專題1.4 電動機（原卷版）

2020年浙教版八年級下科學(xué)同步學(xué)習(xí)精講精練第1章電與磁1.4電動機目錄 1 3 3 4 8一、磁場對通電導(dǎo)體的作用1.磁場對通電導(dǎo)體的作用(1)通電導(dǎo)體在磁場中受力原因如圖所示，閉合開關(guān)，磁體周圍存在磁場，通電導(dǎo)體周圍也存在磁場，一個磁體和一個通電導(dǎo)體接近時，磁體會受到力的作用，而力的作用是相互的，所以通電導(dǎo)體也要受到磁體的力的作用。這種相互作用是通過磁場而發(fā)生的。所以，磁場對電流產(chǎn)生力的作用，實際上也是磁體之間通過磁場而發(fā)生的相互作用。(2)通電導(dǎo)體在磁場中受到的力的方向通電導(dǎo)體在磁場中受到的力的方向與電流方向和磁場方向有關(guān)。只改變電流方向或只改變磁場方向，導(dǎo)體的受力方向改變；同時改變電流方向和磁場方向，導(dǎo)體的受力方向不變。(3)通電導(dǎo)體在磁場中受到的力的大小通電導(dǎo)體的電流方向與磁感線方向平行時，導(dǎo)體不受磁場力的作用；當(dāng)兩者方向相互垂直時，導(dǎo)體受到的磁場力最大。受力大小與電流大小和磁場強弱有關(guān)。電流越大，磁場越強，受力越大。2磁場對通電線圈的作用原理：(1)由于通電線圈的兩條對邊中電流方向相反，它們在磁場中受到磁場力的方向相反且不在一條直線上，在這兩個力的作用下，線圈會發(fā)生轉(zhuǎn)動(如圖甲所示)。當(dāng)線圈由其所在平面與磁場平行的位置轉(zhuǎn)過90°時，這兩個力恰好在同一直線上，而且大小相等、方向相反，是一對平衡力。線圈在這對平衡力的作用下可以在該位置保持靜止。這一位置叫作平衡位置，此時線圈所在平面恰好與磁感線垂直。(2)通電線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時，不會立即停下來，而是在此位置附近擺動幾下才停下來(如圖乙所示)。這是因為通電線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時具有一定速度，由于慣性它會繼續(xù)運動，但由于這時受到磁場力及摩擦力，它又會返回平衡位置，所以它會擺動幾下后再停下來。二、直流電動機1.工作原理直流電動機靠直流電源供電，利用通電線圈在磁場里受到力的作用而轉(zhuǎn)動的原理制成，是把電能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。2.構(gòu)造如圖所示，直流電動機主要由磁鐵(定子)線圈(轉(zhuǎn)子)、換向器(E、F)和電刷(圖中A、B)等構(gòu)成。3.換向器的結(jié)構(gòu)與作用(1)結(jié)構(gòu)：由兩個銅質(zhì)半環(huán)構(gòu)成，與電刷配合使用。(2)作用：當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時，能交換電刷與換向器銅質(zhì)半環(huán)的接觸，從而改變線圈中的電流方向和受力方向，使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動。4.影響直流電動機轉(zhuǎn)動方向和速度的因素(1)轉(zhuǎn)動方向與電流方向和磁場方向有關(guān)：只改變電流方向或只改變磁場方向，轉(zhuǎn)動方向改變；電流方向和磁場方向同時改變，則轉(zhuǎn)動方向不變。(2)轉(zhuǎn)速大小與電流大小和磁場強弱有關(guān)：電流越大，磁場越強，轉(zhuǎn)速越快，5.優(yōu)點(1)通、斷電迅速，啟動、停止速度快。(2)容易改變電流的大小和方向，倒轉(zhuǎn)和變速方便。(3)效率高、噪聲和污染小、質(zhì)量小。考法判斷通電導(dǎo)體的受力方向的方法判斷通電導(dǎo)體的受力方向的方法：左手定則。如圖所示，伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)，把左手放人磁場中，讓磁感線垂直穿過手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向【名師提醒】通電導(dǎo)體在磁場中受力的方向既與電流的方向垂直，又與磁場方向垂直?！纠咳鐖Dab是一根導(dǎo)線，它是閉合電路的一部分，當(dāng)電路接通，電流方向從a到b時，它在磁場中按箭頭方向運動；若電流方向從b到a，下列導(dǎo)線的運動方向正確的是（）【常考1】磁場對通電導(dǎo)體的作用【例1】我國航母艦載機起飛將采用自行研制的電磁彈射器，電磁彈射系統(tǒng)包括電源、儲能裝置、導(dǎo)軌和脈沖發(fā)生器等等，電磁彈射器的彈射車與艦載機前輪連接，并處于強磁場中，當(dāng)彈射車的導(dǎo)體有強電流通過時，就可以受到強大的推力，下列各圖中與彈射車工作原理一致的是（）【例2】(江西中考)如圖所示，是靈敏電流計內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，它的工作原理是利用通電導(dǎo)體在中會受到力的作用，使指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。此時如果改變線圈中的電流方向，指針的偏轉(zhuǎn)方向(填“會”或“不會”)發(fā)生改變?！境？?】通電導(dǎo)體在磁場中受力的分析【例3】(廣州中考)如圖所示，線圈abcd位于磁場中，K與1接通時，ab段導(dǎo)線受磁場力F的方向向上；當(dāng)K改為與2接通時，ab段導(dǎo)線受磁場力（）A.方向向下B.方向向上C.為零，因為電源反接D.為零，因為電路一定是斷路【易錯】判斷通電導(dǎo)體在磁場中的受力常見錯誤，一是誤認(rèn)為通電導(dǎo)體在磁場中一定受到力的作用；二是誤以為通電導(dǎo)體一旦受到力的作用一定會運動。解通過實驗發(fā)現(xiàn)，通電導(dǎo)體在磁場中會受到力的作用，如圖所示，線圈abcd位于磁場中，K與1接通時，ab段導(dǎo)線受磁場力F的方向向上；當(dāng)K改為與2接通時，磁場方向不變，線圈中電流方向相反了，則ab段導(dǎo)線受磁場力的方向相反，即方向向下?！痉椒记伞颗袛嗤妼?dǎo)體在磁場中受力的方向：通電導(dǎo)體在磁場中受力的方向既與電流的方向垂直，又與磁場.方向垂直，可用左手定則判斷?！境？?】電動機的原理【例4】(聊城中考)如圖為直流電動機的基本構(gòu)造示意圖。以下相關(guān)的分析中正確的是（）A.電動機是利用電磁感應(yīng)的原理工作的B.電動機工作過程中，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為機械能C.使線圈連續(xù)不停地轉(zhuǎn)動下去是靠電磁繼電器來實現(xiàn)的D.僅改變磁感線的方向可改變線圈轉(zhuǎn)動的方向【例5】(茂名中考)如圖所示是的工作原理圖。當(dāng)其正常工作時，能轉(zhuǎn)化為能?！疽族e】電動機的工作原理及能量轉(zhuǎn)化?！痉椒记伞侩妱訖C的原理：電動機是利用通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的原理制成的。1.要改變通電導(dǎo)體在磁場中的運動方向，以下方法中可行的是（）①只改變電流的方向②只改變磁場的方向③只改變電流的大?、芡瑫r改變電流方向和磁場的方向A.①④B.①②④C.①②③D.①②2.某通電直導(dǎo)體在磁場中受力作用的情況如圖所示，則在A、B、C、D四個圖中通電直導(dǎo)體在磁場中受力作用的方向跟它相同的是（）3.如圖所示的是（）A.交流發(fā)電機工作原理圖B.直流電動機工作原理圖C.演示磁場對直線電流的作用的裝置圖D.用來研究奧斯特實驗的裝置圖4.下列電器，對應(yīng)的工作原理正確的是（）A.電燈電流的磁效應(yīng)B.電動機—磁場對通電導(dǎo)線的作用C.電磁鐵電流的熱效應(yīng)D.電烙鐵電流的化學(xué)效應(yīng)5.要想使一臺直流電動機的轉(zhuǎn)速增大一些，下列方法中不能達到目的的是（）A.增大線圈中的電流B.更換電源，用輸出電壓較高的直流電源C.將磁體的磁極對調(diào)D.再增多一磁體，使該磁體產(chǎn)生的磁場與原有磁場方向一致6.(遼寧大連中考)電動機的工作原理是（）A.電磁感應(yīng)B.電流周圍存在磁場C.磁場對通電導(dǎo)線的作用D.同名磁極互相排斥7.(多選)在安裝直流電動機的模型時，要使線圈的轉(zhuǎn)向改變，可采?。ǎ〢.將電源兩極對調(diào)B.將兩磁極對調(diào)C.增大電流D.以上措施都無效8．(2018西湖校級月考)一次科學(xué)探究活動中，小明把一個正在發(fā)光的燈泡放到蹄形磁體中間，驚訝地發(fā)現(xiàn)燈絲在晃動。關(guān)于這種現(xiàn)象，下列說法正確的是()A.燈絲晃動是一種電流的磁現(xiàn)象B.燈絲晃動時受力平衡C.燈絲晃動是受到磁體的吸引作用D.燈絲晃動是磁場對通電線圈的作用9．（綿陽中考）一矩形線圈放在蹄形磁鐵的兩極之間，剛通電時在磁場作用下扭轉(zhuǎn)方向如圖甲所示?，F(xiàn)將該線圈放在圖乙所示的蹄形螺線管間，a、b為螺線管與電源的接口。某同學(xué)進行了如下四次操作：①a接正極、b接負(fù)極，線圈中通與圖甲電流方向相同的電流②b接正極、a接負(fù)極，線圈中通與圖甲電流方向相同的電流③a接正極、b接負(fù)極，線圈中通與圖甲電流方向相反的電流④b接正極、a接負(fù)極，線圈中通與圖甲電流方向相反的電流線圈剛通電時扭轉(zhuǎn)方向與圖甲所示的扭轉(zhuǎn)方向相同的是()A.①和③B.②和④C.①和④D.②和③10．小敏發(fā)現(xiàn)教室的投影幕布有一個開關(guān)，通過其轉(zhuǎn)換可以使幕布上升或下降。請教老師后得知，電動機的旋轉(zhuǎn)方向會隨電流方向的改變而改變。于是她用單刀雙擲開關(guān)及其他元件設(shè)計了如圖所示的電路，其中能通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換而改變電動機旋轉(zhuǎn)方向的是()11.如圖所示實驗中，會發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體.通過這個實驗可知：通電導(dǎo)體.利用此原理可以制成.通電直導(dǎo)體和通電線圈在磁場里受到力的作用而發(fā)生運動時，消耗了能，獲得了.12.如圖是我們實驗室所用電流表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖.當(dāng)接入電路，有電流通過線圈時，線圈帶動指針偏轉(zhuǎn).該電流表的工作原理是.13．(濱江二模)1901年，挪威人伯克蘭造出世界上第一臺電磁發(fā)射器，首開電磁炮先河。為了認(rèn)識電磁炮的一些特性，小柯制作了一個電磁炮模型，其原理如圖所示。螺線管通電后，在磁力作用下，鐵制撞針迅速前移，推動炮彈射出炮管。(1)小柯想要增強電磁炮中螺線管的磁場，下列方法可行的是(填字母)。A.增加螺線管的線圈匝數(shù)B.改變線圈中的電流方向C.增大通過螺線管的電流(2)由圖可知，鐵制撞針在通電螺線管內(nèi)被磁化，接觸炮彈的一端為極(填“N”或“S”)。(3)圖中炮彈外殼最不可能使用的金屬材質(zhì)是。A.鈦B.鋼C.銅D.鋁14．某校科學(xué)活動課上，小莉和小強各自用一根金屬銅線、一塊強磁鐵、一節(jié)一號干電池分別成功做出了各自簡易的電動機，如圖甲、乙所示。在他倆的展示過程中，細(xì)心的小敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)兩個銅線框的轉(zhuǎn)動方向是相反的，由此小敏提出以下猜想：A.是小莉和小強做的銅線框的形狀不同造成的。B.是貼近電池一側(cè)強磁鐵的極性不同造成的。請你從以上猜想中，選擇一個你認(rèn)為合理的猜想，并寫出簡要的實驗驗證方法。1.安裝好直流電動機模型，接通電源后發(fā)現(xiàn)電動機不轉(zhuǎn)，下列各項情況中不可能成為故障原因的是（）A.電刷跟換向器接觸不良B.線圈恰好在平衡位置C.支架裝置卡住線圈D.電源的正負(fù)極裝反2.下列說法正確的是（）A.磁場對放入其中的導(dǎo)體都有力的作用B.磁場對放入其中的磁體不一定有磁力作用C.磁場對放入其中的通電導(dǎo)體有力的作用D.通電線圈在磁場中一定會轉(zhuǎn)動3.要改變直流電動機線圈轉(zhuǎn)動的方向，可行的辦法是（）A.改變電流的大小B.改變磁場的強弱C.只改變電流方向D.同時改變電流方向和磁場方向4.如圖所示是小明同學(xué)探究“磁場對通電導(dǎo)體的作用”的實驗裝置，ab是一根金屬棒，通過金屬導(dǎo)軌連接到電路中，閉合開關(guān)后，金屬棒沒有運動(儀器、電路都完好)，要想使金屬棒運動起來，下列措施不可行的是（）A.將蹄形磁體的N、S極對調(diào)B.換用磁性強一些的蹄形磁體C.換用能提供較大電流的直流電源D.使用輕質(zhì)金屬棒，減小金屬棒與導(dǎo)軌之間的摩擦力5.(浙江溫州模擬)在圖所示的實驗裝置圖中，能夠說明電動機工作原理的是（）6.(四川