粤沪版第十七章 电动机与发电机3 发电机为什么能发电练习

17.3 发电机为什么能发电

基础训练

1.关于电磁现象，下列说法中不正确的是(　　)

A．电动机工作时，主要是将电能转化为机械能

B．电磁铁的磁性强弱只与通过线圈中的电流大小有关

C．发电机的工作原理是电磁感应现象

D．地球周围空间存在着磁场

【答案】B

【解析】A．电动机消耗的是电能，得到的是机械能，是电能转化为机械能，故正确但不符合题意；

B．电磁铁的磁性强弱与通过线圈中的电流大小和线圈的匝数等因素有关，故错误但符合题意；

C．发电机是利用电磁感应的原理制成的，在工作时将机械能转化为电能，故正确但不符合题意；

D．据地磁场的知识可知，地球周围存在着磁场，故正确但不符合题意。

故选B。

2.下列有关电磁现象的说法中，正确的是(　　)

A．直流电动机工作时，线圈刚转至平衡位置，换向器就自动改变线圈中的电流方向

B．磁场对放入其中的物体有力的作用

C．奥斯特实验说明导体周围存在磁场

D．发电机是根据电磁感应现象制成的

【答案】D

【解析】A．据直流电动机的工作原理可知，直流电动机工作时，线圈刚转过平衡位置，换向器就自动改变线圈中的电流方向，故错误；

B．磁体的周围存在磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用，故错误；

C．奥斯特实验证明了电流周围存在磁场，磁场的方向与电流的方向有关，故错误；

D．发电机的原理是电磁感应，电动机的原理是通电线圈在磁场里受力转动，故正确且符合题意。

故选D。

3.如图所示，是一种利用健身球设计的充电器，当人们在转动球的时候就可以给电池充电，这时健身球里面的装置相当于(　　)

A．发电机，它将机械能转化为电能，再转化为内能储存在电池内

B．电动机，它将电能转化为机械能，再转化为化学能储存在电池内

C．发电机，它将机械能转化为电能，再转化为化学能储存在电池内

D．电动机，它将电能转化为机械能，再转化为内能储存在电池内

【答案】C

【解析】根据在转动球的时候就可以给电池充电，就可知在转动球的时候是可以发电的，故球的内部装置相当于一个发电机，其是将机械能转化成电能的过程，充电过程中，将电能转化成化学能储存在电池内，故它是利用电磁感应现象的原理工作的。

故选C。

4.小明将微风电风扇与小灯泡按如图所示的电路连接并进行实验，用手快速拨动风扇叶片，这时发现小灯泡发光，微风电风扇居然变成了“发电机”。关于该实验，下列说法正确的是(　　)

A．电风扇发电过程是把电能转化为机械能

B．电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用

C．小灯泡发光是把光能转化为电能

D．电风扇发电的原理是电磁感应

【答案】D

【解析】电风扇的转速越快，电流越大，灯泡就越亮，在发电的过程中，消耗了机械能，转化为了电能，故是利用了电磁感应原理．故AB错，D对；小灯泡发光是把电能转化为光能，故C错。

故选D。

5. 如图为晓彤和小雪所做的“让线圈动起来”的实验，关于这个实验有以下几种说法，其中正确的是(　　)

①该实验的原理是通电导体在磁场中受到力的作用

②根据这个实验，人们制作了发电机

③用刀片将作为转动轴的漆包线同侧的半边漆皮刮掉，其作用相当于换向器

④此实验过程中，机械能转化为电能

⑤如果增大电源电压，线圈的转速将变快

A．①②⑤ B． ②③④ C． ①②③④ D． ①③⑤

【答案】D

【解析】电动机的基本工作原理是：通电导体在磁场中受力；根据这个实验人们制成了电动机；将电能转化为机械能；

如果增大电源电压，根据欧姆定律，线圈中的电流增大，线圈的受力变大，线圈转速变快；

用刀片将作为转动轴的漆包线同侧的半边漆皮刮掉，其作用相当于换向器；

综上所述，①③⑤正确，②④错误。

故选D。

6.关于发电机和电动机，下列说法正确的是(　　)

A．发电机是根据电磁感应现象制成的

B．电动机把机械能转化为电能

C．发电机把电能转化为机械能

D．电动机是根据电磁感应现象制成的

【答案】A

【解析】A．发电机是根据电磁感应现象原理制成的，故A正确；

B．电动机是将电能转化为机械能的装置，故B错误；

C．发电机是将机械能转化为电能的装置，故C错误；

D．电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故D错误。

故选A。

7.如图闭合开关，电动机转动，这是利用通电导体在　　　　　　中受力作用而转动的原理，如果想改变电动机的转动方向，我们可以采取的措施　　　　　　。若将电池换成灵敏电流表，闭合开关，当用手快速转动电动机转轴时，发现灵敏电流表指针偏转，这是著名的　　　　　　现象。

【答案】磁场；改变电流的方向；电磁感应．

【解析】(1)闭合开关，电动机转动，这是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理工作的；如果想改变电动机的转动方向，我们可以采取的措施是：改变电流的方向或改变磁场的方向；

(2)将电池换成灵敏电流表，闭合开关，当用手快速转动电动机转轴时，发现灵敏电流表指针偏转，这是电磁感应现象，它在生活中的应用有发电机等。

故答案为：(1)磁场；改变电流的方向；(2)电磁感应。

8.线圈abcd转动过程中经过图甲．乙位置时，导线a b所受磁场力的方向　　　　　　(选填“相同”“相反”)，原因是　　　　　　。

【答案】相反；磁场方向不变，电流方向改变

【解析】由于电流从电源的正极出发，故图甲中ab的电流方向是由b到a；在图乙中，导线ab中的电流方向是由a到b，与图甲的电流方向相反；

磁场方向不变，导线ab中的电流方向改变，所以导线ab的受力方向改变，图甲中导线ab的受力方向与图乙相反。

故答案为：相反；磁场方向不变，电流方向改变。

9.微风吊扇通电后扇叶转动，使微风吊扇转动的工作原理是　　　　　　。拔下插头，在插头处接发光二极管，用手旋转叶片，发光二极管发光，这是　　　　　　现象，人们利用这一原理制成了　　　　　　。

【答案】通电线圈在磁场中受力转动；电磁感应；发电机

【解析】微风吊扇内部电动机利用通电线圈在磁场中受力的作用的原理工作的；拔下插头，在插头处接发光二极管，用手旋转叶片，发光二极管发光，这是由于线圈在磁场中做切割磁感线运动造成的，即电磁感应现象，人们利用这一原理制成了发电机。

故答案为：通电线圈在磁场中受力转动；电磁感应；发电机。

10.如图所示，是某互助小组制作的一台简易电动机，用硬金属丝做两个支架，分别与电池的两级相连，用漆包线绕成一个矩形线圈，以线圈引线为轴。用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端刮去半周漆皮将线圈放在支架上，磁体放在线圈下。接通电源并用手轻推一下线圈，线圈就会不停的转动起来。请问：

(1)推一下线圈的原因是：　　　　　　；在实验中为了使线圈能持续转动，采取的办法是：　　　　　　。

(2)要使线圈的转动方向发生改变，请提出两个方案：

①　　　　　　；②　　　　　　。

【答案】(1)使线圈越过平衡位置；用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端刮去半周漆皮；(2)只改变磁场方向；只改变电流方向

【解析】(1)当线圈在平衡位置，线圈中没有电流通过，所以要人工转动下，越过平衡位置后，线圈就受到了磁场的力的作用而转动下去。

在实验中要使线圈能持续转动，采取的办法是：用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端刮去半周漆皮来改变通入线圈的电流方向；

(3)影响线圈的转动方向是电流的方向和磁场的方向．所以要使线圈的转动方向发生改变，只要改变其中一个因素即可。

答案为：使线圈越过平衡位置；用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端刮去半周漆皮；只改变磁场方向；只改变电流方向。

素养提升

1.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

【答案】C

【解析】AB．改变电流的大小，改变磁场的强弱可以改变电机的转动速度，不能改变转动方向，故AB不符合题意；

C．磁场方向不变时，改变线圈中的电流方向可以改变电动机的转动方向，故C符合题意；

D．同时改变电流方向和磁场方向，线圈转动的方向不改变，故D不符合题意。

故选C。

2.如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动．现要线圈逆时针转动，下列方法中可行的是(　　)

A．只改变电流大小           B．只改变电流方向

C．对换磁极同时改变电流方向  D．换用磁性更强的磁铁

【答案】B

【解析】直流电动机的转动方向与线圈中的电流方向和磁场方向有关，若使通入直流电动机的电流方向改变或磁场的方向改变，它的转动方向将改变．但是如果同时改变电流的方向和磁场的方向，线圈的转动方向将不变。

故选B。

3. 下列设备与电动机工作原理相同的是(　　)

A．扬声器  B．电铃  C．动圈式话筒   D．发电机

【答案】A

【解析】A．扬声器是利用了通电导体在磁场中受力的原理，将电信号转化为声信号，与电动机的原理相同，故A符合题意；

B．电铃主要利用了电流的磁效应，与电动机的原理不同，故B不合题意；

C．动圈式话筒主要利用了电磁感应的原理，与电动机的原理不同，故C不合题意；

D．发电机主要利用了电磁感应的原理，与电动机的原理不同，故D不合题意。

故选A。

4.如图所示的实验情境能说明直流电动机工作原理的是(　　)

A．  B． C．  D． 

【答案】A

【解析】A．图中的装置有电源，是通电导体在磁场中受力，是电动机的原理，符合题意；

B．图中的装置无电源，是电磁感应现象的实验装置，是发电机的原理，不合题意；

C．图中的装置无电源，是电磁感应现象的实验装置，是发电机的原理，不合题意；

D．图中是研究磁极间的相互作用的实验，不能说明电动机的原理，不合题意。

故选A。

5.在安装直流电动机模型的实验中，小杰同学安装了一台如图所示的直流电动机模型。安装完毕，闭合开关后，线圈顺时针方向转动，则能使线圈逆时针方向转动的做法是(　　)

A．减小一节电池    B．把磁铁的两极对调 

C．增加一节电池    D．把磁铁的两极对调同时把电源两极对调

【答案】B

【解析】电动机的工作原理是利用通电线圈在磁场中受力转动．线圈的转动方向和电流方向以及磁场的方向有关，改变电流方向或者改变磁场方向都可以改变线圈的转动方向，但若电流方向和磁场方向都发生改变，线圈的运动方向是不变的．故选项ACD错误，选项B正确。

故选B。

6.汽车清洗机是产生高压水冲洗车辆表面污垢的机器，其动力设备主要是电动机，图中能说明电动机工作原理的是(　　)

A．B． C． D． 

【答案】C

【解析】A．该选项是用来研究磁极间相互作用规律的实验，故不符合题意；

B．是研究电磁铁的磁性强弱的影响因素，不符合题意；

C．电路中有电流，通电导体或线圈受到磁场力的作用发生运动，符合题意；

D．在外力作用下使导体左右移动，切割磁感应线，则电流表指针发生偏转，说明此时有感应电流产生，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，不符合题意。

故选C。

7.直流电动机中，能使线圈持续转动下去的特殊装置是　　　　　　。它的作用是当线圈转到　　　　　　位置时，就能自动改变线圈中　　　　　　的方向。

【答案】换向器；平衡；电流

【解析】电动机里是线圈，工作特点是当给电动机通电时，电动机就会转动，所以电动机是根据磁场对放入其中的通电导线产生力的作用制成的；两个半圆铜环是换向器，它的作用是当线圈刚转过平衡位置时，改变电流的方向，保证了线圈持续的转动下去。

故答案为：换向器；平衡；电流。

8.直流电动机是根据　　　　　　原理制成的，如图所示为“安装直流电动机模型”实验的电路图．实验时，闭合开关S线圈转动，再将滑动变阻器滑片P向左移动，电动机转速将变　　　　　　．

【答案】通电线圈在磁场中受力转动的；快

【解析】直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的；如图，闭合开关，将滑动变阻器滑片P向左移动时，电阻变小，电流变大，所以电动机转速变快。

故答案为：通电线圈在磁场中受力转动的；快。

9.在安装直流电动机模型的是实验中：

(1)小明将电动机、变阻器、电源、开关串联起来，闭合开关，发现线圈不转，他用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动．造成这一现象的原因是　　　　　　。当小明调节滑片，使电路中电流增大，发现电动机的线圈转速　　　　　　(选填“加快”．“不变”或“减慢”)。

(2)为进一步研究直流电动机，他测得通过当电动机两端电压为5V时，通过电动机的电流为0.5A，而当电动机两端电压为1V时，电动机线圈不转，电流表示数仍为0.5A．则该电动机线圈电阻为　　　　　　Ω。

(3)当电动机两端电压为5V，电动机工作1min所消耗的电能为　　　　　　J，其中转化为机械能的是　　　　　　J。

【答案】(1)开始时线圈处于平衡位置；加快；(2)2；(3)150；120

【解析】(1)当电动机的线圈处于平衡位置时，受平衡力的作用，故可能电动机不转，拨动一下后，打破平衡，电动机便转动起来，并且靠惯性能转过平衡位置，连续转动。

在安装直流电动机模型的实验中，利用滑动变阻器就是改变电路中电流大小从而改变电动机转子的转动速度当小明调节滑片，使电路中电流增大，电动机的线圈转速加快。

(2)当电动机线圈不转，电能全部转化为电阻的内能，根据欧姆定律得：线圈电阻

=2Ω

(3)电动机正常工作1min消耗的电能为

W=UIt=5V×0.5A×60s=150J

电动机正常工作1min产生的热量为

Q=I2Rt=(0.5A)2×2Ω×60s=30J

电动机转化的机械能为：

W机=W﹣Q=150J﹣30J=120J

故答案为：(1)开始时线圈处于平衡位置；加快；(2)2；(3)150；120。

10.(1)如图1所示是直流电动机的工作原理图，“CD”部件我们称之为　　　　　　，它的作用是当线圈转动到平衡位置时，能自动改变　　　　　　，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。

(2)为判断电源的正负极，晓华同学找来了一个小铁钉，把绝缘导线的一部分绕在上面，制成了一个电磁铁连在电路中，当闭合开关S，小磁针静止时的指向如图2所示，据此判断小铁钉的右端是　　　　　　(选填“N”或“S”)极，　　　　　　(选填“a”或“b”)端是电源的正极。

【答案】(1)换向器；电流方向；(2)右；b

【解析】(1)在直流电动机的工作过程中，“换向器”的作用是使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流方向，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动；

(2)小磁针静止时N极向右，则说明该点的磁感线向右，因磁铁的外部磁场总是由N极指向S极，则可知电磁铁的右端为N极；则由右手螺旋定则可知电流应由螺线管的右侧流入，即电源的b端为正极。

答案为：(1)换向器；电流方向．(2)右；b。