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第十七章 电动机与发电机
17.3 发电机为什么能发电（1课时）
随堂演练
知识点1 实验：探究电磁感应现象
知识点2 发电机
知识点1 实验：探究电磁感应现象
例1 小明用如图17-3-1所示的装置探究电磁感应现象，悬挂的导线AB静止在条形磁铁的两极正对区域中。
知识点1 实验：探究电磁感应现象
（1）实验中，可以通过灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否有电流产生，还可以通过指针偏转的方向来判断电流_________。
【解析】（1）当电路中没有电流时，灵敏电流计的指针指在表盘中央；当电路中有电流时，灵敏电流计的指针偏转方向与电流方向有关。
方向
知识点1 实验：探究电磁感应现象
（2）闭合开关，保持磁铁两极的位置不变进行实验探究，实验记录如下表所示。
知识点1 实验：探究电磁感应现象
①比较第1、2（或1、3）次实验的现象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做______________运动时，导体中就会产生电流。
②比较第2、3次实验的现象还发现，产生的电流方向跟导体的___________有关。
知识点1 实验：探究电磁感应现象
【解析】（2）①比较第1、2（或1、3）次实验的现象可知，只有在导线AB的运动方向与磁感线不平行（即做切割磁感线运动）时才会产生感应电流。②比较第2、3次实验的现象可知，磁场方向相同，导体运动的方向不同，灵敏电流计指针的偏转方向不同，说明产生电流的方向不同，即产生的电流方向跟导体运动方向有关。
知识点1 实验：探究电磁感应现象
①比较第1、2（或1、3）次实验的现象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做_______________运动时，导体中就会产生电流。
②比较第2、3次实验的现象还发现，产生的电流方向跟导体的___________有关。
切割磁感线
运动方向
知识点1 实验：探究电磁感应现象
（3）保持导线AB的运动方向不变，仅将磁铁的N、S极对调，重复上述实验，是为了探究产生的电流方向与___________的关系。
【解析】（3）保持导线AB的运动方向不变，仅将磁体的N、S极对调，则只有磁场的方向发生了改变，可探究感应电流的方向与磁场方向的关系。
磁场方向
知识点1 实验：探究电磁感应现象
知识点1 实验：探究电磁感应现象
针对训练 1.小明用如图17-3-2甲所示的装置探究电磁感应现象，在磁场中悬挂一根导线AB，把它的两端跟灵敏电流计连成闭合回路。
（1）在实验中，用蹄形磁铁提供磁场，在图17-3-2乙中标出经过a点的磁感线的方向。
如答图17-1所示
知识点1 实验：探究电磁感应现象
（2）灵敏电流计的作用是检测电路中有无____________________产生。
（3）下列操作能使灵敏电流计的指针发生偏转的是____________（填符合要求的选项序号）。
①蹄形磁铁和导线都静止
②蹄形磁铁静止，导线左右运动
③导线静止，蹄形磁铁左右运动
电流（或感应电流）
②③
知识点2 发电机
例2 图17-3-3为发电机的工作原理示意图，线圈在磁场中转动，则下列说法正确的是（ ）。
A.两磁极间的磁场方向向左
B.线圈总是在磁场中切割磁感线
C.通过灯泡的电流方向不变
D.线圈不一定受磁场力作用
知识点2 发电机
【解析】磁感线的方向由N极指向S极，故两磁极间的磁场方向向右，故A错误。线圈处于竖直平面时，其中两条边的运动方向与磁感线方向平行，此时线圈在磁场中没有切割磁感线，感应电流为零，故B错误。交流发电机工作时，感应电流的
大小和方向随时间做周期性变化，
故C错误。线圈中有感应电流时，
线圈受磁场力作用；线圈中无感
应电流时，线圈不受磁场力作用，
故D正确。
参考答案D
知识点2 发电机
知识点2 发电机
知识点2 发电机
【提示】BC边和AD边没有切割磁感线，故A错误。当线圈处在题图位置时，AB边和CD边的运动方向与磁场方向平行，没有切割磁感线，此时没有感应电流产生，故B错误。
参考答案 C
B
D
D
B
振动
切割
电流
电磁感应
D
7.在科学活动中，小明展示了一个“隔板推物”的节目，其原理如图17-3-8所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路，用手推动甲线圈使其摆动时，乙线圈也会随之摆动。下列说法正确的是（ ）
A.推动甲线圈摆动的过程与电动机原理相同
B.乙线圈摆动的方向与甲线圈摆动的方向无关
C.甲线圈不动，水平推动左侧磁铁，乙线圈也可能摆动
D.乙线圈随之摆动的原理和发电机原理相同
【提示】甲线圈摆动时切割磁感线，闭合回路中产生感应电流，此时乙线圈在磁场中受到力的作用，其运动方向与电流方向及磁场方向有关，若改变甲线圈摆动的方向，则感应电流的方向发生变化，乙线圈受力的方向也会改变。
参考答案 C
8.小夕用如图17-3-9甲所示的装置探究电磁感应现象。
（1）他上下移动单根导线时，观察到灵敏电流计的指针_________；左右移动该导线时，观察到灵敏电流计的指针_________。
不偏转
（2）他通过这个实验现象得出初步结论：闭合电路的一部分导体在磁场内做_________磁感线的运动时，导体中就会产生电流。
偏转
切割
（3）为了进一步验证这个结论，他又用如图17-3-9乙所示的装置进行实验，发现将条形磁铁向下插入线圈时，灵敏电流计的指针________；保持条形磁铁在线圈中不动，向上提起线圈时，灵敏电流计的指针_______，结果符合上述实验结论。
【提示】（3）当线圈不动，而条形磁铁向下运动（或条形磁铁不动，线圈向上运动）时，线圈也会切割条形磁铁周围的磁感线，产生感应电流。
偏转
偏转
9.小明在探究“怎样产生感应电流”的实验中，用导线将金属棒、开关、灵敏电流计连接成图17-3-10甲所示的电路。
（1）悬挂的金属棒静
置于蹄形磁铁的磁场中，
此时两极正对区域的磁感
线方向是竖直向______
（选填“上”或“下”）。
下
（2）若闭合开关后并未发现灵敏电流计的指针偏转，经检查器材均完好，各器材间连接无误，那么接下来你认为最应该关注的器材是____________。
金属棒
（3）小明认为是原来磁铁的磁性太弱所致，他提出更换磁性更强的磁铁，就在他移动原磁铁时，发现灵敏电流计的指针出现了晃动。为了找到让电流计指针偏转的原因，接下来最应该________________________________（仅写出最应该进行的一步操作）。
【提示】（3）移动原磁铁时，发现灵敏电流计的指针出现了晃动，即产生了感应电流。产生感应电流的条件之一是导体在磁场中做切割磁感线运动，下一步应让金属棒向不同的方向运动，观察电流计指针的偏转情况。
（3）小明认为是原来磁铁的磁性太弱所致，他提出更换磁性更强的磁铁，就在他移动原磁铁时，发现灵敏电流计的指针出现了晃动。为了找到让电流计指针偏转的原因，接下来最应该_______________________________（仅写出最应该进行的一步操作）。
让金属棒向不同的方向运动
（4）如图17-3-10乙所示，小明用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆皮全部刮去，然后放入磁场，用纸做一个小风车固定在转动轴上，使小风车转动，发现灵敏电流计的指针左右摆动，说明线圈在磁场中转动时产生了_____（选填“直流”或“交流”）电。
交流(共30张PPT)
第十七章 电动机与发电机
全章复习
重难点解读
重难点1 四个电磁实验的辨析与应用
重难点2 电动机和发电机
重难点1 四个电磁实验的辨析与应用
实
验 奥斯特
实验 探究影响电磁铁磁性强弱的因素 探究磁场对电流的作用 探究电磁感应现象
装
置
图
重难点1 四个电磁实验的辨析与应用
实
验 奥斯特
实验 探究影响电磁铁磁性强弱的因素 探究磁场对电流的作用 探究电磁感应现象
实
验
结
论 通电导体周围存在磁场，磁场的方向跟电流的方向有关 电磁铁磁性强弱跟电流大小、线圈的匝数都有关系
通电导体受力的方向跟电流方向、磁场方向都有关系
感应电流的方向跟导体切割磁感线的运动方向、磁场方向都有关系
续表
重难点1 四个电磁实验的辨析与应用
实验 奥斯特
实验 探究影响电磁铁磁性强弱的因素 探究磁场对
电流的作用 探究
电磁感应现象
能量转化 — 电能→机械能 电能→机械能 机械能→电能
应用示例 通电
螺线管 电磁起重机 电动机、动圈式扬声器 发电机、动圈式话筒
续表
重难点1 四个电磁实验的辨析与应用
例1 （多选题）探究电和磁现象的四个实验装置如图17-1所示，下列说法正确的是（ ）。
重难点1 四个电磁实验的辨析与应用
例1 （多选题）探究电和磁现象的四个实验装置如图17-1所示，下列说法正确的是（ ）。
A.图甲实验中，直导线通电后小磁针会偏转，说明通电导体周围存在磁场
B.图乙实验中，通电导体在磁场中受到力的作用，可利用这一原理制成发电机
C.图丙实验中，探究的是电磁感应现象，该实验过程将机械能转化为电能
D.图丁实验中，只能探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系
重难点1 四个电磁实验的辨析与应用
【解析】图甲实验说明通电导体周围存在磁场，故A正确。图乙实验中有电源，开关闭合后通电导体会在磁场中运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用，电动机就是根据这个原理制成的，故B错误。
重难点1 四个电磁实验的辨析与应用
图丙实验中无电源，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，灵敏电流计的指针发生偏转，说明导体中有感应电流产生，该实验过程将机械能转化为电能，故C正确。图丁实验中有滑动变阻器，移动滑片能改变电流的大小，可以研究电磁铁的磁性强弱和电流大小的关系，故D错误。
参考答案 AC
重难点1 四个电磁实验的辨析与应用
重难点1 四个电磁实验的辨析与应用
参考答案 C
重难点1 四个电磁实验的辨析与应用
重难点1 四个电磁实验的辨析与应用
参考答案 D
重难点1 四个电磁实验的辨析与应用
重难点1 四个电磁实验的辨析与应用
（1）利用该装置探究磁场对电流的作用时，则应将开关的接线柱1与____（选填“2”或“3”）接通。其中______________（选填“扬声器”或“动圈式话筒”）的工作过程与该原理相同。为使观察到的现象更明显，导体ab应选择___________（选填“空心铜管”或“实心铜棒”）。
重难点1 四个电磁实验的辨析与应用
【提示】（1）利用该装置探究磁场对电流的作用，电路中必须有电源，故应将开关的接线柱1与3接通。在电流大小、磁场强弱不变的情况下，导体的质量越小，受到的摩擦阻力越小，越容易改变运动状态，实验现象越明显。
重难点1 四个电磁实验的辨析与应用
3
扬声器
（1）利用该装置探究磁场对电流的作用时，则应将开关的接线柱1与____（选填“2”或“3”）接通。其中______________（选填“扬声器”或“动圈式话筒”）的工作过程与该原理相同。为使观察到的现象更明显，导体ab应选择___________（选填“空心铜管”或“实心铜棒”）。
空心铜管
重难点1 四个电磁实验的辨析与应用
（2）将开关反方向闭合，利用该装置探究产生感应电流的条件。
①让悬挂的导体ab在图示的位置沿竖直方向上下运动，则灵敏电流计的指针_______（选填“会”或“不会”）发生偏转。
不会
重难点1 四个电磁实验的辨析与应用
②保持磁体不动，若导体ab水平向右运动，则灵敏电流计的指针向左偏转；若要使灵敏电流计的指针向右偏转，则可以_________（填字母代号）。
A.将磁体的磁极对调，且让导体ab向左运动
B.保持磁体不动，让导体ab向左运动
B
重难点2 电动机和发电机
重难点2 电动机和发电机
重难点2 电动机和发电机
重难点2 电动机和发电机
例2 电动汽车是用电动机驱动车轮行驶的车辆，为了增加续航里程，有的电动汽车还安装有发电机，当汽车靠惯性滑行或刹车时，电动机自动停止工作，车轮带动发电机发电并给蓄电池充电。图17-5是某电动汽车电路图的示意图，S1、S2为车载电脑控制的电路开关。下列说法正确的是（ ）。
重难点2 电动机和发电机
A.当汽车启动时，需S1闭合，S2断开，此时电动机将机械能转化为电能
B.当汽车滑行时，发电机工作，其原理是通电导体在磁场中受到力的作用
C.当S1闭合，S2断开时，电动机相当于用电器
D.当S2闭合，S1断开时，发电机相当于用电器
重难点2 电动机和发电机
【解析】当汽车启动时，电动机工作，发电机不工作，则需S1闭合，S2断开，使电动机与蓄电池串联，此时电动机将电能转化为机械能，故A错误。发电机是利用电磁感应现象的原理制成的，故B错误。
重难点2 电动机和发电机
由上述分析可知，当开关S1闭合，S2断开时，蓄电池对电动机供电，电动机相当于用电器，故C正确。当开关S2闭合，S1断开时，发电机与蓄电池串联，发电机发电并给蓄电池充电，发电机相当于电源，故D错误。
参考答案C
重难点2 电动机和发电机
针对训练 4.小强将一个小电风扇与小灯泡按如图17-6所示的电路连接并进行实验，用手快速拨动电风扇叶片，发现小灯泡发光，电风扇居然变成了“发电机”。关于该实验，下列说法正确的是（ ）。
重难点2 电动机和发电机
A.这一过程中的能量转化情况是电能→机械能
B.电风扇发电是因为扇叶转动时带动线圈切割磁感线产生感应电流
C.电风扇发电的原理是通电导体在磁场中受到力的作用
D.此实验说明发电机和电动机的工作原理相同
参考答案 B
重难点2 电动机和发电机
5.图17-7为电动机和发电机模型，其中图______（选填“甲”或“乙”）为电动机模型，其工作原理是_____________________________。电动机工作时，线圈能连续不断地转动下去是靠__________实现的。
甲
通电线圈在磁场中受力转动
换向器(共36张PPT)
第十七章 电动机与发电机
17.1 关于电动机转动的猜想
17.2 探究电动机转动的原理（1课时）
关于电动机转动的猜想
探究电动机转动的原理
随堂演练
知识点1 实验：探究磁场对电流的作用
知识点2 电动机
知识点1 实验：探究磁场对电流的作用
例1 在“探究磁场对电流的作用”的实验中，小明设计了如图17-1-1所示的电路，金属棒ab用导线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。
（1）为了使实验顺利
进行，金属棒ab应选用轻质
的________（选填“铁棒”
或“铝棒”）。
【解析】（1）因为蹄形磁铁能吸引铁、镍等磁性物质，用铁棒进行实验时会受到影响。
铝棒
知识点1 实验：探究磁场对电流的作用
（2）闭合开关前，金属棒ab静止，闭合开关后，金属棒ab向右摆动，说明________导体在磁场中会受到________的作用。
【解析】（2）闭合开关前后，电路中的电流从无到有，导体由静止变为运动，由“力是改变物体运动状态的原因”可知，通电导体在磁场中受到力的作用。
通电
力
知识点1 实验：探究磁场对电流的作用
（3）断开开关，仅将电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现金属棒ab的摆动方向与对调前的相反，这说明通电导体在磁场中的受力方向与____________方向有关。
【解析】（3）只将电源的正、负极对调，则导体中电流的方向改变，而磁场方向不变，闭合开关后金属棒ab的摆动方向与对调前的相反，这说明通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向有关。
电流
知识点1 实验：探究磁场对电流的作用
（4）断开开关，只将磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现金属棒ab的摆动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与_____________方向有关。
【解析】（4）仅将磁体的N、S极调换，则磁场的方向改变，而导体中电流的方向不变，闭合开关后，金属棒ab的摆动方向与对调前的相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。
磁场
知识点1 实验：探究磁场对电流的作用
知识点1 实验：探究磁场对电流的作用
针对训练 1.“探究磁场对电流的作用”的实验装置如图17-1-2所示，将一根金属棒ab置于蹄形磁铁的磁场中，并垂直于两根平行的金属导轨。
（1）小明在电路中连接了一个滑动变阻器，它的作用是__________________。
保护电路
（2）小明通过观察金属棒ab的__________来判断导体在磁场中的受力方向。
运动方向
知识点1 实验：探究磁场对电流的作用
（3）小明左右移动滑动变阻器的滑片，发现导轨上的金属棒ab始终处于静止状态。经检查，全部实验器材均无故障且连接无误，金属棒ab在磁场中处于静止的原因可能是_________________________________
_______________________________________________________________________________
（填写一种即可）。
蹄形磁铁的磁性太弱（或电源电压较低、电流太小；或金属棒的质量太大，导致对轨道的压力太大，金属棒所受的摩擦力过大）
知识点2 电动机
例2 图17-1-3为直流电动机的示意图，线圈abcd处于向右的磁场中，两个彼此绝缘的铜半圆环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动；A和B是电刷，它们分别跟两个半圆环接触，使电源和线圈组成闭合电路。在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，则（ ）。
知识点2 电动机
A.线圈在图示位置时，ab边受到磁场的作用力向下
B.线圈由图示位置转过180°时，电流沿dcba流过线圈
C.线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下
D.线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下
知识点2 电动机
【解析】在图示位置时，电流沿dcba流过线圈，则ab边与dc边的电流方向相反，而磁场方向不变，则ab边受到磁场的作用力方向与dc边的相反，即向上，故A错误。
知识点2 电动机
线圈由图示位置转过180°时，ab边转到右侧，dc边转到左侧，电流沿abcd流过线圈，ab边和dc边此时的电流方向与它们在图示位置时的电流方向相反，而磁场方向不变，则dc边受到磁场的作用力向上，ab边受到磁场的作用力向下，故B、C错误，D正确。
参考答案D
知识点2 电动机
知识点2 电动机
针对训练 2.图17-1-4是直流电动机的工作原理图。线圈所在的位置_________（选填“是”或“不是”）平衡位置，图中C、D组成的装置叫做_________，它的作用是在线圈___________（选填“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，及时改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。
知识点2 电动机
【提示】当线圈刚转过平衡位置时，如果没有换向器改变线圈中的电流方向，则受力方向与转动方向相反，导致线圈不能持续转动。
知识点2 电动机
针对训练 2.图17-1-4是直流电动机的工作原理图。线圈所在的位置_________（选填“是”或“不是”）平衡位置，图中C、D组成的装置叫做_________，它的作用是在线圈___________（选填“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，及时改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。
是
换向器
刚转过
C
D
参考答案C
【提示】磁场方向一定，若导体中的电流方向相同，则导体所受磁场力的方向相同。线圈BAFE段和BCDE段并联在电源上，则AB段中的电流向下、EF段中的电流向上、CB段中的电流向上、DE段中的电流向下。
参考答案 B
5.一台组装齐全的直流电动机模型，接通电源后不能运转，用手拨动一下转子后，线圈（转子）就正常转动起来，则该电动机模型开始时不能运转的原因可能是（ ）。
A.线圈内部开路
B.电刷与换向器接触不良
C.磁铁的磁性不强，或线圈中的电流不够大
D.线圈正好处于平衡位置
【提示】用手拨动一下转子后，转子就正常转动起来，说明线圈不存在开路的故障。当线圈处在平衡位置时，线圈两对边中的电流方向相反，受到的力恰好在同一直线上，且大小相等，方向相反，故线圈不能转动。
参考答案 D
线圈
磁体
换向器
电刷
（2）电动机工作时，当线圈转动到___________位置的瞬间，线圈中的电流断开，由于____________，线圈还会继续转动；转过这个位置后，线圈中的电流方向靠____________的作用而发生了改变，以保证线圈持续转动。
平衡
惯性
换向器
7.图17-1-8是动圈式扬声器的结构示意图，当线圈中通入的电流方向如图中箭头所示时，线圈向左运动；当线圈中通过相反方向的电流时，线圈将向________运动。线圈中通入随声音不断变化
方向的电流，线圈带动纸盆来回
_________而发出声音。与扬声器
原理相似的是___________
（选填“电磁继电器”或
“电动机”）。
右
振动
电动机
8.“探究磁场对电流的作用”的实验装置如图17-1-9所示，小明在两根水平且平行的光滑金属轨道上放一根金属棒，并置于蹄形磁铁的磁场中。
（1）闭合开关，观察到原来静止的金属棒在轨道上向左运动，说明磁场对通电导体具有__________的作用。
（2）小明通过观察金属棒的运动方向来判断它在磁场中的受力方向，用到的科学方法是__________。
力
转换法
（3）实验中小明发现金属棒较重，不易动起来。为使实验效果更理想，他在实验室中找到了外形相同的其他材料，其中不可采用的是__________（填字母代号）。
A.细薄塑料管
B.细薄铜管
C.细薄铝管
【提示】（3）细薄塑料管是绝缘体，绝缘体不会有电流流过，在磁场中不受力。
A
（4）探究过程中的实验记录如下表所示。比较序号为2和3的实验，说明通电导体在磁场中的受力方向与__________有关；比较序号为________的实验，说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。
实验序号 磁场方向 ab中的
电流方向 ab中的
运动方向
1 向下 无电流 静止不动
2 向下 由a向b 向左运动
3 向上 由a向b 向右运动
4 向下 由b向a 向右运动
磁场方向
2和4
9.图17-1-10是实验室电流表的内部结构图，当处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中电流越大，指针偏转角度就越大。关于电流表，下列说法正确的是（ ）。
A.该电流表的工作原理与电动机相同
B.线圈中有电流通过时，把机械能转化为电能
C.改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向不会改变
D.线圈中电流越大，线圈所受磁场力就越小
【提示】电流表的工作原理与电动机相同，即通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大。
参考答案 A

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