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  4. 电流的磁效应电磁感应的应用(动圈式话筒、发电机)直流电动机

如图是有关电与磁实验的装置图,其中应用与所对应的原理图错误的一组是[]A.B.C.D.

一、题文

如图是有关电与磁实验的装置图,其中应用与所对应的原理图错误的一组是
[     ]
A.
B.
C.
D.

考点提示:电流的磁效应,电磁感应的应用(动圈式话筒、发电机),直流电动机

二、答案

C

三、考点梳理

知名教师分析,《如图是有关电与磁实验的装置图,其中应用与所对应的原理图错误的一组是[]A.B.C.D.》这道题主要考你对 电流的磁效应电磁感应的应用(动圈式话筒、发电机)直流电动机 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:电流的磁效应,电磁感应的应用(动圈式话筒、发电机),直流电动机

考点名称:电流的磁效应
  • 定义:
    电流的磁效应(通电会产生磁):任何通有电流的导线,都可以在其周围产生磁场的现象,称为电流的磁效应。

    通电导体周围存在磁场,电流的磁场的方向和电流方向有关。
  • 直线电流的磁场分布:
    直线电流的磁场中的磁感线分布垂直于电流的所有平面上,是以电流为中心的一系列同心圆。

    直线电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用右手螺旋定则(安培定则)来判断:
    右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向和电流方向一致,那么弯曲四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
考点名称:电磁感应的应用(动圈式话筒、发电机)
  • 发电机:
    1.工作原理:如图所示,交流发电机的发电过程就是闭合线圈在磁场中转动,利用电磁感应现象产生感应电流的,所以其发电原理是电磁感应。

    2.能量转化:在发电过程中,发电机把机械能转化为电能。

    麦克风(话筒) :
    1.  定义:麦克风也叫话筒,它也是一种将振动转换成变化电流的装置。

    2.  工作原理:声音是由物体振动产生的,当对着话筒说话时,声音的振动使膜片发生振动,与膜片相连的线圈也随膜片振动的频率而振动,线圈在磁场中运动,能产生感应电流,且电流变化的频率是随声音变化而变化的。即通过电磁感应将声音变成电流。

  • 逆向思维法研究电动机和发电机:
        从问题反方向的角度进行研究,即逆向思维法,它是科学探究的重要方法。电动机和发电机都是由线圈和磁体构成,研究问题时注意认清是通电线圈在磁场中受力转动,还是线圈在磁场中做切割磁感线运动。

    例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.电风扇发电的原理是电磁感应
    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.电风扇发电过程是把电能转化为机械能
    D.小灯泡发光是把光能转化为电能

    解析:电动机的基本构造与发电机相同,都是由线圈和磁体组成的。当旋转电风扇时,会带动里面的线圈转动,切割磁感线,从而产生电流,这是电磁感应现象,将机械能转化为电能。

    答案:A

  • 变压器与电能的输送:
        变压器的工作原理是电磁感应,它能将输入变压器的交流电压升高(升压变压器),也可以降低(降压变压器)。变压器不能改变直流电的电压。从发电厂发出的电能,先经过变压器把电压升高,把高压电输送到远方的用户附近,再经过变压器把电压降低,供给用户使用。由于输电线有电阻,因而在电能的输送过程中,不可避免地有电能损失。在输送功率一定的情况下,由I=P/U可知,提高输电电压能够减小输电电流,又由Q=I2Rt可知在输电线上的发热损失减少。为了减少电能损失,远距离输电要用高电压。
考点名称:直流电动机
  • 电动机的原理:
    工作原理直流电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的,它在工作时将电能转化为机械能
    基本构造直流电动机主要由两部分组成,即能够转动的线圈和固定不动的磁体。在电动机里,能够转动的部分叫转子,固定不动的部分叫定子,电动机工作时,转子在定子中飞快地转动。如图所示
    能量转化电能转化为机械能
    换向器 (1)构造:由两个铜制半球环构成
    (2)作用:能自动地改变线圈中的电流方向,使线圈能连续转动
    优点构造简单、控制方便、体积小、效率高、功率可大可小,价格便宜、无污染
  • 直流电动机和交流电动机的比较:
    直流电动机交流电动机
    构造相同均由磁体,线圈组成
    不同
    需要换向器(两个半铜环),外电路上有电源

    用两个铜环和电刷连接电路,外电路上无电源
    原理相同均受磁场方向影响
    不同磁场对通电线圈的作用电磁感应现象
    用途相同两者一起帮助人类利用水能、内能、核能等
    不同电能转化为机械能机械能转化为电能
    补充:区别电动机与发电机,要分清是运动产生电,还是通电后运动,从而确定电能与机械能的转化;装置方面一个有电源,一个没有电源,电动机是通电产生运动,所以有电源的是电动机,没电源的是发电机。
  • 直流电动机不转或转速过小的原因:
         安装直流电动机模型时,线圈不转的原因主要有电路开路、磁铁无磁性和线圈处于平衡位置等几种情况。转速过小是因为电流小或磁性弱。

    例1正确连接好直流电动机模型的电路后,合上开关,电动机不转,试列出可能产生故障的原因及相应排除故障的方法。
    (1)____,排除故障的办法____;
    (2)____,排除故障的办法____;
    (3)____,排除故障的办法____。

    解析:通电线圈在磁场作用下才能运动,如果磁铁失去磁性,电动机就不会转动。电动机靠换向器改变线圈中电流方向,使线圈连续转动,但若换向器接触不良,则不能使线圈连续转动。线圈通过平衡位置时靠的是惯性,但线圈如果原来是静止在平衡位置的,那么线圈将保持静止的状态。

    答案:(1)磁铁无磁性   更换磁铁(2)线圈处于平衡位置  让线圈转过平衡位置(3)电刷与换向器接触不良 可压紧电刷与换向器

    用控制变量法判断通电导体在磁场中受力情况:
          通电导体在磁场中受力情况的判定常与电动机原理对应结合,通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关:

    例如图所示,导体放入(a)图磁场中的受力方向已经标出,请在(b)图、(c)图上标出它的受力方向。

    解析:通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁感线方向都有关系。
    比较图(a)、(b):磁感线方向相同,都是垂直纸面向里,电流方向相反,受磁场力方向也应相反,(a)图向左,则(b)图向右。
    比较图(b)、(c):电流方向相同而磁场方向相反,受到磁场力的方向也应该相反,因(b)图水平向右,所以(c)图应水平向左。

    答案:如图甲、乙

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