中考物理电动机专题复习资料包

中考物理电动机专题复习：从原理到应用，攻克核心考点同学们，在我们的物理世界里，电动机无疑是将电能转化为机械能的“动力先锋”。从家中的电风扇到飞驰的电动车，从工厂的机械臂到空间站的精密仪器，电动机的身影无处不在。作为中考物理的重点内容，掌握电动机的构造、原理、工作过程及应用，不仅能帮助我们从容应对各类考题，更能让我们深刻理解科技改变生活的奥秘。今天，我们就一同深入探究电动机的“前世今生”，梳理考点，突破难点，为中考冲刺做好充分准备。一、电动机的“五脏六腑”——构造揭秘要理解电动机为何能“闻电而动”，首先得认识它的基本构造。我们初中阶段重点研究的是直流电动机，它主要由以下几个关键部分组成：1.定子：电动机中固定不动的部分。通常包括磁极（可以是永磁体，如条形磁铁、蹄形磁铁，也可以是电磁铁），其作用是提供一个稳定的磁场。2.转子：电动机中能够转动的部分，核心是线圈（通常绕在铁芯上，以增强磁性和受力），线圈两端分别与换向器的两个半环相连。3.换向器：这是直流电动机的“智慧大脑”，由两个彼此绝缘的半铜环组成。它的作用是当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而保证线圈能够持续地转动下去。4.电刷：通常由石墨制成，与换向器接触，用于将外部电源的电流引入线圈。电刷是固定不动的，而换向器随线圈一起转动。我们可以把电动机想象成一个巧妙的“磁场游乐场”，通电的线圈就是这个游乐场里的“运动员”，在定子提供的“磁场跑道”上受到力的作用而运动。二、让线圈“转”起来的奥秘——工作原理与能量转化电动机能够转动的根本原因，源于一个重要的物理规律：磁场对通电导体有力的作用。这是我们理解电动机的基石。（一）磁场对通电导体的作用当一根通电导体（电流方向与磁场方向不平行时）置于磁场中时，导体就会受到一个力的作用，我们称之为安培力。这个力的方向可以用左手定则来判断（具体操作：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导体在磁场中所受安培力的方向）。重要结论：通电导体在磁场中受力的方向，与电流方向和磁场方向有关。若只改变电流方向或只改变磁场方向，导体受力方向将发生改变；若同时改变电流方向和磁场方向，导体受力方向不变。这个规律不仅是电动机的原理，也是很多电磁现象的基础，务必深刻理解。（二）电动机的转动原理直流电动机的线圈两端分别连接在换向器的两个半环上，电刷与电源正负极相连。当电流通过电刷、换向器流入线圈时，处于磁场中的线圈各边（主要是与磁场方向垂直的两边）会受到安培力的作用。由于线圈两侧的电流方向相反，它们受到的安培力方向也相反，这两个力形成一对力偶，使线圈绕轴转动。（三）换向器的关键作用——持续转动的保障线圈在磁场中转动，当它转过平衡位置（即线圈平面与磁感线垂直的位置）时，如果不改变电流方向，那么线圈两侧所受的力就会阻碍线圈继续转动，导致线圈只能摆动几下就停下来。这时，换向器就发挥了至关重要的作用。当线圈刚转过平衡位置时，换向器的两个半环会随之转动，并与原来接触的电刷交换接触。这样一来，流入线圈的电流方向就发生了改变。根据磁场对通电导体力的作用规律，线圈两侧的受力方向也随之改变，从而保证线圈能够沿着原来的转动方向继续转动下去。因此，换向器的作用概括起来就是：当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动。（四）能量转化电动机工作时，消耗了电能，得到了机械能，所以其能量转化是：电能转化为机械能。在实际情况中，由于线圈有电阻，电流通过时会产生热量，所以还有一部分电能转化为内能，但这部分通常在初中阶段的理想模型中不予考虑，或作为额外功处理。三、影响电动机转动的“玄机”——转速与转向在实际应用中，我们常常需要控制电动机的转动速度和转动方向。（一）转动方向的改变由前面学习的磁场对通电导体受力方向的影响因素可知，要改变电动机线圈的转动方向，可以通过改变以下两个因素之一：1.改变电流方向：例如，将电源的正负极对调。2.改变磁场方向：例如，将永磁体的N、S极对调。如果同时改变电流方向和磁场方向，则电动机的转动方向不变。（二）转动速度的改变电动机转动的快慢（转速）与通过线圈的电流大小以及磁场的强弱有关。1.电流越大，线圈受到的安培力越大，转速越快。可以通过在电路中串联滑动变阻器来改变电流大小，从而调节转速。2.磁场越强，线圈受到的安培力越大，转速越快。对于电磁铁提供磁场的电动机，可以通过改变电磁铁的磁性强弱来调节转速。（一）核心考点清单1.电动机的工作原理：磁场对通电导体有力的作用。（区别于发电机的电磁感应原理）2.电动机的基本构造：定子、转子、换向器、电刷。重点理解换向器的构造和作用。3.通电导体在磁场中受力方向的影响因素：电流方向、磁场方向。4.换向器的作用：当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动。5.电动机工作时的能量转化：电能转化为机械能。6.改变电动机转动方向的方法：改变电流方向或改变磁场方向。7.改变电动机转动速度的方法：改变电流大小或改变磁场强弱。（二）典例分析例题1：（关于原理和受力方向）如图所示，是探究“磁场对通电导体的作用”的实验装置。闭合开关，导体棒AB在磁场中发生运动。（1）此实验说明对通电导体有力的作用，利用此原理可制成（选填“电动机”或“发电机”）。（2）若只改变磁场方向，导体棒AB的运动方向将。（3）若只改变电流方向，导体棒AB的运动方向将。（4）若同时改变磁场方向和电流方向，导体棒AB的运动方向将。分析与解答：（1）此实验的前提是“通电导体”置于“磁场”中，观察到“运动”，说明磁场对通电导体有力的作用。电动机正是利用此原理制成的。（2）只改变磁场方向，导体受力方向改变，故运动方向改变。（3）只改变电流方向，导体受力方向改变，故运动方向改变。（4）同时改变磁场方向和电流方向，导体受力方向不变，故运动方向不变。例题2：（关于换向器）在直流电动机中，换向器的作用是（）A.改变磁场的N、S极B.改变线圈中的电流大小C.改变线圈中的电流方向D.改变线圈的转动速度分析与解答：换向器的核心作用是在线圈刚转过平衡位置时，及时改变线圈中的电流方向，从而保证线圈持续向一个方向转动。故正确答案为C。选项A是改变磁场方向的方法，选项B、D是改变转速的方法。五、备考建议电动机专题是中考物理的重点和热点，同学们在复习时应注意以下几点：1.重视实验：理解磁场对通电导体作用的实验现象和结论，以及电动机模型的组装和工作过程。2.理清原理：深刻理解电动机的工作原理，能区分电动机与发电机在原理、构造、能量转化上的不同。3.把握细节：特别是换向器的结构和作用，这