浙教版八年级下科学同步学习精讲精练

第1章　电与磁

1.4　电动机

一、磁场对通电导体的作用

1.磁场对通电导体的作用

(1)通电导体在磁场中受力原因

如图所示，闭合开关，磁体周围存在磁场，通电导体周围也存在磁场，一个磁体和一个通电导体接近时，磁体会受到力的作用，而力的作用是相互的，所以通电导体也要受到磁体的力的作用。这种相互作用是通过磁场而发生的。所以，磁场对电流产生力的作用，实际上也是磁体之间通过磁场而发生的相互作用。

(2)通电导体在磁场中受到的力的方向

通电导体在磁场中受到的力的方向与电流方向和磁场方向有关。只改变电流方向或只改变磁场方向，导体的受力方向改变；同时改变电流方向和磁场方向，导体的受力方向不变。

(3)通电导体在磁场中受到的力的大小

通电导体的电流方向与磁感线方向平行时，导体不受磁场力的作用；当两者方向相互垂直时，导体受到的磁场力最大。受力大小与电流大小和磁场强弱有关。电流越大，磁场越强，受力越大。

2磁场对通电线圈的作用

原理：(1)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场力的方向相反且不在一条直线上，在这两个力的作用下，线圈会发生转动(如图甲所示)。当线圈由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，而且大小相等、方向相反，是一对平衡力。线圈在这对平衡力的作用下可以在该位置保持静止。这一位置叫作平衡位置，此时线圈所在平面恰好与磁感线垂直。

(2)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(如图乙所示)。这是因为通电线圈转到平衡位置时具有一定速度，由于惯性它会继续运动，但由于这时受到磁场力及摩擦力，它又会返回平衡位置，所以它会摆动几下后再停下来。

二、直流电动机

1.工作原理

直流电动机靠直流电源供电，利用通电线圈在磁场里受到力的作用而转动的原理制成，是把电能转化为机械能的装置。

2.构造

如图所示，直流电动机主要由磁铁(定子)线圈(转子)、换向器(E、F)和电刷(图中A、B)等构成。

3.换向器的结构与作用

(1)结构：由两个铜质半环构成，与电刷配合使用。

(2)作用：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，从而改变线圈中的电流方向和受力方向，使线圈持续转动。

4.影响直流电动机转动方向和速度的因素

(1)转动方向与电流方向和磁场方向有关：只改变电流方向或只改变磁场方向，转动方向改变；电流方向和磁场方向同时改变，则转动方向不变。

(2)转速大小与电流大小和磁场强弱有关：电流越大，磁场越强，转速越快，

5.优点

(1)通、断电迅速，启动、停止速度快。

(2)容易改变电流的大小和方向，倒转和变速方便。

(3)效率高、噪声和污染小、质量小。

考法 判断通电导体的受力方向的方法

判断通电导体的受力方向的方法：左手定则。如图所示，伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把左手放人磁场中，让磁感线垂直穿过手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中的受力方向

【名师提醒】通电导体在磁场中受力的方向既与电流的方向垂直，又与磁场方向垂直。

【例】如图ab是一根导线，它是闭合电路的一部分，当电路接通，电流方向从a到b时，它在磁场中按箭头方向运动；若电流方向从b到a，下列导线的运动方向正确的是(   )

【常考1】磁场对通电导体的作用

【例1】我国航母舰载机起飞将采用自行研制的电磁弹射器，电磁弹射系统包括电源、储能装置、导轨和脉冲发生器等等，电磁弹射器的弹射车与舰载机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车的导体有强电流通过时，就可以受到强大的推力，下列各图中与弹射车工作原理一致的是(   )

【例2】(江西中考)如图所示，是灵敏电流计内部结构示意图，它的工作原理是利用通电导体在   

        中会受到力的作用，使指针发生偏转。此时如果改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向      (填“会”或“不会”)发生改变。

【常考2】通电导体在磁场中受力的分析

【例3】(广州中考) 如图所示， 线圈abcd位于磁场中， K与1接通时，ab段导线受磁场力F的方向向上；当K改为与2接通时，ab段导线受磁场力(   )

A.方向向下    B.方向向上  C.为零，因为电源反接  D.为零，因为电路一定是断路

【易错】判断通电导体在磁场中的受力常见错误，一是误认为通电导体在磁场中一定受到力的作用；二是误以为通电导体一旦受到力的作用一定会运动。解通过实验发现，通电导体在磁场中会受到力的作用， 如图所示， 线圈abcd位于磁场中， K与1接通时，ab段导线受磁场力F的方向向上；当K改为与2接通时，磁场方向不变，线圈中电流方向相反了，则ab段导线受磁场力的方向相反，即方向向下。

【方法技巧】判断通电导体在磁场中受力的方向：通电导体在磁场中受力的方向既与电流的方向垂直，又与磁场.方向垂直，可用左手定则判断。

【常考3】电动机的原理

【例4】(聊城中考)如图为直流电动机的基本构造示意图。以下相关的分析中正确的是(   )

A.电动机是利用电磁感应的原理工作的

B.电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能

C.使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的

D.仅改变磁感线的方向可改变线圈转动的方向

【例5】(茂名中考)如图所示是         的工作原理图。当其正常工作时，       能转化为       能。

【易错】电动机的工作原理及能量转化。

【方法技巧】电动机的原理：电动机是利用通电线圈在磁场中转动的原理制成的。

1.要改变通电导体在磁场中的运动方向，以下方法中可行的是(   )

①只改变电流的方向  ②只改变磁场的方向  ③只改变电流的大小  ④同时改变电流方向和磁场的方向

A.①④    B.①②④  C.①②③  D.①②

2.某通电直导体在磁场中受力作用的情况如图所示，则在A、B、C、D四个图中通电直导体在磁场中受力作用的方向跟它相同的是 (   )

3.如图所示的是(   )

A.交流发电机工作原理图                  B.直流电动机工作原理图

C.演示磁场对直线电流的作用的装置图      D.用来研究奥斯特实验的装置图

4.下列电器，对应的工作原理正确的是 (   )

A.电灯电流的磁效应                  B.电动机—磁场对通电导线的作用

C.电磁铁 电流的热效应               D.电烙铁 电流的化学效应

5.要想使一台直流电动机的转速增大一些，下列方法中不能达到目的的是 (   )

A.增大线圈中的电流   B.更换电源，用输出电压较高的直流电源

C.将磁体的磁极对调   D.再增多一磁体，使该磁体产生的磁场与原有磁场方向一致

6.(辽宁大连中考)电动机的工作原理是(   )

A.电磁感应   B.电流周围存在磁场   C.磁场对通电导线的作用  D.同名磁极互相排斥

7.(多选)在安装直流电动机的模型时，要使线圈的转向改变，可采取(   )

A.将电源两极对调   B.将两磁极对调   C.增大电流   D.以上措施都无效

8．(2018西湖校级月考)一次科学探究活动中，小明把一个正在发光的灯泡放到蹄形磁体中间，惊讶地发现灯丝在晃动。关于这种现象，下列说法正确的是(   )

A. 灯丝晃动是一种电流的磁现象     B. 灯丝晃动时受力平衡

C. 灯丝晃动是受到磁体的吸引作用   D. 灯丝晃动是磁场对通电线圈的作用

9．(绵阳中考)一矩形线圈放在蹄形磁铁的两极之间，刚通电时在磁场作用下扭转方向如图甲所示。现将该线圈放在图乙所示的蹄形螺线管间，a、b为螺线管与电源的接口。某同学进行了如下四次操作：

①a接正极、b接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流

②b接正极、a接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流

③a接正极、b接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流

④b接正极、a接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流

线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同的是(    )

A. ①和③　　　  B. ②和④    C. ①和④　　　  D. ②和③

10．小敏发现教室的投影幕布有一个开关，通过其转换可以使幕布上升或下降。请教老师后得知，电动机的旋转方向会随电流方向的改变而改变。于是她用单刀双掷开关及其他元件设计了如图所示的电路，其中能通过开关的转换而改变电动机旋转方向的是(   )

11.如图所示实验中，会发现导体        .通过这个实验可知：通电导体              .利用此原理可以制成        .通电直导体和通电线圈在磁场里受到力的作用而发生运动时，消耗了    能，获得了      .

12.如图是我们实验室所用电流表的内部结构示意图.当接入电路，有电流通过线圈时，线圈带动指针偏转.该电流表的工作原理是                     .

13．(滨江二模)1901年，挪威人伯克兰造出世界上第一台电磁发射器，首开电磁炮先河。为了认识电磁炮的一些特性，小柯制作了一个电磁炮模型，其原理如图所示。螺线管通电后，在磁力作用下，铁制撞针迅速前移，推动炮弹射出炮管。

(1)小柯想要增强电磁炮中螺线管的磁场，下列方法可行的是          (填字母)。

A. 增加螺线管的线圈匝数

B. 改变线圈中的电流方向

C. 增大通过螺线管的电流

(2)由图可知，铁制撞针在通电螺线管内被磁化，接触炮弹的一端为     极(填“N”或“S”)。

(3)图中炮弹外壳最不可能使用的金属材质是     。

A. 钛　　　　   B. 钢   C. 铜　　  D. 铝

14．某校科学活动课上，小莉和小强各自用一根金属铜线、一块强磁铁、一节一号干电池分别成功做出了各自简易的电动机，如图甲、乙所示。在他俩的展示过程中，细心的小敏同学发现两个铜线框的转动方向是相反的，由此小敏提出以下猜想：

A. 是小莉和小强做的铜线框的形状不同造成的。

B. 是贴近电池一侧强磁铁的极性不同造成的。

请你从以上猜想中，选择一个你认为合理的猜想，并写出简要的实验验证方法。

1.安装好直流电动机模型，接通电源后发现电动机不转，下列各项情况中不可能成为故障原因的是 (   )

A.电刷跟换向器接触不良   B.线圈恰好在平衡位置

C.支架装置卡住线圈       D.电源的正负极装反

2.下列说法正确的是 (   )

A.磁场对放入其中的导体都有力的作用     B.磁场对放入其中的磁体不一定有磁力作用

C.磁场对放入其中的通电导体有力的作用   D.通电线圈在磁场中一定会转动

3.要改变直流电动机线圈转动的方向，可行的办法是(   )

A.改变电流的大小  B.改变磁场的强弱   C.只改变电流方向  D.同时改变电流方向和磁场方向

4.如图所示是小明同学探究“磁场对通电导体的作用”的实验装置，ab是一根金属棒，通过金属导轨连接到电路中，闭合开关后，金属棒没有运动(仪器、电路都完好)，要想使金属棒运动起来，下列措施不可行的是 (   )

A.将蹄形磁体的N、S极对调        B.换用磁性强一些的蹄形磁体

C.换用能提供较大电流的直流电源   D.使用轻质金属棒，减小金属棒与导轨之间的摩擦力

5.(浙江温州模拟)在图所示的实验装置图中，能够说明电动机工作原理的是 (   )

6.(四川成都中考)如图是探究“让通电导体在磁场中动起来”的装置图，下列说法正确的是(A)

A.该装置探究的是电动机的原理                B.该装置探究的是发电机的原理

C.只改变电流方向时，通电导体的受力方向不变  D.只改变磁场方向时，通电导体的受力方向不变

7．如图所示，线圈abcd位于磁场中，K与1接通时，ab段导线受磁场力F的方向向上；当K改为与2接通时，ab段导线受磁场力(   )

A. 方向向下  B. 方向向上 C. 为零，因为电源反接  D. 为零，因为电路一定是开路

8.如图所示，把一个通电的矩形线圈abcd放在磁场中， 它就会     ， 但当线圈转到与磁感线垂直时，由于ab边和cd边上受到的力恰好在同一      上，而且      相等，      相反，线圈就不再     .

9.在探究通电导线在磁场中的受力方向与什么有关系时，一位同学做了如图1-4-10(a)、(b)、(c)的三个实验.图中AB表示闭合电路的一部分导线，导线上的箭头表示电流的方向，F表示导线受力的方向，S、N表示蹄形磁铁的南北极.

(1)通过实验(a)和(b)说明，通电导线在磁场中的受力方向与      方向有关.

(2)通过实验(a)和(c)说明，通电导线在磁场中的受力方向与      方向有关.

10．如图所示是小明制作的一台简易电动机。

甲              乙

(1)电动机的线圈绕制好后，小明将线圈左端引出线的绝缘漆刮掉一半，右端引出的绝缘漆全部刮掉，他这样做的目的是使线圈通电时能够                        。

(2)开关闭合后，电动机不转，用手轻推一下线圈，线圈就转动起来，则开始时线圈不转的原因是                     。

(3)要想改变线圈的转动方向，小明可采取的措施是                        (写出两点)。

(4)小明还想设计一个能调节电动机转速的装置，请在图乙的方框内画出实验电路图(电动机符号用表示)。