全国通用版备战2021中考物理考点一遍过考点39电动机与发电机含解析.pdf
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1、考点3 9电动机与发电机考点解读一、电动机1 .磁场对通电导线的作用(1)通电导体在磁场里,会受到力的作用。(2)通电导体在磁场里,受力方向与电流方向和磁感线方向有关。2 .电动机(1)原理:电动机是根据通电线圈在磁场中因受力而发生转动的原理制成的,是将电能转化为机械能的装置。(2)构造:电动机是由转子(能够转动的部分)和定子(固定不动的部分)两部分组成的。(3)换向器是由两个铜制半环构成的,两者彼此绝缘。换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时,能自动改变线圈中电流的方向,使线圈连续转动。(4)电动机的转动方向由电流方向和磁场方向决定。改变电动机转动方向的方法:改变电流方向(交换电压接线)或改
2、变磁感线方向(对调磁极)。(5)电动机转速的大小与线圈的匝数、线圈中电流的大小、磁场的强弱有关,即线圈匝数越多,电流越大,磁场越强,转速越快。提高电动机转速的方法:增加线圈的匝数、增加磁体的磁性、增大电流。(6)与热机相比,电动机的优点:构造简单;控制方便;体积小;无污染;效率高;功率可大可小。解读:(1)通电导体在磁场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关。(当电流方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时,力的方向也随之改变;当电流方向和磁感线方向两者同时都发生改变时,力的方向不变。)(2)当通电导线与磁感线垂直时,磁场对通电导线的力最大;当通电导线与磁感线平行时,磁场对通电导线没有力的作用
3、。二、磁生电1 .电磁感应现象(1)英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象,进一步揭示了电与磁之间的联系,发明了发电机。(2)内容:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时;导体中就产生电流,这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。2 .发电机I(1)原理:发电机是根据电磁感应现象制成的。(2)能量的转化:发电机是将机械能转化为电能的装置。(3)构造:发电机是由定子和转子两部分组成的。(4)直流电和交流电:从电池得到的电流的方向不变,通常叫做直流电(DC)电流方向周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流电(AC)在交变电流中,电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率,频率的单位是赫兹,简称
4、赫,符号为Hz。(5)我国供生产和生活用的交流电,电压是220 V,频率是50 H z,周期是0.02s,即1 s内有50个周期,交流电的方向每周期改变2次,所以50 Hz的交流电电流方向1 s内改变100次。解读:导体中感应电流的方向,跟导体的运动方向和磁感线方向有关。(当导体运动方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时,感应电流的方向也随之改变;当导体运动方向和磁感线方向两者同时都发生改变时,力的方向不变。)产生感应电流的条件:电路必须是闭合的;部分导体在磁场中做切割磁感线运动。两个条件缺-不可。重点考向考向一电动机典例引领(2020泰山区二模)如 图 所 示 的 四 个 电 磁 实 验 中
5、,能够说明电动机工作原理的实 验 是()【参考答案】D【详细解析】电 动 机 的 工 作原 理 是:通电线圈在磁场中受到力的作用而转动。A、是 电 磁 感 应 的 实 验 图,属 于 发 电 机 的 原 理,故A不 符 合 题 意;B、是 奥 斯 特 实 验 图,小 磁 针 发 生 偏 转 说 明 通 电 导 体 周 围 有 磁 场,故B不符合 题 意;C、是 交 流 发 电 机 的 原 理 图,是 根 据 电 磁 感 应 现 象 制 成 的,故C不 符 合 题 意;D、电 路 中 有 电 流,通 电 线 圈 或 导 体 受 到 磁 场 力 的 作 用 发 生 运 动,是电动机2的 工 作 原
6、 理,故D符 合 题 意。故 选:D o变式扩展1.(2 0 2 0泰州一模)如 图 为 直 流 电 动 机 的 工 作 原 理 图,分 析 正 确 的 是()A.直流电动机的原理是电磁感应B.电动机通电后不转,可能是线圈刚好处在平衡位置C.电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能D.线圈刚转到平衡位置时,换向器自动改变电路中电流方向【答案】B【解析】A、电 动 机 的 工 作 原 理 是 通 电 线 圈 在 磁 场 中 受 力 转 动,不是电磁感 应,故A错 误;B、电 动 机 通电后不转,可 能 是 线 圈 处 于 平 衡 位 置,线 圈 中 无 电 流,线圈不 受 力 的 作 用,故
7、B正 确;C、电 动 机 工 作 过 程 中,消 耗 的 电 能 大 部 分 转 化 为 机 械 能,但也有少部分转 化 为 内 能,故C错 误;D、换 向 器 的 作 用 是 在 线 圈 刚 转 过 平 衡 位 置 时,自动改变线圈中的电流方向,故D错 误。故 选:B o2.如图所示的装置中,当闭合开关,导体ab就会运动起来,下列说法正确的是A.此现象说明磁可以生电B.电动机是利用图示装置原理来工作的C.导体劭运动方向与电流方向无关D.同时调换蹄形磁铁两极和电源的正负极可以改变导体a方的运动方向3【答案】B【解析】A、当闭合开关、导体仍中有电流通过时,导体数就会运动起来,此现象说明通电导线在
8、磁场中受力的作用,故A错误;B、电动机是利用图示装置原理来工作的说法正确,故B正确;C、导体助运动方向与电流方向和磁场方向都有关,故C错误;D、当电流方向和磁场方向有一个方向发生改变时,导体a6的运动方向就发生改变,如果两个同时改变则导体数运动方向不变,故D错误;故选B。考 向 二 发电机典例引领(2020花都区二模)图 甲 是 发 电 机 原 理 的 示 意 图,图 乙 中 的“O”表示图甲中的 导 线ab(观 察 的 视 线 沿 导 线 由b往a看),当 它 在 磁 场 中 分 别 转 动 到1-4位 置 时,运 动 方 向 己 用 箭 头 标 出,下 列 说 法 正 确 的 是()A.在
9、位置1时,电路中不会产生感应电流B.在位置2时,电路中不会产生感应电流C.在位置3时,电路中不会产生感应电流D.在位置4时,电路中不会产生感应电流【参考答案】A【详细解析】由图可知,由图磁感线方 向 水 平 向 右,1的运动方向与磁感线 方 向 平 行,不 切 割 磁 感 线,不 能 产 生 感 应 电 流;2、3、4的运动方向切割磁 感 线,能 产 生 感 应 电 流。故 选:A。变式扩展(2020郑县二模)当 你 去 歌 厅 唱 歌 时,要 用 到 话 筒(麦 克 风),如图是一种话筒 构 造 示 意 图。当 你 对 着 话 筒 说 话 或 唱 歌 时,产 生 的 声 音 使 膜 片 震
10、动,与膜片 相 连 的 线 圈 也 跟 着 一 起 振 动,线 圈 在 磁 场 中 运 动,产 生 电 流,这样就将声信 号 转 化 成 了 电 信 号。下 列 四 个 实 验 的 原 理 与 该 话 筒 原 理 相 同 的 是()4A./B./C./D./1/i/【答案】C【解析】动 圈 式 话 筒 工 作 过 程 是:声 波 振 动 一 引 起膜片振动一 带动线圈振动 一线 圈 切 割 永 久 磁 体 的 磁 场 产 生 感 应 电 流 一经 放 大 传 给 扬 声 器。由此可知 其 工 作 原 理 是 电 磁 感 应 现 象。A、此 装 置 中 有 电 源,即 通 电 后,小 磁 针 会
11、 偏 转,故说明通电导线周围存在 磁 场,是 电 流 的 磁 效 应,故A错 误;B、此 装 置 中 有 电 源,是 电 动 机 的 原 理 图,是根据通电线圈在磁场中受力而 转 动 的 原 理 制 成 的,消 耗 电 能 产 生 机 械 能,故B错 误;C、此 图 中 没 有 电 源,当 部 分 导 体 做 切 割 磁 感 线 运 动 时,电路中会产生感应 电 流,即 电 磁 感 应 现 象,故C正 确;D、此 图 是 说 明 了 磁 体 周 围 存 在 着 磁 场,故D错 误;故 选:C o2.某同学由电流的磁效应想到:“电能生磁”,那 么“磁能否生电”?他利用如图所示的实验装置“探究导体
12、在磁场中运动时产生电流的条件”。把铜棒4 6、演示电流表和电键连成电路,闭合电键后,将铜棒加?在磁场中多次运动时观察到的现象记录在下表中。实验序号磁场方向导 体 的 运 动 方 向电流表指针的偏转方向1上N下S向右运动向左偏转2上N下S向左运动向右偏转53上 N 下 S向上运动不偏转4上 S 下 N向下运动不偏转分析表中记录的实验现象,可以初步得出:(1)实验中,通过观察 判断电路中是否有电流。(2)闭合电路,导体在磁场中运动时,产生电流的条件是:(1)演示电流表指针是否偏转(2)导体的运动方向与磁场方向不平行【答案】电流表指针是否偏转(2)导体的运动方向与磁场方向不平行【解析】(1)电流看不
13、见摸不着,要知道电流的存在可用转换法,通过电流产生的效应来认识电流,本实验中确定电路里有无感应电流产生的依据是电流表指针是否偏转;(2)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流,把这种现象叫做电磁感应。“切割磁感线”的含义指导体的运动方向与与磁感线方向不平行;可以从实验中看出,实验3、4中没有产生感应电流是因为导体运动的方向与磁场的方向一致,是平行的。而实验1、2中导体运动的方向与磁场的方向不平行,这才叫“切割磁感线”。练习精选考点闯关一、单选题1.(2 0 2 0 广州市广东实验中学九年级三模)“通电导体在磁场中受到力的作用”也称 为“磁场对电流的作用”,而这个力
14、其实是导体内电荷运动时受到的力的合力。如图所示,是一段通电导体在磁场中受到的力的示意图,则以下关于对带电粒子在均匀磁场中运动时的受力方向描述正确的是(“义”表示磁感线垂直纸面向里,“U”表示磁感线垂直纸面向外)()X 义,X XX X W XX更 流 火XX X X XX X X X6X X X XX X X X2.(2 0 2 0 青海海东市)如图所示的是我国生产的某种电动式无针注射器工作示意图,通电时永磁体的磁场与通电线圈相互作用,产生强大的助推力,使药液以接近声音的速度注入皮肤,3.(2 0 2 0 苏州市吴江区江村实验学校九年级一模)如图所示,干电池底部吸有强磁铁(可导电),在干电池的
15、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,则()4 I B强磁铁A.只有导线框A 侧受到磁场对电流的作用B.只有导线框B 侧受到磁场对电流的作用C.导线框A 侧、导线框B 侧均受到磁场对电流的作用D.如只将强磁铁翻转放置,导线框转动方向不变4.(2 0 2 0 云南红河哈尼族彝族自治州 九年级二模)如图所示的实验电路中,电动机原理的实验电路是()75.(2019 江苏扬州教育学院附中中考模拟)如图所示为公交车自动爆破器,危机时刻,司机只需按下开关,自动爆破器即可自动完成破窗.自动爆破器
16、就相当于一个电控安全锤,它是利用电磁线圈在通电的时候产生一个冲击力,带动鸨钢头击打车窗玻璃边角部位,实现击碎玻璃的目的.图中的实验与自动爆破器工作原理相同的是6.(2020 山西)如图所示,电动平衡车是一种新型交通工具,被广大青少年所喜爱.图中与电动平衡车驱动前行过程原理相同的是87.(2019 湖北孝感市)电磁炮是一种先进的动能杀伤武器,它是利用磁场对通电导体作用的原理,对金属炮弹进行加速,具有速度快、命中率高等特点.下图中与此工作原理相同的是8.(2020 陕西渭南市 九年级三模)如图为一款无线充电式悬浮UF0音箱。使用时底座内的送电线圈产生交变磁场,使音箱内的受电线圈感应到电磁信号,产生
17、感应电流给音箱充电,音箱悬起并开始播放音乐,下面关于这款音箱的表述正确的是()9底座A.工作时底座的上部和音箱上端一定是同名磁极B.送电线圈通电时产生磁场,说明电流具有磁效应C.受电线圈工作利用的是通电导体在磁场受力转动D.扬声器的工作原理与发电机的工作原理相同9.(2020 山东临沂市 九年级二模)电磁起重机能产生强大的磁场,能够方便收集和搬运铁片、铁丝、铁钉、废铁和其他各种铁料,使用起来十分方便,下面能说明电磁起10.(2020 山西吕梁市)下列实验中,相关现象说法正确的是()A.3通电导线周围存在磁场,将小磁针移走,该磁场消失B.闭合开关,通电螺线管右端为N极C.闭合开关,导体ab向右运
18、动的过程中,电能转化为机械能D.该装置可以研究通电导体在磁场中的受力情况101 1.(2 0 2 0 山东济南市 九年级一模)如图所示,动圈式话筒的膜片与线圈固定在一起,线圈套在磁铁上。当我们对着话筒讲话时,声音使膜片振动,膜片带动线圈也一起振动,于是线圈中就产生了随声音变化的电流。则动圈式话筒的工作原理是()A.电流的磁场 B.磁场对电流的作月C.电磁感应现象 D.电荷间的相互作用1 2.(2 0 1 8 山东枣庄市九年级二模)如图,是手摇式手电筒,只要转动手电筒的摇柄,灯泡就能发光。下列实验能揭示手电筒工作原理的是()D.1 3.(2 0 2 0 山东济南市 九年级三模)我国未来的航母将采
19、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,弹射车受到强大的推力带动舰载机快速起飞。下列四幅实验装置图中反映电磁弹射器工作原理的是()II14.(2020 山东泰安市 九年级二模)下列有关电磁感应现象的说法正确的是()A.电磁感应现象是英国物理学家安培首先发现的B.探究电磁感应现象应选用图甲所示的装置进行实验C.闭合电路的一部分导体在磁场中运动就会产生感应电流D.利用电磁感应现象可以制成电动机,实现机械能转化为电能二、多选题15.(2019 河南周口市)对如图所示四个实验装置的说法中,正确的是()A.图甲可用来演示通电导体在磁场中的受
20、力情况12B.图乙可用来演示发电机的工作原理C.图丙可用来演示电磁铁磁性的强弱与线圈匝数多少的关系D.图丁可用来演示电动机的工作原理三、填空题1 6.(2 0 2 0 湖北黄冈市 九年级二模)如图所示是研究电磁感应现象的实验装置图。闭合开关后,导体棒若在_(填“水平”或“竖直”)方向运动时,电流表指针会发生偏转:保持劭棒切割磁感线的方向不变,_ _ _ _ _,棒内电流方向将发生改变。1 7.(2 0 1 9 江西南昌市九年级其他模拟)小亮自制了如图装置。在有机玻璃管上绕着带有绝缘层的导线,线圈两端连接着小功率灯泡,管内放入条形磁铁,用橡皮塞堵住管口两端,当沿图中箭头方向来回摇动玻璃管时,小灯
21、泡就会发光。该装置发电的原理是,线圈中电流的方向是_ _ _ _ _ _(选 填“变化”或“不变”)的。1 8.(2 0 2 0 江苏盐城市 九年级其他模拟)动圈式话筒的工作原理如图所示,当声波使金属膜片振动时,连接在膜片上的线圈(叫做音圈)随着一起在磁铁的磁场里振动,产生电流(电信号),它的工作原理是;扩音机的作用是增大声音的:声音(能或不能)在固体或在液体中传播。永久磁体,线圈明1 9.(2 0 1 9 江西南昌市 九年级其他模拟)如图航拍无人机,它核心部件是电动机,它是把 能转化成 能的装置。1320.(2020 广东广州市九年级一模)如图所示,线圈。机力位于磁场中,当K与1接通时,段导
22、线中电流方向为(选 填“af 6”或a”),a。段导线受磁场力耳的方向竖直向上,请在图中画出此时立 段导线受到的磁场力F2;当K改为与2接通时,段导线受磁场力方向一。21.(2020 陕西商洛市九年级其他模拟)如图,是小米公司研发的智能小爱音箱,支持W iF i无线连接,可以进行播放音乐、电台点众多内容小爱音箱与手机连接时是通过 来传递信息的;小爱音箱内置一块可充电的锂电池,在电池充电过程中是将电能转化为_ _ _ _ _能;小爱音箱的核心部件是扬声器,扬声器的原理与_ _ _ _ _ _(选 填“发电机”或“电动机”)大致相同。四、实验题22.(2020 云南红河哈尼族彝族自治州 九年级二模
23、)如图所示进行通电导线在磁场中受力运动实验,回答下列问题:(1)把导线放在磁场里,接通电源,闭合开关,让电流通过导线a8会发现导线(选 填“运动”或“静止”)。(2)把电源的正负极对调后,使通过导线的电流方向与原来相反,这时导线。(3)保持电源的正负极不变,对调磁体的磁极,使磁场的方向与原来相反,这时导线aA将反向运动。由此可以得出通电导线在磁场中受力的作用,力的方向跟_的方向和14一的方向都有关系。根 据 这 个 原 理 制 成 了(选 填“发电机”或“电动机”)。(4)通过观察导线运动方向,来判断导线在磁场中受力方向,用到的物理学方法是(选填下列选项对应的符号)。A.类比法B.控制变量法C
24、.转换法(5)小李想在这个实验的基础上进行改造,来探究“哪些因素影响感应电流的方向”为了观察到明显的实验现象,他 应 把 图 中 的 电 源 换 成 很 灵 敏 的(选 填“电流表”或者“电压表”)。2 3.(2 0 2 0 全国九年级单元测试)在研究“磁场对通电导体的作用”的实验中:(1)如图甲所示,把金属杆他放在磁场里,闭合开关,观察到金属杆劭向右运动,利用 此 现 象 原 理 人 们 制 成 了 (选 填“电动机”或“发电机”);(2)改变磁场方向或电流方向,观察到的实验现象记录在表格中。分析第(填实验序号)次数据可知,通电金属杆在磁场中受力方向与磁场方向有关;分析第1 与 3或2与 4
25、 次数据可知_;(3)如图乙所示,闭合开关,让金属杆c d 做切割磁感线运动,此时金属杆a b_(选填“会”或“不会”)受到力的作用。实验序号1234磁场方向向卜向上向下向上15电流方向b-ab-aa-ba-b助运动方向右左左右五、综合题24.(2020 苏州市吴江区北库中学九年级一模)阅读短文,回答文后的问题。我市运河大桥上的路灯,采用风力发电给蓄电池充电,然后为路灯提供电能,即节能又环保。该路灯系统还利用了光敏电阻作为传感器,借助电磁开关,可以实现路灯自动在白天关闭、黑夜打开。该路灯系统采用的光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化,可以近似认为,照射光较强(如白天)时电阻几乎为0,照射光较弱(
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