发电机把动能转为电能，电动机把电能转为动能。两者都用到线圈和磁场，但一个利用电磁感应，另一个利用磁场对通电导线的作用力。
这一课接在解释产生感应电压所需的变化之后，属于电磁感应与变压器。
发电机如何工作？
外部能量来源（例如蒸汽、流水或风）使线圈在磁场中转动。转动时线圈切割磁感线，产生感应电压。滑环和电刷把转动的线圈与外部电路连接起来。
由于线圈转动时切割磁感线的方向交替变化，输出是交流电。把线圈转得更快、使用更强的磁铁或增加匝数，都会提高电压。转得更快也会提高频率（frequency）。
电动机如何工作？
磁场中线圈里的电流使线圈两侧各受到一个方向相反的力，线圈因此转动。分裂环换向器每转半圈把电流反向，使这个力持续朝同一方向转动线圈。
更大的电流、更强的磁铁或更多的匝数，都会使转动效果更大。把电流或磁场之一反向，就会使转动方向反向。
并排比较
| 特点 | 发电机 | 电动机 |
|---|---|---|
| 输入能量 | 动能（转动线圈） | 电能 |
| 输出能量 | 电能 | 动能 |
| 利用的效应 | 电磁感应（感应出电压） | 磁场中电流受力 |
| 与电路的连接 | 滑环和电刷（交流） | 分裂环换向器（直流） |
| 总有浪费 | 一部分热能 | 一部分热能 |
例题
测试两台虚构的机器。（自编示例数据。）
**电动机：**一台小电动机在 12 V 下工作，电流 2.0 A，输出的机械（动能）功率为 18 W。求效率和浪费的功率。
**步骤 1，输入功率：**P = I × V = 2.0 × 12 = 24 W。
**步骤 2，效率：**有用输出 ÷ 输入 = 18 ÷ 24 = 0.75，即 75%。
**步骤 3，浪费的功率：**24 − 18 = 6 W，主要是线圈发热和摩擦产生的热能。
**发电机：**一台小型风力涡轮机以 400 W 的机械功率带动发电机，电输出为 340 W。
效率 = 340 ÷ 400 = 0.85，即 85%。浪费的功率 = 400 − 340 = 60 W。
两种情况下，输入能量都等于输出能量加上浪费的能量。没有任何能量被创造或消灭。
要留意的错误
错误答案：“发电机制造电，所以输出比输入大。”
这位学生忘了能量守恒。输出不可能超过输入，总有一部分以热能形式散失。
纠正：发电机只是把能量从一种形式转为另一种。写成”动能转为电能，部分浪费为热能”，分数就跟着来了。电动机也是同理，只是方向相反。
自我检测
先试着做，再打开答案。
1. 写出 (a) 手摇发电机、(b) 电风扇中的主要能量转移。
显示答案
(a) 动能转为电能。(b) 电能转为动能（有一部分热能被浪费）。
2. 一台电动机输入 50 W 电功率，输出 40 W 有用的动能功率。求效率和浪费的功率。
显示答案
效率 = 40 ÷ 50 = 0.80，即 80%。浪费的功率 = 50 − 40 = 10 W。
3. 发电机的线圈转速加倍。写出对输出的两个影响。
显示答案
磁感线被切割得更快，所以感应电压更大；同时频率更高，输出交替得更快。
接下来学什么
发电机是交流电的来源，而变压器正是用这种交流电来改变电压。你可以在感应练习集中再次检验能量的概念。
能用文字解释示意图，而不只是标注各部分，是老师可以现场帮你培养的技能。这是线上一对一物理补习的一部分。