2023年初中物理4個方面辨別的電動機和發(fā)電機

電動機和發(fā)電機是“電與磁”內(nèi)容中兩個重要的應(yīng)用實例，我們可以從以下四個方面對二者進(jìn)行辨別。

01工作原理不同

例1 如圖1甲、乙所示，能說明電動機工作原理的是圖________。發(fā)電機是根據(jù)_________現(xiàn)象制成的。

圖1

解析 圖1是說明發(fā)電機和電動機工作原理的典型示意圖。甲圖中開關(guān)閉合后，當(dāng)磁場里的導(dǎo)體ab做切割磁感線運動時，電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，研究的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，屬于發(fā)電機的原理圖。乙圖中閉合開關(guān)，通電導(dǎo)體ab在磁場中受力而運動，演示的是磁場對通電導(dǎo)線的作用，屬于電動機的原理圖。

答案 乙 電磁感應(yīng)

02能量轉(zhuǎn)化不同

例2 如圖2所示，吊扇通電后扇葉轉(zhuǎn)動，使吊扇轉(zhuǎn)動的工作原理是________，工作過程中，電扇將電能主要轉(zhuǎn)化為_______能。拔下插頭，在插頭處接一發(fā)光二極管，用手旋轉(zhuǎn)葉片，發(fā)光二極管發(fā)光，這是__________現(xiàn)象，人們利用這一原理制成了_________。

圖2

解析 吊扇通電后扇葉轉(zhuǎn)動，此過程中消耗電能，能量轉(zhuǎn)化過程是電能轉(zhuǎn)化為機械能，吊扇中的工作設(shè)備是電動機，利用通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動的原理工作的。拔下插頭，在插頭處接發(fā)光二極管，用手旋轉(zhuǎn)葉片，發(fā)光二極管發(fā)光，這是由于線圈在磁場中做切割磁感線運動產(chǎn)生的，相當(dāng)于人工發(fā)電，在這個過程中消耗了機械能，得到電能，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，此時微型電扇如同一臺發(fā)電機。

答案 通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動 機械 電磁感應(yīng) 發(fā)電機

03因果關(guān)系不同

例3如圖3所示，閉合開關(guān)，先將導(dǎo)體ab水平用力向右移動，導(dǎo)體cd也隨之運動起來。下列說法正確的是( )

圖3

A.實驗裝置中的甲裝置產(chǎn)生的現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用是電動機

B.實驗裝置中的乙裝置的原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象

C.實驗裝置中的乙裝置把機械能轉(zhuǎn)化為電能

D.如果回路均為超導(dǎo)材料制成，且導(dǎo)體ab與cd之間距離足夠大，當(dāng)回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流后，同時撤去兩蹄形磁體，則回路中電流很長時間不消失

解析 閉合開關(guān)，先用外力使甲裝置中導(dǎo)體水平向右運動，閉合電路的一部分導(dǎo)體ab在磁場中做切割磁感線運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流，這是先運動后產(chǎn)生電流的“磁生電”現(xiàn)象，應(yīng)用是發(fā)電機，選項A錯誤;導(dǎo)體cd也隨之運動起來，因為導(dǎo)體ab和cd組成一個閉合電路，電路中有了感應(yīng)電流之后，導(dǎo)體cd成為通電導(dǎo)體在磁場中受力而運動，將電能轉(zhuǎn)化為機械能，這是先通電后運動的“電動機”的工作原理，選項B、C錯誤;超導(dǎo)材料電阻為零，電流通過時沒有能量損失，回路中電流很長時間不消失，選項D正確。

答案 D

04電路結(jié)構(gòu)不同

例4 如圖4為電動機和發(fā)電機模型，其中圖________(選填“甲”或“乙”)為電動機模型，電動機工作時，能夠使線圈平穩(wěn)，連續(xù)不停地轉(zhuǎn)動下去是靠________實現(xiàn)的。

解析 雖然圖中兩個電機模型很相似，但從外部電路結(jié)構(gòu)我們很容易識別。電動機是利用電流工作的機器，外部電路中有電源;發(fā)電機是產(chǎn)生電流的機器，裝置圖的外部無電源，而有電流表或燈泡。對比甲、乙兩圖可知：圖甲屬于電動機模型。圖乙屬于發(fā)電機模型。

電動機如果沒有換向器，當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時，受力方向與轉(zhuǎn)動方向相反，不能持續(xù)地轉(zhuǎn)動下去。有了換向器，當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時，改變了線圈中的電流方向，使線圈的受力方向也發(fā)生改變，此時受力方向與轉(zhuǎn)動方向又一致了，可以讓線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動下去。

答案 甲 換向器

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