透过中考看电动机

胡丽

很多同学都说《电与磁》这一章的知识在九年级学习中是个难点，其实这一章涉及的知识点都有些抽象，不好理解是其一，其二，中考中本章内容涉及考点相对较少，因此很多老师、同学都在关注欧姆定律、电功率，又忽视了这一章的内容，所以这一章很多同学都在说学得不好。

电动机的知识在《电与磁》一章中占有相当一部分分量，经常和电磁铁、奥斯特实验、发电机等综合起来设置一些有难度的题目，分析教材内容和近几年各地中考题的设计，我们可以看到关于电动机的考点主要集中在三个方面：一是磁场对电流的作用，二是电动机的工作原理和实质，三是电动机的构成。

二、磁场对电流的作用

奥斯特实验发现通电导体周围存在磁场之后，很多物理学家都在尝试把通电导体放在磁场中又会出现什么现象呢？

如图1，把一段导体放在磁场中，通电以后，它会沿一定的方向运动起来，这是因为通电导体在磁场中受到了力的作用，如果改变电流的方向或磁场的方向后，导体的运动方向也会发生改变，这也说明导体的受力方向跟电流的方向和磁场的方向有关，围绕这个知识点经常会设计一些题目。如：

例1（2015·广州）如图2所示，线圈abcd位于磁场中，K与1接通时，ab段导线受磁场力F的方向向上；当K改为与2接通时，ab段导线受磁场力（ ）。

A.方向向下

B.方向向上

C.为零，因为电源反接

D.为零，因为电路一定是断路

解析：通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向和磁场的方向有关，只改变电流方向或磁场方向，受力方向发生改变，观察图2可知，由K接1改成K接2，改变了通电导体ab中的电流方向，所以受力方向改变，如果原来受力的方向向上，K接2后方向将改为向下。

答案：A

二、电动机的工作原理和实质

如果把通电导体做成线圈的形状放入磁场中，它就能够转动一个角度，但不能持续转动，

通电线圈之所以转动是因为线圈受到了力的作用，转过一个角度后线圈受到的力的作用阻碍了它的转动，所以不能持续转动，如果设法让线圈在磁场中持续转动起来，这就是电动机的初级模型了。

如何让线圈持续转动呢？因为线圈后半周受到的作用力是阻碍线圈转动的，所以能让线圈后半周不受力就能解决相应的问题了，而不给线圈通电，后半周也就不受磁场的作用力了，如果将线圈的引线一根全部刮掉绝缘漆皮，另一根引线只刮掉半周的绝缘漆皮，这样就可以让线圈有半周通电，另半周不通电，不通电的那个半周不受力，线圈依靠惯性转动半周。

例2为了探究电动机为什么会转动，某校实验小组根据电动机主要构造制作了一台简易电动机（如图3），他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。

（1）要想改变线圈的转动方向，可采取的措施是：____、____。（写出两点）

（2）开关闭合后，如果电动机不转，可能的原因是：____、____。（写出两点）

（3）该小组还想设计一个能调节电动机转速的实验装置，他还需要的主要器材是____，并画出实验电路图（电动机用符号M表示）。

解析（1）根据磁场对电流的作用的知识可知，导体的运动方向跟电流的方向和磁场方向有关，因此想改变线圈的转动方向，也就是导体的运动方向，可以改变电流的方向或磁场的方向。

（2）如果线圈没有转动，说明线圈没有受到力的作用，则可能是线圈中没有电流，线圈中没有电流的原因就有多种可能了，如电池没电、电路中有断路等。

（3）线圈转动的速度应该跟磁场的强弱和电流的大小有关，因此想改变转速就可以考虑改变磁场强弱和电流大小，而利用滑动变阻器改变电流的大小最为方便，在电路中串联一个滑动变阻器就可以改变转速了。

答案：（1）改变电流的方向 改变磁场的方向（2）电池没电了 电路中有断路（接触不良） （3）滑动变阻器电路图略。

三、电动机的构造

由电动机的工作过程可以看出，电动机最主要的部分，是固定不动的磁极和能够转动的线圈，也就是说电动机主要是由固定不动的定子和能够转动的转子构成的。

除了定子和转子外，电动机上还有一些其他的辅助部分，比如为实现改变电流的方向，电动机还用到了两个彼此绝缘的铜半环组成的换向器。

如图4，两个铜半环E、F分别跟线圈的两个引线相连，与电刷A、B和电源构成闭合的电路，E、F之间是分开的，彼此绝缘，当磁场中的线圈在水平位置时，与电刷B相接触的半环F就是电流流入的方向，而与电刷A相接触的半环E就是电流流出的方向，而当线圈转到竖直的位置时，电刷A、日就不再与半环E、F相接触，线圈中没有电流通过，线圈利用惯性继续转动，转过竖直位置后，电刷A与半环F接触，使与F相连的导线成为电流流出的方向，电刷B与半环E接触，使与E相连的导线成为电流流入的方向，这样无论线圈的哪个边，只要它是靠近S极或N极的，受到的力的方向一直是相同的，从而让线圈持续而平稳地转动下去。

例3（2015·烟台）如图5为电动机和发电机模型，其中图____（填“甲”或“乙”）为电动机模型，其工作原理是____；电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠____实现的。

解析：电动机与发电机的最大区别是电动机中有电源，故甲图为电动机模型，电动机的丁作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用而转动，电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠换向器实现的。

答案：甲 通电线圈在磁场中受到力的作用而转动换向器

从中考的实战题型中我们可以看到，关于电动机的考点还是非常基础的，并不是想像中那么难，首先是记忆，然后是理解，只要你对本文所提到的这些知识点都记住了，都理解透了，相信不管中考题怎么变化，你还是会轻松解决的，下面我们就来试试吧！

学即用，练一练

1.图6所示四幅图中能说明电动机原理的是（ ）。

2.直流电动机工作时，通电线圈在磁场中能连续转动是由于（ ）。

A.靠换向器不断改变线圈中的电流方向

B.全靠线圈转动的惯性

C.靠磁场方向不断改变

D.通电线圈在磁场中任何时候都受力

参考答案

1.D 2.A

责任编辑：蔡华杰