20.4 电动机（5大题型）-2024-2025学年九年级物理全一册同步题型分类讲与练（人教版）

20.4 电动机 知识点 1 磁场对通电导线的作用 1、探究磁场对通电导线的作用 （1）实验器材：电源、开关、蹄形磁铁、一段导线ab、带两根光滑平行金属导轨的平板底座、导线。 （2）实验过程：如图所示，用两根水平且平行的金属导轨把一根直导线ab支起来，让导线处于蹄形磁铁的两个磁极之间。通过导线的运动情况研究其受力。 （3）实验现象及分析 序号 实验过程 实验现象 实验分析 1 闭合开关，ab向左运动 说明ab通电后在磁场中受到力的作用 2 只对调电池正、负极（改变电流方向），ab向右运动 改变电流方向，ab受力方向也改变了，说明ab受力方向与ab 中的电流方向有关 3 只对调磁极（改变磁场方向），ab向右运动 改变磁感线方向，ab的运动方向也改变了，说明ab 受力方向与磁感线方向有关 4 同时改变磁场和电流方向，导线ab向左运动 同时改变电流方向和磁感线方向时直导线运动方向不变，说明当电流方向与磁感线方向同时变得相反时，ab受力方向不变 （4）实验结论 通电导线在磁场中受到力的作用。力的方向跟电流的方向、感线的方向都有关系。 2、磁场对通电线圈的作用 （1）实验探究：把线圈放在磁场里，给线圈通电后，观察到通电线圈在磁场里会转过一个角度，但不能持续转动。 （2）实验结论：通电线圈在磁场中会受力而转动，但不能持续转动。 知识点2 电动机的基本构造 1、电动机的基本构造 电动机由两部分组成，一是能够转动的线圈，叫做转子；二是固定不动的磁体，叫做定子。电动机工作时，转子在定子中飞快地转动。 2、电动机的工作原理：通电线圈在磁场中受力的作用。 3、实验探究：通电线圈在磁场中的转动 （1）实验过程分析 ①图甲：连接好如图甲所示的电路，闭合开关，ab、cd中的电流方向相反，受力方向也相反，于是线圈在力的作用下顺时针转动起来。 ②图乙：线圈在力的作用下转动到线圈平面与磁场垂直的位置，此时ab、cd受到的磁场力大小相等、方向相反，通电线圈受平衡力作用，此位置称为线圈的平衡位置。 ③图丙：线圈到达平衡位置时，由于惯性，线圈还会继续转动。越过平衡位置后，磁场力的方向与线圈运动方向相反，磁场力作用的结果是阻碍线圈的运动。 （2）原因剖析：线圈不能连续转动，是因为线圈越过了平衡位置以后，受到的力要阻碍它的转动。要使线圈连续转动起来，必须使线圈越过平衡位置时，能够及时改变线圈中两边的受力方向。 （3）解决方案 ①线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，让线圈靠性转过后半周，这样线圈的转动不平稳，动力弱。 ②在线圈转动的后半周，设法改变电流的方向，使线圈在后半周也获得同方向转动的动力，线圈会平稳、有力地转动下去。实现这一目的的装置叫换向器。 4、换向器 （1）构造：如图所示，换向器由两个铜半环E、F和两个电刷A、B组成。两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两个铜半环中间断开，彼此绝缘。两电刷A和B分别和两个铜半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。 （2）作用：每当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈两边的受力方向，使线圈连续转动。 5、电动机中的能量转化 6、直流电动机转向、转速的调节 （1）转向调节：影响电动机转向的因素是电流的方向和磁感线的方向，因此对直流电动机来说，改变转向，只需改变电流方向或磁感线方向。 （2）转速调节：影响电动机转速的因素是电流的大小和磁场的强弱，因此对直流电动机来说，改变转速，只需改变电流的大小和磁场的强弱。 扬声器是怎样发声的 （1）作用：扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。 （2）构造：由永久磁体、线圈、维形纸盆等构成。 （3）原理：通电线圈在磁场中受力运动。 （4）过程：当线圈中通有电流时，线圈受到磁铁的作用而运动；当线圈中的电流反向时，线圈向相反方向运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。 题型1 探究磁场对通电导线的作用 【例1】（24-25九年级上·全国·课前预习）如图所示，在“探究磁场对通电直导线的作用”实验中，小明把一根轻质的铝棒EF置于蹄形磁体的磁场中。 （1）接通电源，通过观察 来判断磁场对通电直导线有力的作用； （2）若只将磁体的两极对调，接通电源，观察到铝棒EF会向相反方向运动，说明力的方向与 有关； （3）小明想探究“通电直导线在磁场中受力大小是否与电流大小有关”，请你帮助他写出具体的操作： ； 【答案】（1）导体EF摆动 （2）磁场方向 （3）调节滑动变阻器的位置，改变电路中电流大小，观察导体EF摆动幅度大小 【解析】（1）如图，当闭合开关接通电源后，我们能够观察到轻质的铝棒EF从原来的静止变为摆动，根据这个现象就可以判断磁场对通电直导线有力的作用。 （2）实验中只将磁体的两极对调，即是磁场的方向变了，接通电源后，能够观察到铝棒EF会向相反方向摆动，这说明导体受力的方向与磁场方向有关。 （3）小明想探究“通电直导线在磁场中受力大小是否与电流大小有关”，只需要调节滑动变阻器的位置，改变电路中电流大小，观察导体EF摆钟幅度大小即可。 【变式1-1】（2024·安徽·三模）小华组装了如图所示的实验装置。 （1）这套装置可以用来探究______；（填字母） A．电磁感应现象 B．磁场对通电导体的作用 C．通电螺线管外部磁场的方向 （2）实验中把导体棒ab放在磁场里，接通电源，让电流通过导体棒ab，会观察到导体棒ab向左运动；如果把电源正、负极和蹄形磁体上下磁极同时对调后接入电路，会观察到导体棒ab向 （选填“左”或“右”）运动； （3）请你举出一个利用此原理工作的电器名称： 。 【答案】（1）B （2）左 （3）电动机或动圈式扬声器 【解析】（1）如图所示装置，有电源，有磁场，有闭合电路，可以用来探究通电导体在磁场中受力的作用，故AC不符合题意，B符合题意。 故选B。 （2）实验中把导体棒ab放在磁场里，接通电源，让电流通过导体棒ab，会观察到导体棒ab向左运动；如果把电源正、负极和蹄形磁体上下磁极同时对调后接入电路，导体棒ab受力方向不变，会观察到导体棒ab向左运动。 （3）根据磁场对通电导体的作用制作的电器有电动机或动圈式扬声器。 【变式1-2】（22-23九年级下·河北衡水·阶段练习）如图是某兴趣小组的同学做“探究磁场对通电导体作用”的实验装置。 （1）闭合开关前，导体棒ab静止，闭合开关后，导体棒ab向左运动，说明 ； （2）若要探究通电导体在磁场中受力的方向和磁场方向是否有关，接下来的操作是 ； （3）如果同时改变磁场方向和电流方向， （选填“能”或“不能”）确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关； （4）另一小组的同学闭合开关后左右移动滑动变阻器的滑片，发现导轨上的导体ab始终处于静止状态。经检查，全部实验器材均无故障且连接无误，你认为通电导体ab在磁场中处于静止的原因是 。（写出一条即可） 【答案】磁场对通电导体有力的作用 见详解 不能 磁体磁性太弱 【解析】（1）[1]闭合开关前，导体棒ab静止，闭合开关后，导体棒ab向左运动，导体棒ab运动状态发生了改变，说明磁场对通电导体有力的作用。 （2）[2]若要探究通电导体在磁场中受力的方向和磁场方向是否有关，根据控制变量法，接下来的操作是断开开关，保持电流方向不变，仅将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，观察导体的运动方向。 （3）[3]受力方向与电流方向和磁场方向均有关，根据控制变量法，每次只能改变一个因素，另一个因素相同，故如果同时改变磁场方向和电流方向，不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。 （4）[4]磁场对通电导体作用力的大小与磁场强弱和电流大小有关，导轨上的导体ab始终处于静止状态，表明受到作用力太小，原因可能是磁场太弱，或是电流强度太小。 【变式1-3】（23-24九年级上·山东济宁·阶段练习）在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小晴按照图甲所示组装实验器材。 （1）为完成该观察活动且实验效果明显，放在蹄形磁体磁场中的直导线EF应选择下列哪种金属棒 （ρ铜>ρ铁>ρ铝）； A．铁棒          B．铜棒          C．铝棒 （2）选好直导线后，将滑动变阻器的滑片移动到适当位置，闭合开关，看到直导线BF向右运动，说明磁场对通电导体有力的作用， （选填“发电机”“电动机”或“电磁铁”）就是根据该原理制成的； （3）将滑动变阻器的滑片向右端移动，发现直导线EF向右运动并摆起的幅度更大，这说明磁场对通电导体作用力的大小与 有关； （4）在乙图中，通电后cd段导线受磁场力F1的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力F2的方向是竖直向 （ 选填“上”或“下”） ； （5）要使图乙中线圈持续转动，应在其外部加装 ， 自动改变线圈中的电流方向。 【答案】C 电动机 电流大小 上 换向器 【解析】（1）[1]为了使效果明显，应选择质量较小的金属棒，由三个金属棒的体积相同，密度最小的铝棒的质量最小。故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 （2）[2]通电导体在磁场中受力运动属于电动机的原理。发电机利用电磁感应原理制成的，电磁铁利用了电流的磁效应。 （3）[3]将滑动变阻器的滑片向右端移动，接入电路阻值变小，电路中电流变大，导线摆动的幅度大，说明受到的力较大，这说明磁场对通电导体的作用力的大小与电流的大小有关。 （4）[4]由图乙可知，磁场方向不变，ab段与cd段电流方向相反，cd段所受力方向竖直向下，则ab段所受力方向竖直向上。 （5）[5]换向器起到改变电流方向的作用。要使图乙中线圈持续转动，应在外部加装换向器， 自动改变线圈中的电流方向。 【变式1-4】（23-24九年级上·吉林·期末）如图的实验装置，两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导体AB并把它们置于磁场中。 （1）闭合开关接通电源，这时会看到导体AB向右运动，这表明 ； （2）若只对调磁体的磁极或只改变导体AB中的电流方向，观察到导体AB均向 运动； （3）如果把磁体的两极对调，同时改变通过导体AB的电流方向，会看到导体AB的运动方向 ； （4）依据这个实验原理可制成 。 【答案】通电导体在磁场中受力的作用 左 不变 电动机 【解析】（1）[1]接通电源，这时会看到导体AB向左运动，即AB受到向左的力的作用，说明通电导体在磁场中会受力的作用。 （2）[2]通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向均有关，只对调磁体的磁极或只改变导体AB中的电流方向，AB所受力的方向发生了改变，观察到导体AB均向右运动。 （3）[3]如果把磁体的两极对调，同时改变通过导体AB中的电流方向，即等于改变了两个因素，所以会看到导体AB的运动方向不变，即向左运动。 （4）[4]通电导线在磁场中受力的作用，且所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，电动机就是根据此原理制成的。 【变式1-5】（23-24九年级上·江苏南通·期末）在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根较轻的金属棒ab，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示。 （1）在做实验前，为了排除其他因素的干扰，应选择 （选填“铁”或“铝”）棒为好； （2）在（1）中提供的金属棒中，选择合适金属棒ab进行实验，看到金属棒ab稳定时如图乙所示，这说明通电导体在磁场中受到 的作用；在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时，小明先仅对调磁极位置，观察到金属棒ab稳定时如图丙所示，由此可知通电导线在磁场中受力的方向与 方向有关。然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将金属棒ab两端对调后接入电路，发现金属棒ab的摆动方向依然如图乙所示，由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。你认为小明的做法错在哪里？ ； （3）小明进一步猜想：在同一磁场中，磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关呢？为此小明决定在图丙所示的实验基础上，在电路中串入电流表（已知铜的密度均大于铁和铝的密度）来改变电路中的电流，进行对比实验。 ①实验过程中，小明应根据 （选填“电流表的示数”或“导线摆动角度”）来推断通电导线在磁场中的受力大小； ②闭合开关，小明发现铜棒稳定时的位置都如图丁所示，与丙图实验现象相比，小明得出结论：“在同一磁场中，通过导线的电流越大，磁场对导线的作用力就越小”。小明的这种说法是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 。 【答案】铝 力 磁场 没有改变铝棒中电流方向 导线摆动的角度 错误 铜棒的质量和原先的金属棒不同 【解析】（1）[1]因为磁铁可以吸引铁钴镍，因此在做实验前，为了防止铁棒被磁体吸引着而影响实验，因此应选择铝棒。 （2）[2]在（1）中提供的金属棒中，选择合适金属棒ab进行实验，看到金属棒ab稳定时如图乙所示，运动状态改变了，说明通电导体在磁场中受到力的作用。 [3]在探究导线在磁场中受力方向与电流方向，小明先仅对调磁极位置，再闭合开关，受力方向改变，由此可知通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向有关。 [4]小明保持图甲中的磁极位置不动，将金属棒ab两端对调后接入电路，发现金属棒ab的摆动方向依然如图乙所示，此时没有改变铝棒中电流方向，所以小明的做法错误。 （3）[5]实验过程中，小明应根据导线摆动角度来推断通电导线在磁场中的受力大小。 [6][7]闭合开关，小明发现铜棒稳定时的位置都如图丁所示，与丙图实验现象相比，由于导体棒变为了铜棒，质量变大，重力变大，摆动角度相同，但受到的力不同，因此小明的这种说法是错误。 题型2 电动机的原理与应用 【例2】（24-25九年级上·内蒙古呼和浩特·期中）电动汽车是利用电动机来工作的，电动机工作过程中能量转化情况主要是（   ） A．电能转化成内能 B．电能转化成化学能 C．机械能转化成电能 D．电能转化成机械能 【答案】D 【解析】电动机工作时，消耗电能，主要得到机械能，因此电动机工作过程中能量转化情况主要是电能转化成机械能，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【变式2-1】（2024·安徽亳州·二模）如图所示的电动机在生活中的应用越来越广泛，图乙为电动机的工作原理图。线圈处于水平向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。下列分析正确的是（　　） A．线圈连续转动是靠电流做功实现的 B．电动机通电后不转，一定是电路断路了 C．图中受磁场力向上，转动时受磁场力向下 D．电动机在工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能 【答案】C 【解析】A．线圈在非平衡位置连续转动是靠电流做功实现的，在平衡位置连续转动是靠惯性实现的，故A错误； B．电动机通电后不转，可能是电路断路了，没有电流通过，也可能是线圈恰好处于平衡位置，线圈受到的作用力不能使线圈产生转动效果，故B错误； C．图示中线圈顺时针转动，电流沿abdd流动，ab在左侧时受到的力向上，cd受到的力向下，ab转动180度，转到右侧，电流方向改变，受力方向也改变，受力向下，线圈能连续转动，故C正确； D．电动机在转动过程中，需要克服摩擦做功，所以消耗的电能大部分转化为机械能，小部分转化为内能，故D错误。 故选C。 【变式2-2】（2024·广西崇左·二模）如图所示是小明制作的简易电动机，其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。要使图中线圈转动起来，除了让线圈平衡在电池正极这个支点之外，还必须保证线圈中有 通过。单独改变磁场的方向，线圈转动的方向 （选填“会”或“不会”）改变。 【答案】电流 会 【解析】[1]电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，所以需要电路中有电流通过线圈才能转动。 [2]线圈转动的方向与电流方向和磁场方向有关，所以单独改变磁场的方向，线圈转动的方向会发生改变。 【变式2-3】（24-25九年级上·云南文山·期中）如图所示，使线圈位于磁体两磁极间的磁场中。 （1）使线圈静止在图乙位置上，闭合开关，发现线圈并没有转动，这是因为这个位置是线圈的平衡位置，此时线圈上下两个边所受的力大小 （选填“相等”或“不相等”）； （2）使线圈静止在图甲位置上，闭合开关，线圈受力沿顺时针方向转动，并由于 而越过平衡位置，但不能继续转下去，最后要返回平衡位置。使线圈静止在图丙的位置上，这是刚才线圈冲过平衡位置以后所到达的地方，闭合开关，线圈逆时针转动。由此我们可以分析出线圈不能连续转动的原因是 ； （3）生活中的电动机都能连续转动且具有平稳的动力，实际的电动机是通过 来实现这一目的的。 【答案】（1）相等 （2）惯性 见解析 （3）换向器 【解析】（1）线圈处于平衡位置，受力平衡，由二力平衡可知，此时线圈上下两个边所受的力大小相等。 （2）[1]线圈受力沿顺时针方向转动，转到平衡位置时，由于惯性，线圈不会立即停下来，会转过平衡位置，在力的作用下左右摇摆，最终静止在平衡位置。 [2]线圈越过了平衡位置以后，受到的力会阻碍它转动，所以线圈不能连续转动。 （3）换向器可以在线圈刚转过平衡位置时改变线圈中电流的方向，改变线圈受力情况，使线圈持续转动，所以实际的电动机是通过安装换向器来实现持续转动的。 题型3 电动机的转向与转速调节 【例3】（2025九年级·全国·专题练习）图中是小明制作的简单电动机模型，其线圈由漆包线绕成，将线圈一端的漆全部刮掉，一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中，闭合开关后，线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是（   ） A．利用电磁感应原理工作 B．将机械能转化为电能 C．线圈在转动时，始终受到磁场作用力 D．改变线圈中电流方向可改变转动方向 【答案】D 【解析】A．此实验利用通电线圈在磁场中受到力的作用，故A错误； B．电动机消耗电能而转动起来，能量转化为电能转化为机械能，故B错误； C．由于线圈中有一端的漆只刮掉半周，会出现电路中无电流状态，当线圈转到该位置处，由于线圈中无电流，所以不会受到磁场力的作用，故C错误； D．因为电动机线圈转动的方向与磁场方向和电流方向有关，因此要改变电动机的转动方向有两种方法：可保持磁场方向不变，改变电流方向；②可保持电流方向不变，改变磁场方向，故D正确。 故选D 。 【变式3-1】（23-24九年级上·河北张家口·期末）如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动，现要加快线圈顺时针转动的速度，下列方法中可行的是（    ） A．减小电路中的电流 B．只改变电路中电流的方向 C．对调磁极位置同时改变电流方向 D．换用磁性更强的磁铁 【答案】D 【解析】A．减小电路中的电流，会使线圈的转速变慢，故A不符合题意； B．只改变电路中电流的方向，线圈会逆时针转动，转速不变，故B不符合题意； C．对调磁极位置同时改变电流方向，线圈转动方向和转速均不变，故C不符合题意； D．换用磁性更强的磁铁，磁场变强，线圈的转速加快，故D符合题意。 故选D。 【变式3-2】（22-23九年级下·安徽宿州·阶段练习）要改变直流电动机的转动方向，可行的方法是（　　） A．改变线圈中的电流方向或对调磁体两极 B．改变线圈中电流的大小 C．改变线圈中的电流方向，同时对调磁体两极 D．适当减弱磁场 【答案】A 【解析】电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关，因此要改变电动机的转动方向有两种方法：①可保持磁场方向不变，改变电流方向；②可保持电流方向不变，改变磁场方向。因此A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式3-3】（24-25九年级上·全国·课前预习）小明为观察磁场对通电线圈的作用。如图所示，用漆包线做成线圈，线圈两端的漆全部刮去，放在接有电源的金属支架上并放入磁体中。闭合开关后，看到线圈 （“持续转动”/“左右摆动”/“静止不动”）。为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是下列哪两种 。 A．两侧全刮           B．一侧全刮，另一侧刮半周 C．两侧均刮上半周    D．一侧刮上半周，一侧刮下半周 【答案】左右摆动 BC 【解析】[1]由图可知，闭合开关后，通电线圈在磁场中受力运动；线圈受力的方向与磁场的方向和电流的方向有关；当线圈转过平衡位置时，线圈受到的磁场力发生变化，使得线圈在平衡位置摆动几次后很快就停下来，故闭合开关后，看到线圈左右摆动。 [2]为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是将线圈两端的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，或两侧均刮上半周；按这两种方法刮漆，线圈转到平衡位置时，线圈中没有电流，线圈由于惯性能够按原方向持续转动。 故选BC。 【变式3-4】（23-24九年级上·河南郑州·期末）如图某兴趣小组制作的直流电动机结构简图，闭合开关，轻轻地拨动铜线圈后线圈便转动起来，线圈转起来的原因是 。若想让线圈的转动速度变快，你可以采取的方法是 （写一条合理方法即可）。 【答案】磁场对电流有力的作用（或通电导体在磁场中受到力的作用） 增大电流（或增强磁场） 【解析】[1]线圈处于磁场中，闭合开关后，轻轻地拨动铜线圈，克服阻力线圈便转动起来，线圈能在磁场中不断的转动是由于磁场对电流有力的作用。 [2]线圈的转动速度变快慢与线圈受到力的大小有关，要线圈的转动速度变快，可以增大电流，也可以增强磁场。 【变式3-5】（23-24九年级下·广东惠州·开学考试）研究电动机的工作过程，电动机的工作原理是磁场对 有力的作用。左下图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 ，线圈从图示位置再转动90度后线圈将恰好达到平衡位置，并最终停在该位置。右下图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 。 【答案】通电导体 见解析 换向器 【解析】[1]通电导体在磁场中受到力的作用，电动机是根据磁场对通电导体有力的作用的原理制成的。 [2]线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关；图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，是因为两侧的电流方向不同。 [3]图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。 题型4 电动机的工作过程 【例4】（2024·江苏南京·三模）如图甲和乙是两个电动机，图乙线圈一侧轴的漆皮刮掉一半，线圈另一侧轴的漆皮全部刮掉，通电之后，两线圈均能持续转动，下列说法正确的是（　　） A．甲图的原理是电磁感应 B．乙图刮去一半漆皮与甲图换向器作用相同，都是为了改变电流方向 C．将甲图的电源和磁体都去掉，并添加小磁针，还可以验证“电流的磁效应” D．图乙线圈在转动过程中，磁场对线圈不是始终有力的作用 【答案】D 【解析】A．甲图的原理是通电导体在磁场中受力的作用运动，故A错误； B．乙图刮去一半漆皮，是为了使电流方向不变，只有半周有电流，；甲图换向器作用相同，是为了改变电流方向，故B错误； C．将甲图的电源和磁体都去掉，并添加小磁针，电路中没有电流，无法验证“电流的磁效应”，故C错误； D．图乙线圈在转动过程中，当有漆皮的导线接入电路中时，电路处于断路状态，电路中没有电流，磁场对线圈没有力的作用，故D正确。 故选D。 【变式4-1】（2024·安徽合肥·二模）如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动，下列说法正确的是（　　） A．电动机在工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能 B．线圈由图示位置转动时，ab边受力方向不改变 C．换用磁性更强的磁铁，可加快线圈转动速度 D．对调磁极同时改变电流方向，可加快线圈转动速度 【答案】C 【解析】A．电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能，是电流做功的过程，故A错误。 B．线圈由图示位置转动180°时，ab边的电流方向改变，故受力方向改变，故B错误； CD．通电线圈受力与电流大小和磁场强度有关，用磁性更强的磁铁，作用力更大，可加快线圈转动速度，对调磁极同时改变电流方向，受力大小不变，方向不变，转速不变，故C正确，D错误。 故选C。 【变式4-2】（2024·安徽·一模）电动机在生活中的应用越来越广泛，某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图甲所示，图乙是两种不同安装方式的电动机，每个电动机的两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；C和D是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。下列分析正确的是（　　） A．线圈连续转动是靠电流做功实现的 B．电动机通电后不转，一定是电路断路 C．线圈1、2中均产生感应电流，线圈1、2的转动方向相反 D．线圈1、2由图示位置转动180°后，垂直于磁铁外部磁感线的线圈的边的受力方向均发生改变 【答案】D 【解析】A．线圈在非平衡位置连续转动是靠电流做功实现的，在平衡位置连续转动是靠惯性实现的，故A错误； B．电动机通电后不转，不一定是电路断路，可能是线圈恰好处在平衡位置，线圈受到的作用力不能使线圈产生转动效果，故B错误； C．由图知，电流从线圈1的右侧流入、左侧流出，电流从线圈2左侧流入、右侧流出，且两图中磁场方向相反，根据影响磁场力方向的因素可知，电流方向和磁场方向都改变时，通电线圈在磁场中的受力方向不变，所以线圈1、2的转动方向相同，故C错误； D．线圈1、2由图示位置转动180°后，垂直于磁铁外部磁感线的线圈的边边的电流方向均改变，故受力方向均改变，故D正确。 故选D。 【变式4-3】（2024·江苏泰州·一模）小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线绕成3cm×2cm矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，用硬金属丝做两个支架，两个支架分别与电池的两极相连接。把线圈放在支架上线圈下放一块强磁铁，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会持续转动。 （1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，为使线圈能够持续转动，刮线的要求是 ； A．两端全刮掉  B．一端全部刮掉，另一端只刮半周 （2）在线圈转动过程中经过如图甲、乙所示两个位置，图 的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于 不会静止；另一个图中线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力 。如图丙所示的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变 中的电流方向。 【答案】B 乙 惯性 不在同一直线上 线圈 【解析】（1）[1]在实验中影响线圈的转向的因素有电流的方向和磁场的方向，则为了使线圈能持续转动，采取将线圈一头的绝缘漆刮去，另一头刮去一半的办法，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动。 故选B。 （2）[2][3][4]当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈处于平衡状态，此时线圈受力平衡，所以图乙的线圈恰好处于平衡位置，但由于惯性，会继续转动，不会静止。另一个图中线圈左右两边所受的两个力大小相等、方向相反但不满足二力平衡条件中的不在同一直线上。 [5]图丙所示的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。 【变式4-4】（23-24九年级上·辽宁沈阳·期末）在跨学科实践课上，某小组开展了“设计小型电动感应系统”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容： 【项目分解】 （1）制作小型电动机 （2）设计电动感应电路 【项目实施】 （1）制作小型电动机 经过课堂学习，我们了解到电动机中有线圈和磁体，图甲是直流电动机模型（主要部件见文字说明），图乙是小组同学自制的简易电动机模型电路。闭合开关，发现线圈不转，冬冬用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。 ①如果将图乙中的永磁体上下磁极调换一下，线圈转动的方向与原来转动的方向 （选填“相同”或“相反”）。 ②如图乙所示，冬冬换用三节电池供电，发现线圈转速变快了。不改变电源电压，他想在电路中增加一个元件，可以方便的调节线圈转动的速度，结合所学的物理知识，请说出该元件的名称，并说明跟电动机模型连接的方式： 。 （2）设计电动感应电路 如图丙所示是商场的电动感应门，当有人走近时，感应器会发出信息，电路接通，电动门开始工作，门自动打开。如图丁所示是小组同学设计的电动感应电路，左边电路的感应器相当于一个 （填元件名称），当有人走近时，左边电路就会接通，电磁继电器 （选填“有”或“没有”）磁性，吸引衔铁又把右边电路接通，电动机开始工作，门自动打开。 【项目拓展】 小组同学进一步研究图乙中的电动机模型，测得当电动机两端电压为4.5V时，通过电动机的电流为0.4A，则该电动机的电功率为 W。 【答案】相反 在电路中串联一个滑动变阻器 开关 有 1.8 【解析】（1）①[1]电动机线圈转动方向与磁场方向和电流方向有关，永磁体上下磁极调换一下，改变了磁场方向，线圈转动的方向与原来转动的方向相反。 ②[2]电动机线圈受力大小与电流大小有关，想在电路中增加一个元件，可以方便的调节线圈转动的速度，通过滑动变阻器调节接入电路中的电阻，进而改变电路中的电流，需要在电路中串联一个滑动变阻器。 （2）[3][4][5]当有人走近时，感应器会发出信息，电路接通，电动门开始工作，门自动打开。说明感应器控制电路的通断，相当于电路元件中的开关。 当有人走近时，左边电路就会接通，电磁继电器有磁性，吸引衔铁又把右边电路接通。 测得当电动机两端电压为4.5V时，通过电动机的电流为0.4A，则该电动机的电功率为 题型5 扬声器的构造及原理 【例5】（24-25九年级上·全国·课前预习）如图所示是扬声器的结构图。当扬声器的线圈中通入因携带声音信息而时刻变化的电流时，线圈会在永久磁体的作用下受到力的作用并带动纸盆振动发声。下列说法中错误的是（    ） A．扬声器工作时是将电能转化为机械能 B．扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动 C．扬声器中的永久磁体周围存在磁场 D．扬声器工作时线圈中的电流不变 【答案】D 【解析】AB．扬声器工作时，把电信号转化为声信号，通电线圈在磁场中受到力的作用运动，将电能转化为机械能，故AB正确，不符合题意； C．磁体周围存在磁场，所以扬声器中的永久磁体周围也存在磁场，故C正确，不符合题意； D．根据题意可知，扬声器的线圈中通入因携带声音信息而时刻变化的电流，说明扬声器工作时线圈中的电流是变化的，故D错误，符合题意。 故选D。 【变式5-1】（22-23九年级上·全国·课后作业）如图所示是扬声器（喇叭）的结构图。当扬声器的线圈中通入携带声音信息的时刻变化的电流时，线圈会在永久磁体的作用下带动锥形纸盆振动发声。下列说法中正确的是（　　） A．扬声器工作时是将机械能转化为电能 B．扬声器工作时线圈中不会有电流 C．扬声器中的永久磁体不会对线圈有作用力 D．扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动 【答案】D 【解析】A．动圈式扬声器在工作过程中消耗了电能，把电能转化为机械能，故A错误； B．动圈式扬声器工作时线圈会有地电流，故B错误； C．当线圈中有电流通过时，扬声器中的永久磁体会对线圈有作用力，故C错误； D．扬声器的工作原理是磁场对电流有力的作用，故D正确。 故选D。 【变式5-2】（22-23九年级下·四川内江·开学考试）扬声器与 的工作原理相同（选填“发电机”或“电动机”）。由于通过线圈的电流是 的电流，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。 【答案】电动机 变化 【解析】[1]通过扬声器电流大小不同时，通电导线在磁场中受到的力大小不同，从而使得线圈振动，线圈振动，带动纸盆振动，从而发出声音，电动机也是因为通电导体在磁场中受到力的作用，从而使得通电线圈在磁场中转动，所以扬声器与电动机的工作原理相同。 [2]使用扬声器时，通过扬声器线圈的电流是大小不断发生变化的电流，从而使得在磁场中受到不同的力，从而使得线圈振动，带动纸盆振动，发出声音。 【变式5-3】（23-24九年级下·全国·课后作业）如图所示是扬声器的结构示意图，其中 是线圈， 是永磁体， 是锥形纸盆，当线圈中通过 电流时，线圈的磁性大小及方向 ，受到磁体的 和 来回变化，带动纸盆来回 ，于是扬声器便发出声音。 【答案】a b c 交变 不断改变 吸引 排斥 振动 【解析】[1][2][3]如图所示是扬声器的结构示意图，其中a是线圈，b是永磁体，c是锥形纸盆。 [4][5][6][7][8]当线圈中通过交变电流时，线圈的磁性大小及方向不断改变，受到磁体的吸引和排斥，带动纸盆来回振动，于是扬声器便发出声音。 【变式5-4】（2024·吉林松原·一模）教室墙上的扬声器刚刚播放完“考试开始”的答题信号，同学们便开始答题，这是利用声音来传递 ；此扬声器的工作原理类似于 （选填“发电机”或“电动机”）。 【答案】信息 电动机 【解析】[1]声音可以传递信息和能量，教室墙上的扬声器刚刚播放完“考试开始”的答题信号，同学们便开始答题，这是利用声音来传递信息。 [2]给电动机通电，电动机的线圈在磁场中受力的作用而运动，电动机将电能转化成机械能；给音响输入声音的电流信号，音响的电线圈在磁场中受力的作用而振动，将电流信号转化成声音信号，与电动机的原理相同，它将电能转化成机械能。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 20.4 电动机 知识点 1 磁场对通电导线的作用 1、探究磁场对通电导线的作用 （1）实验器材：电源、开关、蹄形磁铁、一段导线ab、带两根光滑平行金属导轨的平板底座、导线。 （2）实验过程：如图所示，用两根水平且平行的金属导轨把一根直导线ab支起来，让导线处于蹄形磁铁的两个磁极之间。通过导线的运动情况研究其受力。 （3）实验现象及分析 序号 实验过程 实验现象 实验分析 1 闭合开关，ab向左运动 说明ab通电后在磁场中受到力的作用 2 只对调电池正、负极（改变电流方向），ab向右运动 改变电流方向，ab受力方向也改变了，说明ab受力方向与ab 中的电流方向有关 3 只对调磁极（改变磁场方向），ab向右运动 改变磁感线方向，ab的运动方向也改变了，说明ab 受力方向与磁感线方向有关 4 同时改变磁场和电流方向，导线ab向左运动 同时改变电流方向和磁感线方向时直导线运动方向不变，说明当电流方向与磁感线方向同时变得相反时，ab受力方向不变 （4）实验结论 通电导线在磁场中受到力的作用。力的方向跟电流的方向、感线的方向都有关系。 2、磁场对通电线圈的作用 （1）实验探究：把线圈放在磁场里，给线圈通电后，观察到通电线圈在磁场里会转过一个角度，但不能持续转动。 （2）实验结论：通电线圈在磁场中会受力而转动，但不能持续转动。 知识点2 电动机的基本构造 1、电动机的基本构造 电动机由两部分组成，一是能够转动的线圈，叫做转子；二是固定不动的磁体，叫做定子。电动机工作时，转子在定子中飞快地转动。 2、电动机的工作原理：通电线圈在磁场中受力的作用。 3、实验探究：通电线圈在磁场中的转动 （1）实验过程分析 ①图甲：连接好如图甲所示的电路，闭合开关，ab、cd中的电流方向相反，受力方向也相反，于是线圈在力的作用下顺时针转动起来。 ②图乙：线圈在力的作用下转动到线圈平面与磁场垂直的位置，此时ab、cd受到的磁场力大小相等、方向相反，通电线圈受平衡力作用，此位置称为线圈的平衡位置。 ③图丙：线圈到达平衡位置时，由于惯性，线圈还会继续转动。越过平衡位置后，磁场力的方向与线圈运动方向相反，磁场力作用的结果是阻碍线圈的运动。 （2）原因剖析：线圈不能连续转动，是因为线圈越过了平衡位置以后，受到的力要阻碍它的转动。要使线圈连续转动起来，必须使线圈越过平衡位置时，能够及时改变线圈中两边的受力方向。 （3）解决方案 ①线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，让线圈靠性转过后半周，这样线圈的转动不平稳，动力弱。 ②在线圈转动的后半周，设法改变电流的方向，使线圈在后半周也获得同方向转动的动力，线圈会平稳、有力地转动下去。实现这一目的的装置叫换向器。 4、换向器 （1）构造：如图所示，换向器由两个铜半环E、F和两个电刷A、B组成。两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两个铜半环中间断开，彼此绝缘。两电刷A和B分别和两个铜半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。 （2）作用：每当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈两边的受力方向，使线圈连续转动。 5、电动机中的能量转化 6、直流电动机转向、转速的调节 （1）转向调节：影响电动机转向的因素是电流的方向和磁感线的方向，因此对直流电动机来说，改变转向，只需改变电流方向或磁感线方向。 （2）转速调节：影响电动机转速的因素是电流的大小和磁场的强弱，因此对直流电动机来说，改变转速，只需改变电流的大小和磁场的强弱。 扬声器是怎样发声的 （1）作用：扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。 （2）构造：由永久磁体、线圈、维形纸盆等构成。 （3）原理：通电线圈在磁场中受力运动。 （4）过程：当线圈中通有电流时，线圈受到磁铁的作用而运动；当线圈中的电流反向时，线圈向相反方向运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。 题型1 探究磁场对通电导线的作用 【例1】（24-25九年级上·全国·课前预习）如图所示，在“探究磁场对通电直导线的作用”实验中，小明把一根轻质的铝棒EF置于蹄形磁体的磁场中。 （1）接通电源，通过观察 来判断磁场对通电直导线有力的作用； （2）若只将磁体的两极对调，接通电源，观察到铝棒EF会向相反方向运动，说明力的方向与 有关； （3）小明想探究“通电直导线在磁场中受力大小是否与电流大小有关”，请你帮助他写出具体的操作： ； 【变式1-1】（2024·安徽·三模）小华组装了如图所示的实验装置。 （1）这套装置可以用来探究______；（填字母） A．电磁感应现象 B．磁场对通电导体的作用 C．通电螺线管外部磁场的方向 （2）实验中把导体棒ab放在磁场里，接通电源，让电流通过导体棒ab，会观察到导体棒ab向左运动；如果把电源正、负极和蹄形磁体上下磁极同时对调后接入电路，会观察到导体棒ab向 （选填“左”或“右”）运动； （3）请你举出一个利用此原理工作的电器名称： 。 【变式1-2】（22-23九年级下·河北衡水·阶段练习）如图是某兴趣小组的同学做“探究磁场对通电导体作用”的实验装置。 （1）闭合开关前，导体棒ab静止，闭合开关后，导体棒ab向左运动，说明 ； （2）若要探究通电导体在磁场中受力的方向和磁场方向是否有关，接下来的操作是 ； （3）如果同时改变磁场方向和电流方向， （选填“能”或“不能”）确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关； （4）另一小组的同学闭合开关后左右移动滑动变阻器的滑片，发现导轨上的导体ab始终处于静止状态。经检查，全部实验器材均无故障且连接无误，你认为通电导体ab在磁场中处于静止的原因是 。（写出一条即可） 【变式1-3】（23-24九年级上·山东济宁·阶段练习）在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小晴按照图甲所示组装实验器材。 （1）为完成该观察活动且实验效果明显，放在蹄形磁体磁场中的直导线EF应选择下列哪种金属棒 （ρ铜>ρ铁>ρ铝）； A．铁棒          B．铜棒          C．铝棒 （2）选好直导线后，将滑动变阻器的滑片移动到适当位置，闭合开关，看到直导线BF向右运动，说明磁场对通电导体有力的作用， （选填“发电机”“电动机”或“电磁铁”）就是根据该原理制成的； （3）将滑动变阻器的滑片向右端移动，发现直导线EF向右运动并摆起的幅度更大，这说明磁场对通电导体作用力的大小与 有关； （4）在乙图中，通电后cd段导线受磁场力F1的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力F2的方向是竖直向 （ 选填“上”或“下”） ； （5）要使图乙中线圈持续转动，应在其外部加装 ， 自动改变线圈中的电流方向。 【变式1-4】（23-24九年级上·吉林·期末）如图的实验装置，两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导体AB并把它们置于磁场中。 （1）闭合开关接通电源，这时会看到导体AB向右运动，这表明 ； （2）若只对调磁体的磁极或只改变导体AB中的电流方向，观察到导体AB均向 运动； （3）如果把磁体的两极对调，同时改变通过导体AB的电流方向，会看到导体AB的运动方向 ； （4）依据这个实验原理可制成 。 【变式1-5】（23-24九年级上·江苏南通·期末）在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根较轻的金属棒ab，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示。 （1）在做实验前，为了排除其他因素的干扰，应选择 （选填“铁”或“铝”）棒为好； （2）在（1）中提供的金属棒中，选择合适金属棒ab进行实验，看到金属棒ab稳定时如图乙所示，这说明通电导体在磁场中受到 的作用；在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时，小明先仅对调磁极位置，观察到金属棒ab稳定时如图丙所示，由此可知通电导线在磁场中受力的方向与 方向有关。然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将金属棒ab两端对调后接入电路，发现金属棒ab的摆动方向依然如图乙所示，由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。你认为小明的做法错在哪里？ ； （3）小明进一步猜想：在同一磁场中，磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关呢？为此小明决定在图丙所示的实验基础上，在电路中串入电流表（已知铜的密度均大于铁和铝的密度）来改变电路中的电流，进行对比实验。 ①实验过程中，小明应根据 （选填“电流表的示数”或“导线摆动角度”）来推断通电导线在磁场中的受力大小； ②闭合开关，小明发现铜棒稳定时的位置都如图丁所示，与丙图实验现象相比，小明得出结论：“在同一磁场中，通过导线的电流越大，磁场对导线的作用力就越小”。小明的这种说法是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 。 题型2 电动机的原理与应用 【例2】（24-25九年级上·内蒙古呼和浩特·期中）电动汽车是利用电动机来工作的，电动机工作过程中能量转化情况主要是（   ） A．电能转化成内能 B．电能转化成化学能 C．机械能转化成电能 D．电能转化成机械能 【变式2-1】（2024·安徽亳州·二模）如图所示的电动机在生活中的应用越来越广泛，图乙为电动机的工作原理图。线圈处于水平向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。下列分析正确的是（　　） A．线圈连续转动是靠电流做功实现的 B．电动机通电后不转，一定是电路断路了 C．图中受磁场力向上，转动时受磁场力向下 D．电动机在工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能 【变式2-2】（2024·广西崇左·二模）如图所示是小明制作的简易电动机，其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。要使图中线圈转动起来，除了让线圈平衡在电池正极这个支点之外，还必须保证线圈中有 通过。单独改变磁场的方向，线圈转动的方向 （选填“会”或“不会”）改变。 【变式2-3】（24-25九年级上·云南文山·期中）如图所示，使线圈位于磁体两磁极间的磁场中。 （1）使线圈静止在图乙位置上，闭合开关，发现线圈并没有转动，这是因为这个位置是线圈的平衡位置，此时线圈上下两个边所受的力大小 （选填“相等”或“不相等”）； （2）使线圈静止在图甲位置上，闭合开关，线圈受力沿顺时针方向转动，并由于 而越过平衡位置，但不能继续转下去，最后要返回平衡位置。使线圈静止在图丙的位置上，这是刚才线圈冲过平衡位置以后所到达的地方，闭合开关，线圈逆时针转动。由此我们可以分析出线圈不能连续转动的原因是 ； （3）生活中的电动机都能连续转动且具有平稳的动力，实际的电动机是通过 来实现这一目的的。 题型3 电动机的转向与转速调节 【例3】（2025九年级·全国·专题练习）图中是小明制作的简单电动机模型，其线圈由漆包线绕成，将线圈一端的漆全部刮掉，一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中，闭合开关后，线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是（   ） A．利用电磁感应原理工作 B．将机械能转化为电能 C．线圈在转动时，始终受到磁场作用力 D．改变线圈中电流方向可改变转动方向 【变式3-1】（23-24九年级上·河北张家口·期末）如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动，现要加快线圈顺时针转动的速度，下列方法中可行的是（    ） A．减小电路中的电流 B．只改变电路中电流的方向 C．对调磁极位置同时改变电流方向 D．换用磁性更强的磁铁 【变式3-2】（22-23九年级下·安徽宿州·阶段练习）要改变直流电动机的转动方向，可行的方法是（　　） A．改变线圈中的电流方向或对调磁体两极 B．改变线圈中电流的大小 C．改变线圈中的电流方向，同时对调磁体两极 D．适当减弱磁场 【变式3-3】（24-25九年级上·全国·课前预习）小明为观察磁场对通电线圈的作用。如图所示，用漆包线做成线圈，线圈两端的漆全部刮去，放在接有电源的金属支架上并放入磁体中。闭合开关后，看到线圈 （“持续转动”/“左右摆动”/“静止不动”）。为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是下列哪两种 。 A．两侧全刮           B．一侧全刮，另一侧刮半周 C．两侧均刮上半周    D．一侧刮上半周，一侧刮下半周 【变式3-4】（23-24九年级上·河南郑州·期末）如图某兴趣小组制作的直流电动机结构简图，闭合开关，轻轻地拨动铜线圈后线圈便转动起来，线圈转起来的原因是 。若想让线圈的转动速度变快，你可以采取的方法是 （写一条合理方法即可）。 【变式3-5】（23-24九年级下·广东惠州·开学考试）研究电动机的工作过程，电动机的工作原理是磁场对 有力的作用。左下图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 ，线圈从图示位置再转动90度后线圈将恰好达到平衡位置，并最终停在该位置。右下图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 。 题型4 电动机的工作过程 【例4】（2024·江苏南京·三模）如图甲和乙是两个电动机，图乙线圈一侧轴的漆皮刮掉一半，线圈另一侧轴的漆皮全部刮掉，通电之后，两线圈均能持续转动，下列说法正确的是（　　） A．甲图的原理是电磁感应 B．乙图刮去一半漆皮与甲图换向器作用相同，都是为了改变电流方向 C．将甲图的电源和磁体都去掉，并添加小磁针，还可以验证“电流的磁效应” D．图乙线圈在转动过程中，磁场对线圈不是始终有力的作用 【变式4-1】（2024·安徽合肥·二模）如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动，下列说法正确的是（　　） A．电动机在工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能 B．线圈由图示位置转动时，ab边受力方向不改变 C．换用磁性更强的磁铁，可加快线圈转动速度 D．对调磁极同时改变电流方向，可加快线圈转动速度 【变式4-2】（2024·安徽·一模）电动机在生活中的应用越来越广泛，某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图甲所示，图乙是两种不同安装方式的电动机，每个电动机的两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；C和D是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。下列分析正确的是（　　） A．线圈连续转动是靠电流做功实现的 B．电动机通电后不转，一定是电路断路 C．线圈1、2中均产生感应电流，线圈1、2的转动方向相反 D．线圈1、2由图示位置转动180°后，垂直于磁铁外部磁感线的线圈的边的受力方向均发生改变 【变式4-3】（2024·江苏泰州·一模）小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线绕成3cm×2cm矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，用硬金属丝做两个支架，两个支架分别与电池的两极相连接。把线圈放在支架上线圈下放一块强磁铁，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会持续转动。 （1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，为使线圈能够持续转动，刮线的要求是 ； A．两端全刮掉  B．一端全部刮掉，另一端只刮半周 （2）在线圈转动过程中经过如图甲、乙所示两个位置，图 的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于 不会静止；另一个图中线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力 。如图丙所示的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变 中的电流方向。 【变式4-4】（23-24九年级上·辽宁沈阳·期末）在跨学科实践课上，某小组开展了“设计小型电动感应系统”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容： 【项目分解】 （1）制作小型电动机 （2）设计电动感应电路 【项目实施】 （1）制作小型电动机 经过课堂学习，我们了解到电动机中有线圈和磁体，图甲是直流电动机模型（主要部件见文字说明），图乙是小组同学自制的简易电动机模型电路。闭合开关，发现线圈不转，冬冬用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。 ①如果将图乙中的永磁体上下磁极调换一下，线圈转动的方向与原来转动的方向 （选填“相同”或“相反”）。 ②如图乙所示，冬冬换用三节电池供电，发现线圈转速变快了。不改变电源电压，他想在电路中增加一个元件，可以方便的调节线圈转动的速度，结合所学的物理知识，请说出该元件的名称，并说明跟电动机模型连接的方式： 。 （2）设计电动感应电路 如图丙所示是商场的电动感应门，当有人走近时，感应器会发出信息，电路接通，电动门开始工作，门自动打开。如图丁所示是小组同学设计的电动感应电路，左边电路的感应器相当于一个 （填元件名称），当有人走近时，左边电路就会接通，电磁继电器 （选填“有”或“没有”）磁性，吸引衔铁又把右边电路接通，电动机开始工作，门自动打开。 【项目拓展】 小组同学进一步研究图乙中的电动机模型，测得当电动机两端电压为4.5V时，通过电动机的电流为0.4A，则该电动机的电功率为 W。 题型5 扬声器的构造及原理 【例5】（24-25九年级上·全国·课前预习）如图所示是扬声器的结构图。当扬声器的线圈中通入因携带声音信息而时刻变化的电流时，线圈会在永久磁体的作用下受到力的作用并带动纸盆振动发声。下列说法中错误的是（    ） A．扬声器工作时是将电能转化为机械能 B．扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动 C．扬声器中的永久磁体周围存在磁场 D．扬声器工作时线圈中的电流不变 【变式5-1】（22-23九年级上·全国·课后作业）如图所示是扬声器（喇叭）的结构图。当扬声器的线圈中通入携带声音信息的时刻变化的电流时，线圈会在永久磁体的作用下带动锥形纸盆振动发声。下列说法中正确的是（　　） A．扬声器工作时是将机械能转化为电能 B．扬声器工作时线圈中不会有电流 C．扬声器中的永久磁体不会对线圈有作用力 D．扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动 【变式5-2】（22-23九年级下·四川内江·开学考试）扬声器与 的工作原理相同（选填“发电机”或“电动机”）。由于通过线圈的电流是 的电流，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。 【变式5-3】（23-24九年级下·全国·课后作业）如图所示是扬声器的结构示意图，其中 是线圈， 是永磁体， 是锥形纸盆，当线圈中通过 电流时，线圈的磁性大小及方向 ，受到磁体的 和 来回变化，带动纸盆来回 ，于是扬声器便发出声音。 【变式5-4】（2024·吉林松原·一模）教室墙上的扬声器刚刚播放完“考试开始”的答题信号，同学们便开始答题，这是利用声音来传递 ；此扬声器的工作原理类似于 （选填“发电机”或“电动机”）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$