透過中考看電動機

胡麗

很多同學都說《電與磁》這一章的知識在九年級學習中是個難點，其實這一章涉及的知識點都有些抽象，不好理解是其一，其二，中考中本章內容涉及考點相對較少，因此很多老師、同學都在關注歐姆定律、電功率，又忽視了這一章的內容，所以這一章很多同學都在說學得不好。

電動機的知識在《電與磁》一章中占有相當一部分分量，經常和電磁鐵、奧斯特實驗、發電機等綜合起來設置一些有難度的題目，分析教材內容和近幾年各地中考題的設計，我們可以看到關于電動機的考點主要集中在三個方面：一是磁場對電流的作用，二是電動機的工作原理和實質，三是電動機的構成。

二、磁場對電流的作用

奧斯特實驗發現通電導體周圍存在磁場之后，很多物理學家都在嘗試把通電導體放在磁場中又會出現什么現象呢？

如圖1，把一段導體放在磁場中，通電以后，它會沿一定的方向運動起來，這是因為通電導體在磁場中受到了力的作用，如果改變電流的方向或磁場的方向后，導體的運動方向也會發生改變，這也說明導體的受力方向跟電流的方向和磁場的方向有關，圍繞這個知識點經常會設計一些題目。如：

例1（2015·廣州）如圖2所示，線圈abcd位于磁場中，K與1接通時，ab段導線受磁場力F的方向向上；當K改為與2接通時，ab段導線受磁場力（ ）。

A.方向向下

B.方向向上

C.為零，因為電源反接

D.為零，因為電路一定是斷路

解析：通電導體在磁場中的受力方向與電流的方向和磁場的方向有關，只改變電流方向或磁場方向，受力方向發生改變，觀察圖2可知，由K接1改成K接2，改變了通電導體ab中的電流方向，所以受力方向改變，如果原來受力的方向向上，K接2后方向將改為向下。

答案：A

二、電動機的工作原理和實質

如果把通電導體做成線圈的形狀放入磁場中，它就能夠轉動一個角度，但不能持續轉動，

通電線圈之所以轉動是因為線圈受到了力的作用，轉過一個角度后線圈受到的力的作用阻礙了它的轉動，所以不能持續轉動，如果設法讓線圈在磁場中持續轉動起來，這就是電動機的初級模型了。

如何讓線圈持續轉動呢？因為線圈后半周受到的作用力是阻礙線圈轉動的，所以能讓線圈后半周不受力就能解決相應的問題了，而不給線圈通電，后半周也就不受磁場的作用力了，如果將線圈的引線一根全部刮掉絕緣漆皮，另一根引線只刮掉半周的絕緣漆皮，這樣就可以讓線圈有半周通電，另半周不通電，不通電的那個半周不受力，線圈依靠慣性轉動半周。

例2為了探究電動機為什么會轉動，某校實驗小組根據電動機主要構造制作了一臺簡易電動機（如圖3），他們用回形針做成兩個支架，分別與電池的兩極相連，用漆包線繞一個矩形線圈，以線圈引線為軸，并用小刀刮去軸的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮，將線圈放在支架上，磁體放在線圈下方，閉合開關，用手輕推一下線圈，線圈就會不停地轉動起來。

（1）要想改變線圈的轉動方向，可采取的措施是：____、____。（寫出兩點）

（2）開關閉合后，如果電動機不轉，可能的原因是：____、____。（寫出兩點）

（3）該小組還想設計一個能調節電動機轉速的實驗裝置，他還需要的主要器材是____，并畫出實驗電路圖（電動機用符號M表示）。

解析（1）根據磁場對電流的作用的知識可知，導體的運動方向跟電流的方向和磁場方向有關，因此想改變線圈的轉動方向，也就是導體的運動方向，可以改變電流的方向或磁場的方向。

（2）如果線圈沒有轉動，說明線圈沒有受到力的作用，則可能是線圈中沒有電流，線圈中沒有電流的原因就有多種可能了，如電池沒電、電路中有斷路等。

（3）線圈轉動的速度應該跟磁場的強弱和電流的大小有關，因此想改變轉速就可以考慮改變磁場強弱和電流大小，而利用滑動變阻器改變電流的大小最為方便，在電路中串聯一個滑動變阻器就可以改變轉速了。

答案：（1）改變電流的方向 改變磁場的方向（2）電池沒電了 電路中有斷路（接觸不良） （3）滑動變阻器電路圖略。

三、電動機的構造

由電動機的工作過程可以看出，電動機最主要的部分，是固定不動的磁極和能夠轉動的線圈，也就是說電動機主要是由固定不動的定子和能夠轉動的轉子構成的。

除了定子和轉子外，電動機上還有一些其他的輔助部分，比如為實現改變電流的方向，電動機還用到了兩個彼此絕緣的銅半環組成的換向器。

如圖4，兩個銅半環E、F分別跟線圈的兩個引線相連，與電刷A、B和電源構成閉合的電路，E、F之間是分開的，彼此絕緣，當磁場中的線圈在水平位置時，與電刷B相接觸的半環F就是電流流入的方向，而與電刷A相接觸的半環E就是電流流出的方向，而當線圈轉到豎直的位置時，電刷A、日就不再與半環E、F相接觸，線圈中沒有電流通過，線圈利用慣性繼續轉動，轉過豎直位置后，電刷A與半環F接觸，使與F相連的導線成為電流流出的方向，電刷B與半環E接觸，使與E相連的導線成為電流流入的方向，這樣無論線圈的哪個邊，只要它是靠近S極或N極的，受到的力的方向一直是相同的，從而讓線圈持續而平穩地轉動下去。

例3（2015·煙臺）如圖5為電動機和發電機模型，其中圖____（填“甲”或“乙”）為電動機模型，其工作原理是____；電動機工作時，能夠使線圈平穩、連續不停地轉動下去是靠____實現的。

解析：電動機與發電機的最大區別是電動機中有電源，故甲圖為電動機模型，電動機的丁作原理是通電線圈在磁場中受到力的作用而轉動，電動機工作時，能夠使線圈平穩、連續不停地轉動下去是靠換向器實現的。

答案：甲 通電線圈在磁場中受到力的作用而轉動換向器

從中考的實戰題型中我們可以看到，關于電動機的考點還是非常基礎的，并不是想像中那么難，首先是記憶，然后是理解，只要你對本文所提到的這些知識點都記住了，都理解透了，相信不管中考題怎么變化，你還是會輕松解決的，下面我們就來試試吧！

學即用，練一練

1.圖6所示四幅圖中能說明電動機原理的是（ ）。

2.直流電動機工作時，通電線圈在磁場中能連續轉動是由于（ ）。

A.靠換向器不斷改變線圈中的電流方向

B.全靠線圈轉動的慣性

C.靠磁場方向不斷改變

D.通電線圈在磁場中任何時候都受力

參考答案

1.D 2.A

責任編輯：蔡華杰