李學(xué)梅
電動機(jī)和發(fā)電機(jī)這兩種電機(jī)由于構(gòu)造上具有極高的相似度,因此同學(xué)們一不小心就會混淆.如何火眼金睛撥迷霧,正確地區(qū)分兩者呢?下面讓我們一起走進(jìn)電動機(jī)和發(fā)電機(jī)的世界去探個究竟.
電動機(jī)和發(fā)電機(jī)的概念
生活中很多物體是根據(jù)它的用途來命名的,比如洗衣機(jī)是用來洗衣服的,電動機(jī)和發(fā)電機(jī)也是這樣,電動機(jī)是通電后會有部件運(yùn)動起來的電機(jī),小到電吹風(fēng)、空調(diào),大到電力機(jī)車、大型精密機(jī)床等,其內(nèi)部都有電動機(jī),電動機(jī)的工作原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用而轉(zhuǎn)動,它能將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,
發(fā)電機(jī)是用來發(fā)電的電機(jī),主要應(yīng)用于各種發(fā)電站,如水電站、風(fēng)力發(fā)電站等.發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng),閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時(shí),導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流,它能將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,
例1有一種佩戴在手腕上的“計(jì)步器”,其構(gòu)造是在一段塑料管中密封一小塊磁鐵,管外纏繞著線圈.運(yùn)動時(shí),磁鐵在管中反復(fù)運(yùn)動,線圈的輸出電流隨之不停地變化,顯示出運(yùn)動步數(shù).下圖中與計(jì)步器的工作原理相同的是(
).
A.發(fā)電機(jī) B.電動機(jī) C.電水壺 D.揚(yáng)聲器
解析:根據(jù)計(jì)步器的工作特點(diǎn)可知計(jì)步器的工作原理是電磁感應(yīng),產(chǎn)生電流的過程中將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能.發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理工作的,與計(jì)步器的工作原理相同:電動機(jī)和揚(yáng)聲器是利用通電導(dǎo)體在磁場中受力運(yùn)動的原理工作的:電水壺是利用電流的熱效應(yīng)原理工作的.選A.
電動機(jī)和發(fā)電機(jī)的區(qū)別
電動機(jī)和發(fā)電機(jī)都是由定子和轉(zhuǎn)子組成的,但它們是兩種不同的設(shè)備,同學(xué)們要想正確地區(qū)分它們,可從以下兩方面考慮.
1.從原理圖上區(qū)分
由于電動機(jī)和發(fā)電機(jī)的工作原理不同.因此我們可從它們的原理圖上區(qū)分.電動機(jī)工作要有電流,故其原理圖中必須有電源出現(xiàn):由于發(fā)電機(jī)本身就是電源,故其原理圖中不會再出現(xiàn)電源.如圖l所示.
2.從能量轉(zhuǎn)化的角度區(qū)分
電動機(jī)在電路中是消耗電能的,如電風(fēng)扇、洗衣機(jī)等都有電動機(jī),將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;發(fā)電機(jī)在電路中是提供電能的,發(fā)電機(jī)發(fā)電的過程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程.
電動機(jī)和發(fā)電機(jī)的聯(lián)系
1.通過對以上知識的學(xué)習(xí),我們發(fā)現(xiàn)電動機(jī)和發(fā)電機(jī)都由線圈、磁體等組成,且都是利用電磁現(xiàn)象工作的,但兩者的能量轉(zhuǎn)化方式恰好相反,因此,如果適當(dāng)改變使用方法,兩者可以互換.如圖2所示,如果有電源,通電后線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動,那就是電動機(jī);如果把電源拆下,換成小燈泡,快速轉(zhuǎn)動線圈,線圈切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,小燈泡會亮起來,那就變成一個發(fā)電機(jī)了.
例2 (2019.岳陽)如圖3所示,以塑料管為連接軸將兩個玩具電動機(jī)連接起來,電動機(jī)甲連接一個小燈泡,電動機(jī)乙連接電源,閉合開關(guān)后(
).
A.小燈泡不發(fā)光,因?yàn)樾襞菸磁c電源相連
B.小燈泡發(fā)光,電動機(jī)甲此時(shí)相當(dāng)于發(fā)電機(jī)
C.電動機(jī)乙的工作原理是電磁感應(yīng)
D.電動機(jī)甲工作時(shí),將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
解析:由圖可知,閉合開關(guān),電動機(jī)乙中有電流通過,電動機(jī)乙工作,工作原理是通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動.因?yàn)橐业霓D(zhuǎn)動帶動甲的轉(zhuǎn)動,電動機(jī)甲內(nèi)部的線圈在磁場中做切割磁感線運(yùn)動,會產(chǎn)生感應(yīng)電流,有電流流過小燈泡,小燈泡會發(fā)光,此時(shí)甲相當(dāng)于一個發(fā)電機(jī),則甲的工作原理是電磁感應(yīng),小燈泡和甲組成了一個閉合回路,故B正確,A錯誤.乙的工作原理是通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動,C錯誤.甲工作時(shí),將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,D錯誤,選B.
2.在探究通電導(dǎo)體在磁場里受力的方向與電流方向、磁場方向的關(guān)系和探究感應(yīng)電流的方向與磁場方向、導(dǎo)體的運(yùn)動方向的關(guān)系這兩個實(shí)驗(yàn)中,都涉及三個方向——“電流方向”“磁場方向”和“導(dǎo)體的運(yùn)動方向”,且都是若改變其中的一個方向,另一個方向不變,則第三個方向也跟著改變:改變其中兩個的方向,則第三個方向不會改變,
例3圖4是直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖,要改變直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)向,應(yīng)采取的辦法是(
).
A.只改變線圈中的電流方向或磁場方向
B.同時(shí)改變線圈中的電流方向和磁場方向
C.適當(dāng)改變線圈中的電流大小
D.適當(dāng)升高或降低電源電壓
解析:當(dāng)改變線圈中的電流方向或改變磁場方向時(shí),線圈受力的方向?qū)⒏淖?,則直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)向?qū)l(fā)生變化,A正確:若同時(shí)改變線圈中的電流方向和磁場方向,線圈的受力方向是不變的,B錯誤;改變電流大小只會改變力的大小,不會改變力的方向,故不會改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)向,C錯誤;升高或降低電源電壓也只能改變力的大小,不能改變力的方向,D錯誤,選A.
對容易混淆的知識,同學(xué)們只要找出它們的異同點(diǎn),進(jìn)行對比歸納,理解并掌握它們的本質(zhì),就可以化繁為簡,達(dá)到事半功倍的效果.