電動(dòng)機(jī) 磁生電浙教版 八年級(jí)科學(xué)下冊(cè)【思維導(dǎo)圖+知識(shí)提要+典例提升】

1.4-1.5電動(dòng)機(jī)磁生電【思維導(dǎo)圖】【知識(shí)點(diǎn)全掌握】磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里，會(huì)受到力的作用。（2）通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里，受力方向與電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)。電動(dòng)機(jī)（1）基本結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)子（線圈）、定子（磁體）、電刷、換向器電刷的作用：與半環(huán)接觸，使電源和線圈組成閉合電路。換向器的作用：使線圈一轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置就改變線圈中的電流方向。（2）原理：通電線圈在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)的原理制成的。通電線圈在磁場(chǎng)中的受力大小跟電流（電流越大，受力越大）有關(guān)。通電線圈在磁場(chǎng)中的受力大小跟磁場(chǎng)的強(qiáng)弱（磁性越強(qiáng)，受力越大）有關(guān)。通電線圈在磁場(chǎng)中的受力大小跟線圈的匝數(shù)（匝數(shù)越大，受力越大）有關(guān)。直流電動(dòng)機(jī)的工作原理：甲：電流方向和力的方向如圖所示，線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。乙：線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)，兩電刷恰好接觸兩半環(huán)間的絕緣部分；線圈由于慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置后，電流改變方向。丙：ab和cd的電流方向與圖甲相反，受力方向也相反，線圈仍順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。丁：線圈又轉(zhuǎn)到平衡位置，換向器又自動(dòng)改變電流方向。（3）應(yīng)用：直接電動(dòng)機(jī)：電動(dòng)玩具、錄音機(jī)、小型電器等交流電動(dòng)機(jī)：電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、家用電器等。（4）特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、體積小、效率高。3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象（1）電磁感應(yīng)現(xiàn)象是英國(guó)的物理學(xué)家法拉第第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的。（2）電磁感應(yīng)：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流。感應(yīng)電流：由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。電流中感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)。電磁感應(yīng)現(xiàn)象的能量轉(zhuǎn)化：把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。4.發(fā)電機(jī)（1）構(gòu)造：由磁體、線圈、滑環(huán)、電刷組成，與電動(dòng)機(jī)相似，但沒(méi)有電動(dòng)機(jī)的換向器。（2）工作原理：發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)器?！纠}精析】（2021?湖州）如圖是動(dòng)圈式話筒的部分結(jié)構(gòu)。聲波使振膜左右振動(dòng)，連接在振膜上的線圈也隨之一起振動(dòng)，切割永磁體的磁感線產(chǎn)生電流，此過(guò)程中（）A．利用了電磁感應(yīng)原理 B．利用了通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的原理 C．利用了電流的磁效應(yīng) D．產(chǎn)生了直流電（2021?麗水）麗水處州府城一角的磨盤(pán)特別受小孩青睞。當(dāng)人推著磨盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磨盤(pán)上豎著的“麗水”兩字和其周?chē)鷫Ρ谏系臒敉瑫r(shí)亮起（如圖）。下列四幅圖中能反映其工作原理的是（）A． B． C． D．（2019?寧波）磁共振成像是一種較新的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，它采用強(qiáng)靜磁場(chǎng)和變化磁場(chǎng)使人體組織成像。若攜帶金屬物做磁共振成像，強(qiáng)靜磁場(chǎng)會(huì)吸引鐵質(zhì)物品，變化磁場(chǎng)會(huì)使攜帶的金屬中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使金屬發(fā)熱而灼傷病人，重則危及生命。上述說(shuō)明中，沒(méi)有涉及的知識(shí)是（）A．鐵在磁場(chǎng)里會(huì)被磁化 B．磁能生電 C．電流的熱效應(yīng) D．同名磁極相互排斥（2019?衢州）為研究“通電螺線管磁性強(qiáng)弱與有無(wú)鐵芯的關(guān)系”，小科設(shè)計(jì)了如圖1電路。（1）強(qiáng)弱判斷：通電螺線管吸引大頭針數(shù)量越多，表示其磁性越。（2）具體操作：①將無(wú)鐵芯的螺線管接入電路，把變阻器滑片P移至最下端，閉合開(kāi)關(guān)S，發(fā)現(xiàn)螺線管吸引大頭針數(shù)量較少。②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，在螺線管中插入鐵芯，將變阻器滑片P稍向上移，閉合開(kāi)關(guān)S，發(fā)現(xiàn)螺線管吸引大頭針數(shù)量較多。（3）評(píng)價(jià)交流①上述實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，且存在的錯(cuò)誤是。②通電螺線管磁性強(qiáng)弱無(wú)法用肉眼直接觀察，本實(shí)驗(yàn)用吸引大頭針數(shù)量反映磁性強(qiáng)弱。圖2所示實(shí)驗(yàn)采用的方法與之相同的有?！玖?xí)題鞏固】一．選擇題（共8小題）1．新型智能手機(jī)無(wú)線充電技術(shù)原理如下：當(dāng)交變電流通過(guò)充電底座中的線圈時(shí)，線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，如圖所示，帶有金屬線圈的智能手機(jī)靠近該磁場(chǎng)就能產(chǎn)生電流，通過(guò)“磁生電”來(lái)實(shí)現(xiàn)充電。下列設(shè)備也是利用“磁生電”原理工作的是（）A．電鈴 B．發(fā)電機(jī) C．電動(dòng)機(jī) D．電磁起重作用2．小明將微風(fēng)電風(fēng)扇與小燈泡按如圖所示的電路連接并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用手快速撥動(dòng)風(fēng)扇葉片，這時(shí)發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光，微風(fēng)電風(fēng)扇居然變成了“發(fā)電機(jī)”。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．電風(fēng)扇發(fā)電過(guò)程是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 B．小燈泡發(fā)光是把光能轉(zhuǎn)化為電能 C．電風(fēng)扇發(fā)電的原理是電磁感應(yīng) D．電風(fēng)扇發(fā)電的原理是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到力的作用3．如圖所示，新型智能手機(jī)無(wú)線充電技術(shù)應(yīng)用了電磁感應(yīng)原理，當(dāng)交變電流通過(guò)充電底座中的線圈時(shí)，線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，帶有金屬線圈的智能手機(jī)靠近該磁場(chǎng)就能產(chǎn)生電流，通過(guò)“磁生電”來(lái)實(shí)現(xiàn)充電。下列設(shè)備也是利用“磁生電”原理工作的是（）A．發(fā)電機(jī) B．電動(dòng)機(jī) C．電烙鐵 D．電磁起重機(jī)4．將小電動(dòng)機(jī)與小燈泡按如圖所示的電路連接，在小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上繞線，然后用力拉線，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，小燈泡發(fā)光。有關(guān)該現(xiàn)象有下列幾種說(shuō)法，其中正確的是（）①此時(shí)電動(dòng)機(jī)是電源②這是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象③這是電流的磁效應(yīng)④此電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越快，燈泡越亮A．①②③ B．①③④ C．①②④ D．②③④5．跳繩也可以“發(fā)電”。用一根帶有絕緣皮的長(zhǎng)銅導(dǎo)線做跳繩，將它的兩端與固定在地面上的靈敏電流計(jì)相連，搖動(dòng)跳繩時(shí)，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針左右擺動(dòng)。則（）A．向任意方向搖繩均可產(chǎn)生電流 B．電流方向與繩子運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān) C．此過(guò)程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 D．跳繩發(fā)電屬于電流的磁效應(yīng)6．下列關(guān)于直流電動(dòng)機(jī)的線圈中的電流方向和外部電流的方向的說(shuō)法中，正確的是（）A．線圈中的電流和外部電路中的電流方向都是不變的 B．線圈中的電流和外部電路中的電流方向都是變化的 C．線圈中的電流方向是不變的，外部電路中的電流方向是改變的 D．線圈中的電流方向是變化的，外部電路中的電流方向是不變的7．電動(dòng)汽車(chē)逐漸被更多的家庭認(rèn)可，它是以車(chē)載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪行駛的車(chē)輛，其對(duì)環(huán)境影響相對(duì)傳統(tǒng)汽車(chē)較小，圖中能說(shuō)明電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)工作原理的是（）A． B． C． D．8．小應(yīng)自制了一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)模型，如圖所示?；匦吾樧龀蓛蓚€(gè)支架，分別與電池兩極相連。用漆包銅線繞成一個(gè)線圈，以線圈引線為軸，用小刀刮去軸的一端全部絕緣漆，另一端只刮去上半周絕緣漆。將線圈放在支架上，磁體放在線圈邊，閉合開(kāi)關(guān)，輕輕撥動(dòng)線圈，此時(shí)線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．若僅改變磁極方向，線圈會(huì)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) B．若再增加一節(jié)干電池，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)速度加快 C．刮去上半周絕緣漆，作用相當(dāng)于換向器 D．工作時(shí)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能二．填空題（共3小題）9．將兩塊磁鐵分別吸在干電池的正負(fù)極上，使兩個(gè)磁鐵的N極都向外，構(gòu)成了一個(gè)可以在平面上滾動(dòng)的滾輪。如圖所示，將錫箔紙平鋪在水平桌面上，再將滾輪輕輕放在錫箔紙上，由于錫箔具有（選填“導(dǎo)電”或“導(dǎo)熱”）性，滾輪立刻開(kāi)始向前滾動(dòng)。滾輪能夠滾動(dòng)的原理與（選填“電動(dòng)機(jī)”或“發(fā)電機(jī)”）相同。若讓滾輪向相反的方向滾動(dòng)，下列操作可行的是（選填序號(hào)，①僅將電池正負(fù)極對(duì)調(diào)一下；②將兩端磁鐵的N、S極和電池的正負(fù)極均對(duì)調(diào)）。10．在復(fù)習(xí)“電流的磁場(chǎng)”和“磁場(chǎng)對(duì)電流的作用”時(shí)，小明想：通電導(dǎo)體周?chē)嬖诖艌?chǎng)，磁場(chǎng)又會(huì)對(duì)通電導(dǎo)體產(chǎn)生力的作用，那么相互靠近的兩根通電導(dǎo)體間是否會(huì)產(chǎn)生力的作用呢？（1）小明找來(lái)了兩根柔軟的導(dǎo)線，相距較近地并排固定在接線板上，實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示，接通電路，觀察到的現(xiàn)象如圖乙所示。該實(shí)驗(yàn)表明。（2）小明認(rèn)為：改變其中一根通電導(dǎo)體的電流方向，它們之間作用力的方向也會(huì)發(fā)生改變。他這樣想的理由是：電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與的方向有關(guān)。11．如圖是手機(jī)無(wú)線充電的原理簡(jiǎn)化圖。當(dāng)充電器接通電源后，交流電通過(guò)充電器線圈時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，當(dāng)手機(jī)放在充電器上時(shí)，手機(jī)中的線圈就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電。請(qǐng)分析：（1）“充電器線圈”的實(shí)驗(yàn)原理與（選填“甲”“乙”或“丙”）圖相同，它將產(chǎn)生方向選填“變化”或“不變”）的磁場(chǎng)（2）與“手機(jī)線圈”工作原理相同的是（選填“電動(dòng)機(jī)”或“發(fā)電機(jī)”）。三．實(shí)驗(yàn)探究題（共3小題）12．如圖，是電學(xué)實(shí)驗(yàn)箱中的電動(dòng)機(jī)。該電動(dòng)機(jī)中有兩個(gè)半環(huán)形磁體，為了研究磁極分布情況，提出了三種猜想并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，如表。（1）請(qǐng)將猜想2內(nèi)容補(bǔ)充完整：磁極呈分布。（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)，可判斷猜想（選填“1”、“2”或“3”）是正確的。．（3）結(jié)合電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，推斷兩磁鐵的南北極分布是否完全一樣？并說(shuō)明判斷理由。猜想描述猜想1：磁極呈上下分布猜想2：磁極呈？分布猜想3：磁極呈內(nèi)外分布圖示實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象固定上面磁鐵，將下面磁鐵的兩端分別接觸上面磁鐵的下端，均被吸引固定左邊磁鐵，將右邊磁鐵兩側(cè)分別靠近，均被吸引固定左側(cè)磁鐵，將右側(cè)磁鐵靠近，兩磁鐵互相排斥實(shí)驗(yàn)圖示13．小應(yīng)對(duì)手機(jī)無(wú)線充電的原理感到好奇。查閱資料后得知：充電時(shí)充電器內(nèi)的發(fā)射線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，手機(jī)內(nèi)的接收線圈會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流給電池充電，結(jié)構(gòu)如圖1。學(xué)過(guò)電磁感應(yīng)原理的小應(yīng)提出質(zhì)疑：手機(jī)和充電器在充電過(guò)程中都不動(dòng)，并沒(méi)有做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，為何會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流？對(duì)此，他設(shè)計(jì)了圖2實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。（1）閉合開(kāi)關(guān)后靈敏電流計(jì)指針并沒(méi)有發(fā)生偏轉(zhuǎn)。小應(yīng)認(rèn)為，可能是P線圈中的感應(yīng)電流過(guò)小，于是將變阻器滑片向移。他這樣做是基于假設(shè)：感應(yīng)電流大小與磁場(chǎng)強(qiáng)弱有關(guān)。（2）滑片移到預(yù)期位置后，仍未觀察到指針偏轉(zhuǎn)，但在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)、閉合開(kāi)關(guān)、移動(dòng)滑片時(shí)靈敏電流計(jì)指針有明顯偏轉(zhuǎn)。請(qǐng)教老師后得知當(dāng)閉合電路圍成的平面內(nèi)，磁感線數(shù)量發(fā)生改變時(shí)，電路中能產(chǎn)生感應(yīng)電流。請(qǐng)根據(jù)上述事實(shí)，解釋在圖3實(shí)驗(yàn)中若導(dǎo)體ab上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合電路中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因。操作序號(hào)開(kāi)關(guān)及滑動(dòng)變阻器狀態(tài)靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向1開(kāi)關(guān)由斷開(kāi)變?yōu)殚]合向左2開(kāi)關(guān)由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)向右3開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，滑片向左移動(dòng)向左4開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，滑片向右移動(dòng)向右5改變電源正負(fù)極，閉合開(kāi)關(guān)，滑片向左移動(dòng)向左6改變電源正負(fù)極，閉合開(kāi)關(guān)，滑片向右移動(dòng)向右（3）小應(yīng)發(fā)現(xiàn)不同情況下靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向不同。他猜測(cè)與Q線圈中的電流方向改變有關(guān)。于是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄現(xiàn)象。小皓認(rèn)為小應(yīng)的說(shuō)法并不正確，表格中的（填操作序號(hào)）這兩次實(shí)驗(yàn)可成為小皓作出這個(gè)判斷的理由。14．某學(xué)習(xí)興趣小組同學(xué)在“探究什么情況下磁可以生電”的實(shí)驗(yàn)中，連接了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。閉合開(kāi)關(guān)后，導(dǎo)體AB、靈敏電流表、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線組成閉合回路。（1）實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)觀察來(lái)判斷電路中是否有感應(yīng)電流。（2）實(shí)驗(yàn)中，該組同學(xué)發(fā)現(xiàn)每次電流表指針擺動(dòng)的角度不同，提出了“感應(yīng)電流的大小與哪些因素有關(guān)”的問(wèn)題。有同學(xué)猜想可能與導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。為了驗(yàn)證猜想，同學(xué)們利用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使導(dǎo)體ab沿直線（填“水平”或“豎直”）運(yùn)動(dòng)（導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)區(qū)域的磁場(chǎng)強(qiáng)弱相同）。下表是實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：。實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456速度/（cm：s﹣1）123456電流/mA2.03.86.08.310.512.1（3）如果將靈敏電流表?yè)Q成直流電源，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，可以看到磁場(chǎng)中原來(lái)靜止的導(dǎo)體ab將。四．解答題（共2小題）15．小明和小華裝配完成如圖甲所示的直流電動(dòng)機(jī)模型。（1）通電后電動(dòng)機(jī)模型的線圈不轉(zhuǎn)動(dòng)，用手拔一下，線圈就連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，則剛才線圈不轉(zhuǎn)動(dòng)的原因，小明認(rèn)為摩擦力過(guò)大，小華認(rèn)為線圈重力過(guò)大，你認(rèn)為的觀點(diǎn)合理。（2）如圖甲所示的電動(dòng)機(jī)模型中，只調(diào)換模型中器件（填圖中的序號(hào)）的放置可以方便改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。（3）如圖乙所示的電路中，為了增大電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向（選填“左”或“右”）移動(dòng)。16．學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象后，小科同學(xué)想進(jìn)一步探究感應(yīng)電流的大小與哪些因素有關(guān)。他使用的裝置如圖所示：鐵塊E、F上繞有導(dǎo)線并與開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電源、燈泡組成電路。線框abcd與靈敏E電流計(jì)G相連。（線框abed在鐵塊E、F上方，如實(shí)驗(yàn)過(guò)程中線框不扭轉(zhuǎn)）[猜想與假設(shè)]小科做出了如下猜想：A．感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體切割磁感線的速度有關(guān)；B．感應(yīng)電流的大小與磁場(chǎng)的強(qiáng)弱有關(guān)。[設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]小科探究猜想A的設(shè)計(jì)思路如下：實(shí)驗(yàn)時(shí)保持電磁鐵磁性強(qiáng)弱不變，改變線框切割磁感線的速度進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，分別記下每次實(shí)驗(yàn)中靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)