:如圖所示,閉合電路的一部分導體在磁極間運動,圖中小圓圈表示導體的橫截面,下列說法中正確的是( )
A.圖a和圖b的導線中電流方向相同
B.圖b和圖c的導線中電流方向相同
C.圖b和圖c的導線中電流方向相反
D.圖a和圖c的導線中電流方向相同
【答案】B【解析】感應電流產生的條件:①閉合電路裡的一部分導體;②在磁場中做切割磁感線運動.由圖可知,a、b、c中導線都在磁場中做切割磁感線運動,且又是閉合電路裡的一部分導體,所以導線中都有感生電流產生。圖a、b中導體運動方向相同,但磁感線方向相反,故電流方向相反。圖b、c中導體運動方向和磁感線方向都相同,故電流方向也相同。
例題3:如圖所示裝置,閉合開關,將導體a沿導軌水平向右移動,導體b也隨之向右運動起來。下列說法中正確的是( )
A.裝置左側的原理是電流的磁效應
B.裝置左側的應用實例是電動機
C.裝置右側的原理的能量轉化是:電能轉化為機械能
D.當a水平向左移動,b的運動方向不變
【思路點撥】利用電磁感應和通電導體在磁場中受力的有關知識逐個分析四個選擇項,從而得到答案。
【答案】C
【解析】(1)閉合開關,導體a和b組成一個閉合電路,閉合電路的一部分導體a在磁場中進行切割磁感線運動,閉合電路中有了感應電流,這種現象是電磁感應現象;(2)電路中有了感應電流之後,感應電流經過導體b,導體b成為通電導體在磁場中受力而運動,這是電動機的工作原理;A、裝置左側的原理是電磁感應的原理;生活中的應用是發電機,故A錯誤;B、裝置左側的原理是電磁感應;生活中的應用是發電機,故B錯誤;C、右側的原理是利用通電導線在磁場中受力的作用的原理;能量的轉化是:電能轉化為機械能,故C正確;D、裝置右側的原理是磁場對通電導體的作用;當a水平向左移動,即電流的方向改變,所以b的運動方向改變,故D錯誤;故選C。
例題4:發電機的工作原理_______。能說明直流電動機工作原理的是圖中的_____圖。
【答案】電磁感應 乙
【解析】發電機是利用電磁感應現象製成的,甲圖中沒有電源,線圈做切割磁感線運動會產生電流,說明的是發電機的原理。乙中有電源,通電後磁場中的線圈會受力運動,乙說明的是直流電動機的工作原理。
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