電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)是“電與磁”內(nèi)容中兩個(gè)重要的應(yīng)用實(shí)例，我們可以從以下四個(gè)方面對(duì)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(shuō)明電動(dòng)機(jī)工作原理的是圖________。發(fā)電機(jī)是根據(jù)_________現(xiàn)象制成的。
圖1
解析 圖1是說(shuō)明發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)工作原理的典型示意圖。甲圖中開(kāi)關(guān)閉合后，當(dāng)磁場(chǎng)里的導(dǎo)體ab做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(jī)的原理圖。乙圖中閉合開(kāi)關(guān)，通電導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中受力而運(yùn)動(dòng)，演示的是磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用，屬于電動(dòng)機(jī)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(dòng)，使吊扇轉(zhuǎn)動(dòng)的工作原理是________，工作過(guò)程中，電扇將電能主要轉(zhuǎn)化為_(kāi)______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(dòng)，此過(guò)程中消耗電能，能量轉(zhuǎn)化過(guò)程是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，吊扇中的工作設(shè)備是電動(dòng)機(jī)，利用通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)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(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，相當(dāng)于人工發(fā)電，在這個(gè)過(guò)程中消耗了機(jī)械能，得到電能，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，此時(shí)微型電扇如同一臺(tái)發(fā)電機(jī)。
答案 通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng) 機(jī)械 電磁感應(yīng) 發(fā)電機(jī)
03因果關(guān)系不同
例3如圖3所示，閉合開(kāi)關(guān)，先將導(dǎo)體ab水平用力向右移動(dòng)，導(dǎo)體cd也隨之運(yùn)動(dòng)起來(lái)。下列說(shuō)法正確的是( )
圖3
A.實(shí)驗(yàn)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(dòng)機(jī)
B.實(shí)驗(yàn)裝置中的乙裝置的原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象
C.實(shí)驗(yàn)裝置中的乙裝置把機(jī)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(shí)撤去兩蹄形磁體，則回路中電流很長(zhǎng)時(shí)間不消失
解析 閉合開(kāi)關(guān)，先用外力使甲裝置中導(dǎo)體水平向右運(yùn)動(dòng)，閉合電路的一部分導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這是先運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生電流的“磁生電”現(xiàn)象，應(yīng)用是發(fā)電機(jī)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;導(dǎo)體cd也隨之運(yùn)動(dòng)起來(lái)，因?yàn)閷?dǎo)體ab和cd組成一個(gè)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(chǎng)中受力而運(yùn)動(dòng)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，這是先通電后運(yùn)動(dòng)的“電動(dòng)機(jī)”的工作原理，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;超導(dǎo)材料電阻為零，電流通過(guò)時(shí)沒(méi)有能量損失，回路中電流很長(zhǎng)時(shí)間不消失，選項(xiàng)D正確。
答案 D
04電路結(jié)構(gòu)不同
例4 如圖4為電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)模型，其中圖________(選填“甲”或“乙”)為電動(dòng)機(jī)模型，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，能夠使線圈平穩(wěn)，連續(xù)不停地轉(zhuǎn)動(dòng)下去是靠________實(shí)現(xiàn)的。
解析 雖然圖中兩個(gè)電機(jī)模型很相似，但從外部電路結(jié)構(gòu)我們很容易識(shí)別。電動(dòng)機(jī)是利用電流工作的機(jī)器，外部電路中有電源;發(fā)電機(jī)是產(chǎn)生電流的機(jī)器，裝置圖的外部無(wú)電源，而有電流表或燈泡。對(duì)比甲、乙兩圖可知：圖甲屬于電動(dòng)機(jī)模型。圖乙屬于發(fā)電機(jī)模型。
電動(dòng)機(jī)如果沒(méi)有換向器，當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí)，受力方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，不能持續(xù)地轉(zhuǎn)動(dòng)下去。有了換向器，當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí)，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(shí)受力方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向又一致了，可以讓線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。
答案 甲 換向器
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