16.3磁场对电流的作用 电动机16.4安装直流电动机-2024-2025学年九年级物理下册步步为赢·课课练（苏科版）

苏 科 版 物 理 九 年 级 下 册 第十六章《电磁转换》 16.3磁场对电流的作用 电动机 16.4安装直流电动机 夯实基础 知识点一 磁场对通电导体的作用 1．如图所示的实验装置中，闭合开关，导体棒ab运动，说明通电导体在磁场里，会受到力的作用。 2．通电导体在磁场里，受力方向与电流方向和磁感线方向有关。 （1）磁场方向不变时，电流方向改变，受力方向改变，如图甲乙所示； （2）电流方向不变时，磁场方向改变，受力方向改变，如图甲丙所示； （3）电流方向和磁场方向同时改变时，受力方向不变，如图乙丙所示。 趁热打铁： 例1．近年来，我国新能源汽车产业发展迅速。新能源汽车主要由电动机提供动力，其工作原理如图所示。下列可以改变导体棒运动方向的是（    ） A．断开开关S B．只将磁体的N、S极位置对换 C．将滑动变阻器的滑片向左移动 D．同时改变电源的正、负极和磁体的N、S极位置 【答案】B 【详解】A．断开开关S，电路不通电，导体棒不会运动，故A不符合题意； B．调换磁体N、S极，改变磁场方向，导体棒受力方向改变，因此运动方向会变，故B符合题意； C．移动滑动变阻器滑片只改变电路中电流大小，没有改变电流方向，导体棒受力方向不变，运动方向不变，故C不符合题意； D．同时改变电源正负极和磁体N、S极，即同时改变了电流方向和磁场方向，导体棒受力方向不变，运动方向不变，故D不符合题意。 故选B。 例2．放在通电螺线管旁边的通电导线受力情况如图所示（“•”表示电流方向垂直纸面向外，“×”表示电流方向垂直纸面向里）。则下列选项中，通电导线受力情况正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由题图可知通电导线中电流方向垂直纸面向里时，在S极附近受力的方向水平向上。 A．相对于题图，通电导线中电流方向不变，根据安培定则可知，通电螺线管右侧为S极，通电导体受力方向不改变，为竖直向上，故A错误； B．相对于题图，通电导线中电流方向不变，根据安培定则可知，通电螺线管左侧为N极，磁场方向不变，通电导体受力方向应变为向上，故B错误； C．相对于题图，通电导线中电流方向不变，右侧为N极，磁场方向向右，改变了，故通电导线受力方向改变，为竖直向下，故C错误； D．相对于题图，通电导线中电流方向变为垂直纸面向外，左侧为S极，右侧为N极，磁场方向改变了，通电导线中电流方向和通电螺线管磁极同时改变，通电导线的位置没有改变，故通电导体受力方向不变，为竖直向上，故D正确。 故选D。 知识点二 电动机 1．基本结构：转子(线圈）、定子（磁体）、电刷、换向器 电刷的作用：与半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。 换向器的作用：使线圈一转过平衡位置就改变线圈中的电流方向。 注：通电线圈的平面与磁感线垂直时，线圈受到的磁场的作用力相互平衡，我们把这个位置称为平衡位置，如下图。 2．原理：通电导体在磁场中受到力的作用。 3．工作过程： 甲 乙 丙 丁 甲：电流方向如图所示，线圈顺时针转动。 乙：线圈转到平衡位置时，两电刷恰好接触两半环间的绝缘部分；线圈由于惯性继续转动，转过平衡位置后，电流改变方向。 丙：电流方向与图甲相反，受力方向也相反，线圈仍顺时针转动。 丁：线圈又转到平衡位置，换向器又自动改变电流方向。 敲黑板：直流电动机需要换向器，交流电动机本身电流方向会不断变化，不需要换向器。 4．自制简易电动机模型 如图所示，矩形线圈ABCD由漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈正下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，左侧转轴绝缘漆只刮去下半部分，右侧转轴绝缘漆全部刮掉，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，这样就能使电池与两金属支架在连接后线圈能连续转动起来。 趁热打铁： 例3．当开关闭合后，ab段所受到的磁场力的方向如图所示。下列选项中关于ab段所受到的磁场力的方向正确的是（    ） A． B． C．D． 【答案】C 【详解】由图得，当线圈电流从a流向b，磁场方向从右往左时，ab段受到的磁场力的方向从下到上。 A．线圈电流从b流向a，磁场方向从右往左时，ab段受到的磁场力的方向从上到下，故A错误； B．线圈电流从a流向b，磁场方向从左往右时，ab段受到的磁场力的方向从上到下，故B错误； C．线圈电流从a流向b，磁场方向从左往右时，ab段受到的磁场力的方向从上到下，故C正确； D．线圈电流从b流向a，磁场方向从右往左时，ab段受到的磁场力的方向从上到下，故D错误。 故选C。 例4．家庭实验是物理课堂的延伸，小宇选择了电池、铜丝、磁铁等器材进行了实验。如图甲所示。小宇将电池负极下面吸附一块磁铁，并把铜丝折成心形，然后把心形铜丝放在电池上，调整铜丝与磁铁接触点至合适的位置，如图乙所示，通电后铜丝便会不停地转动。该实验的工作原理是（　　） A．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引 B．通电导体在磁场中受力的作用 C．通电导体周围存在磁场 D．电磁感应原理 【答案】B 【详解】电池负极下面吸附在圆柱形的强磁铁上，当导线框上端与电池正极接触，下端与电池负极接触时，导线框中有电流通过，成为通电导体，发现导线框以电池为轴心不停地转动起来，说明通电导体在磁场中受到磁场力的作用，电动机就是根据此原理制成的。故B符合题意，故ACD不符合题意。 故选B。 例5．如图1，⊗表示导线中的电流方向垂直于纸面向里，F是磁场对通电导线的作用力。用Fa'b'、Fc'd'、Fab、Fcd分别表示图2、3中闭合开关时磁场对导体a'b'、c'd'、ab、cd的作用力，则（　　） A．Fa'b'竖直向上 B．Fc'd'竖直向下 C．Fab竖直向下 D．Fcd竖直向下 【答案】C 【详解】AB．由图2知，线圈左侧a′b′电流的方向是向里的，磁场方向向右，与图1的情况一样，其受到的磁场力的方向是竖直向下的，c′d′的电流方向与a′b′的相反，侧受磁场力方向竖直向上，故AB不符合题意； CD．由图3可知，线圈右侧dc中的电流的方向是向内的，根据磁场方向改变，其受到的磁场力的方向是竖直向上的，ab所受磁场力方向竖直向下，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 例6．如图所示，小翔同学做了一个小直流电动机模型。同学们围着观看线圈的持续转动，一起分享着他的成果。下列关于此直流电动机模型的说法，你认为正确的是（　　） A．此电动机模型是根据电磁感应的原理制成的 B．转动过程中，CD边始终受到磁场力 C．绕制线圈时，如果没有漆包线，可以用普通的铜导线代替 D．线圈两端（作为转轴）的漆皮一端全部刮去，另一端刮去半周，这样可持续转动 【答案】D 【详解】A．电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故A错误； BD．为了使线圈能持续转动，采取的办法是将线圈两端引线的漆皮一端全部刮去，另一端只刮半周，这样就可以让线圈转动时，有半周通电受力而转动，另外半周不通电依靠惯性继续转动，从而实现连续转动，故B错误，D正确； C．绕制线圈时，如果用普通的铜导线代替，会造成电源短路，不能正常工作，故C错误。 故选D。 知识点三 实验：安装直流电动机模型 1．如图所示，直流电动机模型的主要部件有：①蹄形磁体 ②弧形铁片 ③线圈 ④转轴 ⑤支架 ⑥换向器 ⑦电刷 ⑧底座 2．组装过程： （1）把线圈固定在转轴上； （2）先将支架固定在底座上，然后将转轴安装在支架上，注意使线圈和转轴能较好地转动； （3）用螺钉把电刷（铜片）固定在底座上，同时使电刷与转轴上的换向器接触（注意：电刷与换向器间的压力要适当，以保证转轴能正常转动）； （4）从固定电刷的两个螺钉上引出两根导线； （5）分别把两个弧形铁片的一端用螺钉固定在底座上，另一端用磁体夹住。 3．实验过程： （1）改变通过线圈的电流方向，线圈的转动方向发生改变； （2）将蹄形磁体的两个磁极对调，改变线圈所在处的磁场方向，线圈的转动方向发生改变； （3）移动滑动变阻器的滑片，增大通过线圈的电流大小，线圈转动的速度增大，减小通过线圈的电流大小，线圈转动的速度减小。 （4）增加线圈的匝数，线圈转动的速度增大，减小线圈的匝数，线圈转动的速度减小。 4．实验结论： （1）电动机的转动方向与线圈中电流方向和磁场方向有关； 敲黑板：实际上电动机的转动方向与线圈受到的磁场力的方向有关 ①磁场方向不变时，电流方向改变，受力方向改变，电动机转动方向改变； ②电流方向不变时，磁场方向改变，受力方向改变，电动机转动方向改变； ③电流方向和磁场方向同时改变时，受力方向不变，电动机转动方向不变。 （2）电动机的转速与电流大小、磁场强弱、线圈匝数有关； 敲黑板：实际上电动机的转速与线圈受到的磁场力的大小有关 ①通电线圈在磁场中的受力大小跟电流有关，电流越大，受力越大，电动机转速越大； ②通电线圈在磁场中的受力大小跟磁场的强弱有关，磁场越强，受力越大，电动机转速越大； ③通电线圈在磁场中的受力大小跟线圈的匝数有关，匝数越大，受力越大，电动机转速越大。 趁热打铁： 例7．如图甲是小明同学安装好的直流电动机模型： （1）在安装该模型时要按照 （选填“由外向内”或“由内向外”）的顺序安装； （2）为了使组装的电动机模型能够正常运转，小明在安装时还应注意以下几点，其中正确的是 （选填符号）； A．要尽量减小轴与轴架之间的摩擦 B．电刷与换向器的接触松紧要适当 C．不要使各元件因安装不当而产生形变 D．每一只固定螺钉均不能拧紧 （3）小明把安装好的电动机、变阻器、电源和开关串联起来进行实验，如图乙所示； ①用笔画线代替导线完成图乙中实验器材的连接 ；（要求滑片向右移，电动机转速变慢） ②若开关闭合，线圈不转，用手轻轻一拨，线圈就转动起来，则原来线圈不转的原因可能是 ； （4）图甲中换向器A的作用是 。 【答案】 由内而外 ABC 线圈处在平衡位置 自动改变线圈中电流的方向 【详解】（1）[1]在安装该模型时要按照由下而上，由内而外顺序安装，这样能让电动机各部件之间松紧适度，正常工作。 （2）[2]为了使组装的电动机模型能够正常运转，安装时要注意： ①要尽量减小轴与轴架之间的摩擦； ②电刷与换向器的接触松紧要适当； ③不要使各元件因安装不当而产生形变； ④每一只固定螺钉均应拧紧； 故ABC正确，D错误。 故选ABC。 （3）①[3]滑片向右移，电动机转速变慢，说明滑片向右移时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，滑动变阻器用左半部分电阻丝接入电路，电路图如答案所示。 ②[4]如果线圈平面与磁场方向垂直，线圈处于平衡位置，闭合开关，线圈不受磁场力，线圈不动；当用手轻轻一拔，线圈转到非平衡位置时，线圈就转动起来，则原来线圈不转的原因是线圈处于平衡位置。 （4）[5]直流电动机中，换向器的作用是当线圈转过平衡位置时，能自动改变线圈中电流的方向，使线圈受力发生变化，这样线圈才能连续的转动下去。 例8．要想使一台直流电动机转速增大一些，下列方法中不能达到目的的是（　　） A．增大线圈中的电流 B．在线圈中插入铁芯 C．将磁体的磁极对调 D．增强原来的磁场 【答案】C 【详解】直流电动机的转速与线圈中的电流大小有关，增大线圈中的电流可以提高其转速；还与磁场强弱有关，增强磁场也可以提高其转速；在线圈中插入铁芯也可使磁场增强，提高其转速；但对调磁极，只能改变电动机的转动方向，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 知识点四 扬声器 1．结构：线圈、永久磁体、锥形纸盆。 2．工作原理：扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。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，线圈会在永久磁体磁场的作用下不断地来回振动，带动锥形纸盆也来回振动而发声。 趁热打铁： 例9．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 融会贯通 ——打基础—— 一、单选题 1．如图所示，导线ab放在磁场中，接通电源后，ab向右运动。则：（　　） A．调换磁极位置与电流方向，可以使ab向左运动 B．调换磁极位置与电流方向，可以使ab静止不动 C．实验说明了通电导体ab在磁场中受到力的作用 D．人们利用本实验揭示的道理制作了发电机 【答案】C 【详解】AB．导线ab在磁场中的运动方向与磁场方向与电流方向有关，同时调换磁极位置与电流方向后，ab仍向右运动，故AB不符合题意； CD．当开关闭合时导体运动，这表明通电导体在磁场中要受到力的作用，电动机就是根据这一原理制造出来的，故C符合题意、D不符合题意。 故选C。 2．电磁弹射车常用于航空母舰上助力飞机起飞，其原理可简化为如图所示，两根金属导轨沿水平方向放置在磁场中，电磁弹射车横跨在导轨上，通电后，弹射车受力向右行驶。若不计空气阻力和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．弹射车在轨道上做匀速直线运动 B．此过程中电能转化为机械能 C．只调换电源的正负极，通电后弹射车受力方向不变 D．弹射车脱离金属导轨后仍受到磁场力的作用 【答案】B 【详解】A．不计空气阻力和摩擦，弹射车只受到磁场作用力，在轨道上做加速直线运动，故A错误； B．此过程中，通电的弹射车在磁场中受到力的作用，消耗的电能转化为弹射车的机械能，故B正确； C．通电导体在磁场中受到力的方向与磁场方向和电流方向有关，只调换电源的正负极，通电后弹射车受力方向改变，故C错误； D．弹射车脱离金属导轨后，由于惯性继续运动，但不再有电流通过，不受磁场力的作用，故D错误。 故选B。 3．矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示，ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力，下列哪两段受到该磁场的作用力方向相反（　　） A．ab段与fe段 B．ab段与ed段 C．bc段与fe段 D．af段与cd段 【答案】A 【详解】A．由电路分析可知，ab段与fe段的电流方向相反，所以ab段与fe段受到该磁场的作用力方向相反，故A符合题意； B．由电路分析可知，ab段与ed段的电流方向相同，所以ab段与ed段段受到该磁场的作用力方向相同，故B不符合题意； C．磁场的作用力方向与磁场方向和电流方向有关，由图可知磁场方向不变，由电路分析可知，bc段与fe段的电流方向相同，所以bc段与fe段受到该磁场的作用力方向相同，故C不符合题意； D．由电路分析可知，af段与cd段的电流方向相同，所以af段与cd段受到该磁场的作用力方向相同，故D不符合题意。 故选A。 4．如图是直流电流表的内部结构示意图，当电流通过线圈时，线圈在磁场中转动，带动指针偏转。下列说法中不正确的是（　　） A．通电线圈由静止开始转动，是力改变了线圈的运动状态 B．通电线圈转动时，主要将电能转化为机械能 C．电流表中线圈转动与电磁铁工作的原理相同 D．电流方向不变时，将电流表内永磁体的N极与S极对调，指针转动方向会改变 【答案】C 【详解】A．通电线圈由静止开始转动，是因为受到了力的作用，力改变了线圈的运动状态，故A正确，不符合题意； B．通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，此过程中电能转化为机械能，故B正确，不符合题意； C．电磁铁的原理是电流的磁效应，与电流表的原理不同，故C错误，符合题意； D．通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场的方向有关，在电流方向不变时，将电流表内永磁体的N极与S极对调，线圈转动方向会改变，故D正确，不符合题意。 故选C。 5．小明参观历史博物馆时看到一个假人在不停地推石磨转动，其原理为利用蓄电池通电后石磨内的线圈在磁场作用下受力开始转动，并带动假人运动，如图所示。下列说法错误的是（　　） A．石磨转动是将机械能转化为电能 B．其原理与电动机的原理相同 C．仅改变电流方向可以改变石磨转动的方向 D．仅改变磁场方向可以改变石磨转动的方向 【答案】A 【详解】AB．该装置利用蓄电池通电后石磨内的线圈在磁场作用下受力开始转动，与电动机的工作原理相同，该过程中，电能转化为机械能，故A错误，符合题意，B正确，不符合题意。 CD．通电导体受力方向与电流方向和磁场的方向有关，仅改变电流方向或改变磁场的方向可以改变石磨转动的方向，故CD正确，不符合题意。 故选A。 6．放在通电螺线管旁边的通电导线受力情况如图所示（“”表示电流方向垂直纸面向外，“×”表示电流方向垂直纸面向里）。则下列选项中，通电导线受力情况符合实际的是（  ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由题图可知通电导线中电流方向垂直纸面向里时，在S极附近受力的方向水平向上。 A．相对于题图，通电导线中电流方向不变，根据安培定则可知，通电螺线管左侧为S极，通电导体受力方向应变为向下，故A不符合题意； B．相对于题图，通电导线中电流方向不变，根据安培定则可知，通电螺线管右侧为S极，通电导体受力方向不改变，为竖直向上，故B不符合题意； C．相对于题图，通电导线中电流方向变为垂直纸面向外，根据安培定则可知，通电螺线管左侧为N极，通电导线中电流方向和通电螺线管磁极同时改变，通电导线在磁场中的位置改变，故通电导线受力方向改变，为竖直向下，故C不符合题意； D．相对于题图，通电导线中电流方向变为垂直纸面向外，根据安培定则可知，通电螺线管右侧为N极，通电导线中电流方向和通电螺线管磁极同时改变，通电导线的位置没有改变，故通电导体受力方向不改变，为竖直向上，故D符合题意。 故选D。 7．某个LED灯发光的颜色与通过其电流方向的关系如图中所示；将该LED灯与线圈abcd连接后，在两次实验中线圈abcd的转动情况如图乙、丙所示。下列说法正确的是（    ） A．乙图中ab与cd所受磁场力的方向相同 B．乙、丙两图中ab边所受磁场力方向不同 C．丙图中的LED灯发黄光 D．乙、丙两图中流经线圈abcd的电流方向相同 【答案】C 【详解】A．由图可知，乙图中ab与cd的电流方向不同，磁场方向相同，ab与cd所受磁场力的方向不同，故A错误； BCD．由图乙、丙得，线圈的转动方向相同，说明线圈受到的磁力方向相同，而乙、丙中磁场方向相反，根据通电导体在磁场中受到力的方向与磁场方向、导体中的电流方向的关系可知，电路中电流不同，乙中电路电流方向从B到A，丙图中电路电流方向从A到B，则丙图中的LED灯发黄光，故BD错误，C正确。 故选C。 8．小华在综合实践中自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈正下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，则小华应将（    ） A．只要是闭合回路，线圈就会连续转动 B．电池的正、负极对调一下 C．左侧转轴绝缘漆全部刮掉，右侧转轴绝缘漆只刮去上半部分 D．左、右转轴绝缘漆全部刮掉 【答案】C 【详解】ABC．线圈之所以能转动，是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的，但是该线圈在转过平衡位置时，若不改变电流的反向，此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动，故为了使线圈持续转动，将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，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，这样就能使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，故AB不符合题意，C符合题意； D．两端的漆皮都刮掉，线圈每转过半圈，受力方向发生变化，会来回摆动，不能使得线圈连续转动起来，故D不符合题意。 故选C。 二、填空题 9．如图所示是电动机的原理图。闭合开关，在蹄形磁体中的导体棒ab向左运动；断开开关，将蹄形磁体的N极与S极对调，再闭合开关，这时导体棒ab将 （选填“向左运动”、“向右运动”或“静止不动”）。 【答案】向右运动 【详解】通电导体的受力方向与磁场方向和电流方向有关。断开开关，将蹄形磁体的N极与S极对调，磁场方向改变，再闭合开关，这时导体棒ab将向右运动。 10．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 【详解】[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。 11．下图装置是 的工作模型，在工作过程中， 起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过 位置时，就自动改变线圈中的 ，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动，工作时它是把 能转化为 能。                                          【答案】 电动机 换向器 平衡 电流方向 电 机械 【详解】[1][2][3][4][5][6]根据图中可以知道通电线圈在磁场中受力转动，这是一个电动机的工作模型。工作过程中，换向器起到关键作用，它能使线圈刚刚转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向，这样线圈受力就改变了，就可以连续转动。工作时，电动机把电能转化为机械能。 12．如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜 （选填“向左”、“向右”或“左右往复”）运动。音圈之所以运动，是由于磁场对 有力的作用。 【答案】 左右往复 通电导体 【详解】[1][2]当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，因为音圈电流方向改变，音圈在磁场中受力的方向改变，音圈带动音膜左右往复运动；音圈之所以运动，是由于磁场对通电导体有力的作用。 13．如图，小华安装的直流电动机模型，图中C为 ，她应将图中 （填写图中字母）接入电路。接通电源后，电动机不转动，写出一条可能的原因 。 【答案】 线圈 F、G 电流太小（磁体的磁性太弱或换向器与电刷之间接触不良等） 【详解】[1]电动机里面有定子和转子，从图中可以看到，A是磁铁，为定子，C是线圈，为转子。 [2]从图中可以看到，F、G是两个接线柱，与电路连接，所以应将图中F、G接入电路。 [3]电动机是利用电流在磁场中受到力而运动的原理制成的，接通电源后，电动机不转动，可能的原因为电流太小，或磁体的磁性太弱，或换向器与电刷之间接触不良等。 三、作图题 14．如图甲所示，通电导体中电流的方向向里，磁场对通电导体力F的方向水平向右。改变实验条件，如图乙所示，请画出磁场对通电导体的作用力及通电导体所受重力的示意图。 【答案】 【详解】由于改变电流的方向或磁场的方向都可以改变通电导体的受力方向，若电流的方向和磁场的方向都同时改变，不可以改变通电导体的受力方向，由图乙知道，通电导体的受力方向不变，故通电导体受力如答案所示。 15．如图1所示，线圈位于磁场中，通电后a段导线受磁场力F的方向向上。请在图2中画出a段导线受到的磁场力的示意图；现增加一个换向器，如图3所示，请在图3中画出通电后a段导线受到的磁场力的示意图。 【答案】 【详解】如图1所示，a导线位于磁场中，a段导线受磁场力F的方向向上，图2中，磁场方向没有改变，导体中电流方向不变，所以导体受力的方向不变，a导线受到的磁场力F1的方向是向上的。 图3中，磁场方向没有改变，导体中电流方向改变，所以导体受力的方向改变，a导线受到的磁场力F2的方向是向下的，如答案所示。 四、实验题 16．在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中，小明设计了如图所示的电路，导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。 （1）磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是 （选填“磁场或“磁感线”）； （2）闭合开关前，导体棒ab静止，闭合开关后，导体棒ab向右运动，说明磁场对导体棒有 ； （3）①断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与 有关； ②断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与 有关； 【答案】 磁场 力的作用 磁场方向 电流方向 【详解】（1）[1]磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是磁场，磁感线是为了描述磁场而引入的假想线。 （2）[2]闭合开关后，导体棒ab向右运动，说明磁场对导体棒有力的作用。 （3）①[3]断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。 ②[4]断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。 17．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 【详解】（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。 18．小明用自己安装好的直流电动机模型（如图甲）来研究电动机的工作过程； （1）电动机的工作原理是磁场对 有力的作用；图乙是直流电动机工作原理图，其中C、D叫作 ，线圈左右两边框的受力方向相反，其原因是 方向相反； （2）小明将直流电动机模型接入电路，各部分连接完好，闭合开关后电动机却不能转动；他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动；刚开始不转的原因可能是 ；（填序号） A．蹄形磁铁磁性太弱 B．电源电压太低 C．线圈刚好处于平衡位置 D．线圈中的电流太小 （3）小明按图丙电路将电动机模型连入电路，闭合开关，电动机正常转动，小明记下了电流表和电压表的示数；实验过程中，由于弧形铁片螺丝松动，电动机线圈被弧形铁片卡住了，小明惊奇地发现，电动机线圈被卡住后，电流表和电压表的示数都发生了变化，小明赶紧记下了两表的示数（如下表所示）并断开了开关； 电动机状态 电压U/V 电流I/A 正常转动 2.2 0.18 被卡住不转 2.0 0.33 为什么电动机线圈被卡住后电流会变大呢？小明经过反复思考，终于明白了其中的道理，原来线圈不转时只有线圈电阻阻碍电流，线圈电阻比较小，因此电流较大；当通电线圈在磁场中转动时，线圈同时也会在磁场中做 运动，产生感应电流，根据实验数据可以判断，感应电流的方向应该与原来线圈中的电流方向 ；在实际生活中，如果电动机转轴被卡住而不转动时，电能将全部转化为 能，很容易烧坏电动机线圈。 【答案】 通电导体 换向器 电流 C 切割磁感线 相反 内 【详解】（1）[1][2][3]电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用；图乙是直流电动机工作原理图，其中C、D叫作换向器，线圈左右两边框的受力方向相反，其原因是电流方向相反。 （2）[4]A．蹄形磁铁磁性太弱，用手轻轻碰了以后也不会持续转动，故A不符合题意； B．电源电压太低，用手轻轻碰了以后也不会持续转动，故B不符合题意； C．线圈刚好处于平衡位置，用手轻轻碰了以后会持续转动，故C符合题意； D．线圈中的电流太小，用手轻轻碰了以后也不会持续转动，故D不符合题意。 故选C。 （3）[5][6]当通电线圈在磁场中转动时，线圈同时也会在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，根据实验数据可以判断，感应电流的方向应该与原来线圈中的电流方向相反。 [7]在实际生活中，如果电动机转轴被卡住而不转动时，电能将全部转化为内能，很容易烧坏电动机线圈。 ——提能力—— 1．闭合开关后，下列关于导线所受磁场力的说法，正确的是（　　） A．ab和cd所受力的方向相同 B．cd和所受力的方向相反 C．ab和所受力的方向相反 D．cd和所受力的方向相同 【答案】D 【详解】A．导线ab和cd电流方向相反，磁场方向相同，则受力方向相反，故A错误； B．导线cd和a’b’电流方向相反，磁场方向相反，则受力方向相同，故B错误； C．导线ab和a’b’电流方向相反，磁场方向相反，则受力方向相同，故C错误； D．导线cd和c’d’电流方向相反，磁场方向相反，则受力方向相同，故D正确。 故选D。 2．如图甲所示，磁铁上下摆放形成稳定磁场，取闭合回路的一部分直导体ab沿东西方向放置于两磁铁中间，已知闭合开关时，该磁场对导体ab产生向北的作用力。已知螺线管通电后外部磁场的情况如图乙所示。则下列哪种方式可以使得通电螺线管的磁场对导线中电流的作用力方向与图中ab的受力方向方向相同（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由所给电源正负极可知，题干图中电流方向向东，磁场方向是竖直向下的，已知此时导体ab受到磁场力的方向向北。 A．由右手螺旋定则知A图中螺线管上端为S极，下端为N极，通电导体所在位置磁场方向是竖直向下，导体中电流方向向西，根据甲图导体运动方向与磁场方向和电流方向的关系知，导体受到磁场力的方向向南，与甲图中ab的受力方向相反，故A不符合题意； B．由右手螺旋定则知B图中螺线管上端为N极，下端为S极，通电导体所在位置磁场方向是竖直向上，导体中电流方向向东，根据甲图导体运动方向与磁场方向和电流方向的关系知导体受到磁场力的方向向南，与甲图中ab的受力方向相反，故B不符合题意； C．由右手螺旋定则知C 图中螺线管上端为S极，下端为N极，通电导体所在位置磁场方向是竖直向下，导体中电流方向向西，根据甲图导体运动方向与磁场方向和电流方向的关系知导体受到磁场力的方向向南，与甲图中ab的受力方向相反，故C不符合题意； D．由右手螺旋定则知D 图中螺线管上端为N极，下端为S极，通电导体所在位置磁场方向是竖直向上，导体中电流方向向西，根据甲图导体运动方向与磁场方向和电流方向的关系知导体受到磁场力的方向向北，与甲图中ab的受力方向相同，故D符合题意。 故选D。 3．图示为某电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，OO＇为转轴。闭合开关，从O点沿转轴观察，线圈顺时针转动，则螺线管F端为 极，若将电源的正负极对调，从O点沿转轴观察，线圈将 转动（选填“顺时针”或“逆时针”）。 【答案】 S 顺时针 【详解】[1]由图知，电流从螺线管EF的左端流入，由安培定则可知，E端为N极，F端为S极。 [2]由题意知，闭合开关，此时从O点沿转轴观察，线圈顺时针转动；线圈受力转动的方向与磁场方向和电流方向有关，若将电源的正负极对调，则螺线管中电流方向与原来反向，螺线管的磁极改变，且此时电动机线圈中的电流方向与原来也相反，则线圈受到磁场力的方向不会发生改变，即从O点沿转轴观察，线圈仍顺时针转动。 4．四旋翼飞行器 四旋翼飞行器结构简单、控制方便，已经广泛应用在航拍、搜寻等领域，飞行器主要由支架、旋翼、飞行控制器等组成，其支架选用很轻的全碳纤维材料，可以提高飞行器的载重。 飞行器的四个旋翼由四个电机带动，对称分布在支架的前后甲图左右，且在同一高度，工作时，旋翼高速旋转向下推动空气，所以在同一支架两端的电机旋转方向保证相同，相邻电机旋翼控制器转方向相反 我们可以通过无线电遥控器调整四个电机的转速，控制支架飞行器的姿态和位置，以实现飞行器的上下运动、前后运动、滚转运动、偏航运动等。 (1)四旋翼飞行器选用全碳纤维材料做支架是因为此材料的密度较 ； (2)旋翼高速旋转向下推动空气产生向上的升力是因为力的作用是 的； (3)为了使飞行器加速上升，采取的方法是 （增加/减小）旋翼转速； (4)四旋翼飞行器正常飞行时，图丙中电机的旋转方向正确的是 ； (5)如图乙是旋停在空中的四旋翼飞行器，通过控制器将电机1转速减半，为了使机身不发生转动________。 A．将电机2、3、4转速同时增倍 B．将电机2、3、4转速同时减半 C．保持电机2、4转速不变，使电机3的转速减半 D．保持电机3、4转速不变，使电机2的转速增倍 【答案】(1)小 (2)相互 (3)增加 (4)C (5)B 【详解】（1）四旋翼飞行器选用全碳纤维材料做支架是因为此材料的密度较小，以减轻飞行器自身的质量，可以提高飞行器的载重。 （2）该飞行器工作时，旋翼高速旋转向下推动空气，对空气施加力的作用，由于物体间力的作用是相互的，所以空气对旋翼施加了向上的反作用力，飞行器就腾空了。 （3）当增大四个旋翼的转速时，使吹向下方的风量增加，旋翼对空气向下的力增大，由于力的作用是相互的，所以空气对飞行器的升力增大，飞行器会加速上升。 （4）根据题意可知，为了防止旋翼的旋转使机身反向转动，所以在同一支架两端的电机旋转方向保证相同，相邻电机旋旋翼控制器转方向相反； A. 图中四个电动机都沿顺时针转动，故A错误； B. 图中四个电动机都沿逆时针方向转动，故B错误； C. 图中上下两个电动机沿顺时针转动，左右两个电动机沿逆时针转动，故C正确； D. 图中上下两个电动机转动方向相反，左右两个电动机转动方向相反，故D错误。 故选C。 （5）由题意可知，为了使机身不反向转动，四个电动机的转动速度应相同，所以，电机1转速减半，其它三个转速也减半，故选B。 5．如图是直流电动机模型。 （1）直流电动机模型里的换向器在线圈 （选填“刚转到”、“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向； （2）小明将组装好的直流电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲，若要电动机转速加快，小明应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）端移动； （3）接下来，小明把该直流电动机模型中的永磁铁换成图乙所示的电磁铁，并将电磁铁线圈的两个接线柱M、N分别与电刷A、B相连，使电磁铁线圈与电动机模型线圈并联后，合用一个电源，当对调接在电源正、负极上的导线时，电动机线圈转动的方向会不会改变?答： ，理由是 ； （4）若这台电动机正常工作时，两端的电压为5V，通过的电流为1A，通电10s，该电动机线圈的电阻为1Ω，这台电动机的效率为 。 【答案】 刚转过 左 不会 电流方向和磁场方向同时发生改变，受力方向不变 80% 【详解】（1）[1]直流电动机模型里的换向器的作用是在线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，使得线圈持续转动下去。 （2）[2]通电导体在磁场中受力的大小与电流的大小和磁场的强弱有关，若要电动机转速加快，小明应将滑动变阻器的滑片向左端移动，增大电路中的电流。 （3）[3][4]当对调接在电源正、负极上的导线时，电流方向和磁场方向同时发生改变，受力方向不变，所以电动机线圈转动的方向不会改变。 （4）[5]消耗的电能为 电动机线圈产生的热量为 则这台电动机的效率为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 $$ 苏 科 版 物 理 九 年 级 下 册 第十六章《电磁转换》 16.3磁场对电流的作用 电动机 16.4安装直流电动机 夯实基础 知识点一 磁场对通电导体的作用 1．如图所示的实验装置中，闭合开关，导体棒ab运动，说明通电导体在磁场里，会受到力的作用。 2．通电导体在磁场里，受力方向与电流方向和磁感线方向有关。 （1）磁场方向不变时，电流方向改变，受力方向改变，如图甲乙所示； （2）电流方向不变时，磁场方向改变，受力方向改变，如图甲丙所示； （3）电流方向和磁场方向同时改变时，受力方向不变，如图乙丙所示。 趁热打铁： 例1．近年来，我国新能源汽车产业发展迅速。新能源汽车主要由电动机提供动力，其工作原理如图所示。下列可以改变导体棒运动方向的是（    ） A．断开开关S B．只将磁体的N、S极位置对换 C．将滑动变阻器的滑片向左移动 D．同时改变电源的正、负极和磁体的N、S极位置 例2．放在通电螺线管旁边的通电导线受力情况如图所示（“•”表示电流方向垂直纸面向外，“×”表示电流方向垂直纸面向里）。则下列选项中，通电导线受力情况正确的是（　　） A． B． C． D． 知识点二 电动机 1．基本结构：转子(线圈）、定子（磁体）、电刷、换向器 电刷的作用：与半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。 换向器的作用：使线圈一转过平衡位置就改变线圈中的电流方向。 注：通电线圈的平面与磁感线垂直时，线圈受到的磁场的作用力相互平衡，我们把这个位置称为平衡位置，如下图。 2．原理：通电导体在磁场中受到力的作用。 3．工作过程： 甲 乙 丙 丁 甲：电流方向如图所示，线圈顺时针转动。 乙：线圈转到平衡位置时，两电刷恰好接触两半环间的绝缘部分；线圈由于惯性继续转动，转过平衡位置后，电流改变方向。 丙：电流方向与图甲相反，受力方向也相反，线圈仍顺时针转动。 丁：线圈又转到平衡位置，换向器又自动改变电流方向。 敲黑板：直流电动机需要换向器，交流电动机本身电流方向会不断变化，不需要换向器。 4．自制简易电动机模型 如图所示，矩形线圈ABCD由漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈正下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，左侧转轴绝缘漆只刮去下半部分，右侧转轴绝缘漆全部刮掉，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，这样就能使电池与两金属支架在连接后线圈能连续转动起来。 趁热打铁： 例3．当开关闭合后，ab段所受到的磁场力的方向如图所示。下列选项中关于ab段所受到的磁场力的方向正确的是（    ） A． B． C．D． 例4．家庭实验是物理课堂的延伸，小宇选择了电池、铜丝、磁铁等器材进行了实验。如图甲所示。小宇将电池负极下面吸附一块磁铁，并把铜丝折成心形，然后把心形铜丝放在电池上，调整铜丝与磁铁接触点至合适的位置，如图乙所示，通电后铜丝便会不停地转动。该实验的工作原理是（　　） A．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引 B．通电导体在磁场中受力的作用 C．通电导体周围存在磁场 D．电磁感应原理 例5．如图1，⊗表示导线中的电流方向垂直于纸面向里，F是磁场对通电导线的作用力。用Fa'b'、Fc'd'、Fab、Fcd分别表示图2、3中闭合开关时磁场对导体a'b'、c'd'、ab、cd的作用力，则（　　） A．Fa'b'竖直向上 B．Fc'd'竖直向下 C．Fab竖直向下 D．Fcd竖直向下 例6．如图所示，小翔同学做了一个小直流电动机模型。同学们围着观看线圈的持续转动，一起分享着他的成果。下列关于此直流电动机模型的说法，你认为正确的是（　　） A．此电动机模型是根据电磁感应的原理制成的 B．转动过程中，CD边始终受到磁场力 C．绕制线圈时，如果没有漆包线，可以用普通的铜导线代替 D．线圈两端（作为转轴）的漆皮一端全部刮去，另一端刮去半周，这样可持续转动 知识点三 实验：安装直流电动机模型 1．如图所示，直流电动机模型的主要部件有：①蹄形磁体 ②弧形铁片 ③线圈 ④转轴 ⑤支架 ⑥换向器 ⑦电刷 ⑧底座 2．组装过程： （1）把线圈固定在转轴上； （2）先将支架固定在底座上，然后将转轴安装在支架上，注意使线圈和转轴能较好地转动； （3）用螺钉把电刷（铜片）固定在底座上，同时使电刷与转轴上的换向器接触（注意：电刷与换向器间的压力要适当，以保证转轴能正常转动）； （4）从固定电刷的两个螺钉上引出两根导线； （5）分别把两个弧形铁片的一端用螺钉固定在底座上，另一端用磁体夹住。 3．实验过程： （1）改变通过线圈的电流方向，线圈的转动方向发生改变； （2）将蹄形磁体的两个磁极对调，改变线圈所在处的磁场方向，线圈的转动方向发生改变； （3）移动滑动变阻器的滑片，增大通过线圈的电流大小，线圈转动的速度增大，减小通过线圈的电流大小，线圈转动的速度减小。 （4）增加线圈的匝数，线圈转动的速度增大，减小线圈的匝数，线圈转动的速度减小。 4．实验结论： （1）电动机的转动方向与线圈中电流方向和磁场方向有关； 敲黑板：实际上电动机的转动方向与线圈受到的磁场力的方向有关 ①磁场方向不变时，电流方向改变，受力方向改变，电动机转动方向改变； ②电流方向不变时，磁场方向改变，受力方向改变，电动机转动方向改变； ③电流方向和磁场方向同时改变时，受力方向不变，电动机转动方向不变。 （2）电动机的转速与电流大小、磁场强弱、线圈匝数有关； 敲黑板：实际上电动机的转速与线圈受到的磁场力的大小有关 ①通电线圈在磁场中的受力大小跟电流有关，电流越大，受力越大，电动机转速越大； ②通电线圈在磁场中的受力大小跟磁场的强弱有关，磁场越强，受力越大，电动机转速越大； ③通电线圈在磁场中的受力大小跟线圈的匝数有关，匝数越大，受力越大，电动机转速越大。 趁热打铁： 例7．如图甲是小明同学安装好的直流电动机模型： （1）在安装该模型时要按照 （选填“由外向内”或“由内向外”）的顺序安装； （2）为了使组装的电动机模型能够正常运转，小明在安装时还应注意以下几点，其中正确的是 （选填符号）； A．要尽量减小轴与轴架之间的摩擦 B．电刷与换向器的接触松紧要适当 C．不要使各元件因安装不当而产生形变 D．每一只固定螺钉均不能拧紧 （3）小明把安装好的电动机、变阻器、电源和开关串联起来进行实验，如图乙所示； ①用笔画线代替导线完成图乙中实验器材的连接 ；（要求滑片向右移，电动机转速变慢） ②若开关闭合，线圈不转，用手轻轻一拨，线圈就转动起来，则原来线圈不转的原因可能是 ； （4）图甲中换向器A的作用是 。 例8．要想使一台直流电动机转速增大一些，下列方法中不能达到目的的是（　　） A．增大线圈中的电流 B．在线圈中插入铁芯 C．将磁体的磁极对调 D．增强原来的磁场 知识点四 扬声器 1．结构：线圈、永久磁体、锥形纸盆。 2．工作原理：扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。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，线圈会在永久磁体磁场的作用下不断地来回振动，带动锥形纸盆也来回振动而发声。 趁热打铁： 例9．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 融会贯通 ——打基础—— 一、单选题 1．如图所示，导线ab放在磁场中，接通电源后，ab向右运动。则：（　　） A．调换磁极位置与电流方向，可以使ab向左运动 B．调换磁极位置与电流方向，可以使ab静止不动 C．实验说明了通电导体ab在磁场中受到力的作用 D．人们利用本实验揭示的道理制作了发电机 2．电磁弹射车常用于航空母舰上助力飞机起飞，其原理可简化为如图所示，两根金属导轨沿水平方向放置在磁场中，电磁弹射车横跨在导轨上，通电后，弹射车受力向右行驶。若不计空气阻力和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．弹射车在轨道上做匀速直线运动 B．此过程中电能转化为机械能 C．只调换电源的正负极，通电后弹射车受力方向不变 D．弹射车脱离金属导轨后仍受到磁场力的作用 3．矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示，ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力，下列哪两段受到该磁场的作用力方向相反（　　） A．ab段与fe段 B．ab段与ed段 C．bc段与fe段 D．af段与cd段 4．如图是直流电流表的内部结构示意图，当电流通过线圈时，线圈在磁场中转动，带动指针偏转。下列说法中不正确的是（　　） A．通电线圈由静止开始转动，是力改变了线圈的运动状态 B．通电线圈转动时，主要将电能转化为机械能 C．电流表中线圈转动与电磁铁工作的原理相同 D．电流方向不变时，将电流表内永磁体的N极与S极对调，指针转动方向会改变 5．小明参观历史博物馆时看到一个假人在不停地推石磨转动，其原理为利用蓄电池通电后石磨内的线圈在磁场作用下受力开始转动，并带动假人运动，如图所示。下列说法错误的是（　　） A．石磨转动是将机械能转化为电能 B．其原理与电动机的原理相同 C．仅改变电流方向可以改变石磨转动的方向 D．仅改变磁场方向可以改变石磨转动的方向 6．放在通电螺线管旁边的通电导线受力情况如图所示（“”表示电流方向垂直纸面向外，“×”表示电流方向垂直纸面向里）。则下列选项中，通电导线受力情况符合实际的是（  ） A． B． C． D． 7．某个LED灯发光的颜色与通过其电流方向的关系如图中所示；将该LED灯与线圈abcd连接后，在两次实验中线圈abcd的转动情况如图乙、丙所示。下列说法正确的是（    ） A．乙图中ab与cd所受磁场力的方向相同 B．乙、丙两图中ab边所受磁场力方向不同 C．丙图中的LED灯发黄光 D．乙、丙两图中流经线圈abcd的电流方向相同 8．小华在综合实践中自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈正下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，则小华应将（    ） A．只要是闭合回路，线圈就会连续转动 B．电池的正、负极对调一下 C．左侧转轴绝缘漆全部刮掉，右侧转轴绝缘漆只刮去上半部分 D．左、右转轴绝缘漆全部刮掉 二、填空题 9．如图所示是电动机的原理图。闭合开关，在蹄形磁体中的导体棒ab向左运动；断开开关，将蹄形磁体的N极与S极对调，再闭合开关，这时导体棒ab将 （选填“向左运动”、“向右运动”或“静止不动”）。 10．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。 11．下图装置是 的工作模型，在工作过程中， 起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过 位置时，就自动改变线圈中的 ，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动，工作时它是把 能转化为 能。                                          12．如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜 （选填“向左”、“向右”或“左右往复”）运动。音圈之所以运动，是由于磁场对 有力的作用。 13．如图，小华安装的直流电动机模型，图中C为 ，她应将图中 （填写图中字母）接入电路。接通电源后，电动机不转动，写出一条可能的原因 。 三、作图题 14．如图甲所示，通电导体中电流的方向向里，磁场对通电导体力F的方向水平向右。改变实验条件，如图乙所示，请画出磁场对通电导体的作用力及通电导体所受重力的示意图。 15．如图1所示，线圈位于磁场中，通电后a段导线受磁场力F的方向向上。请在图2中画出a段导线受到的磁场力的示意图；现增加一个换向器，如图3所示，请在图3中画出通电后a段导线受到的磁场力的示意图。 四、实验题 16．在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中，小明设计了如图所示的电路，导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。 （1）磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是 （选填“磁场或“磁感线”）； （2）闭合开关前，导体棒ab静止，闭合开关后，导体棒ab向右运动，说明磁场对导体棒有 ； （3）①断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与 有关； ②断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与 有关； 17．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。 18．小明用自己安装好的直流电动机模型（如图甲）来研究电动机的工作过程； （1）电动机的工作原理是磁场对 有力的作用；图乙是直流电动机工作原理图，其中C、D叫作 ，线圈左右两边框的受力方向相反，其原因是 方向相反； （2）小明将直流电动机模型接入电路，各部分连接完好，闭合开关后电动机却不能转动；他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动；刚开始不转的原因可能是 ；（填序号） A．蹄形磁铁磁性太弱 B．电源电压太低 C．线圈刚好处于平衡位置 D．线圈中的电流太小 （3）小明按图丙电路将电动机模型连入电路，闭合开关，电动机正常转动，小明记下了电流表和电压表的示数；实验过程中，由于弧形铁片螺丝松动，电动机线圈被弧形铁片卡住了，小明惊奇地发现，电动机线圈被卡住后，电流表和电压表的示数都发生了变化，小明赶紧记下了两表的示数（如下表所示）并断开了开关； 电动机状态 电压U/V 电流I/A 正常转动 2.2 0.18 被卡住不转 2.0 0.33 为什么电动机线圈被卡住后电流会变大呢？小明经过反复思考，终于明白了其中的道理，原来线圈不转时只有线圈电阻阻碍电流，线圈电阻比较小，因此电流较大；当通电线圈在磁场中转动时，线圈同时也会在磁场中做 运动，产生感应电流，根据实验数据可以判断，感应电流的方向应该与原来线圈中的电流方向 ；在实际生活中，如果电动机转轴被卡住而不转动时，电能将全部转化为 能，很容易烧坏电动机线圈。 ——提能力—— 1．闭合开关后，下列关于导线所受磁场力的说法，正确的是（　　） A．ab和cd所受力的方向相同 B．cd和所受力的方向相反 C．ab和所受力的方向相反 D．cd和所受力的方向相同 2．如图甲所示，磁铁上下摆放形成稳定磁场，取闭合回路的一部分直导体ab沿东西方向放置于两磁铁中间，已知闭合开关时，该磁场对导体ab产生向北的作用力。已知螺线管通电后外部磁场的情况如图乙所示。则下列哪种方式可以使得通电螺线管的磁场对导线中电流的作用力方向与图中ab的受力方向方向相同（　　） A． B． C． D． 3．图示为某电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，OO＇为转轴。闭合开关，从O点沿转轴观察，线圈顺时针转动，则螺线管F端为 极，若将电源的正负极对调，从O点沿转轴观察，线圈将 转动（选填“顺时针”或“逆时针”）。 4．四旋翼飞行器 四旋翼飞行器结构简单、控制方便，已经广泛应用在航拍、搜寻等领域，飞行器主要由支架、旋翼、飞行控制器等组成，其支架选用很轻的全碳纤维材料，可以提高飞行器的载重。 飞行器的四个旋翼由四个电机带动，对称分布在支架的前后甲图左右，且在同一高度，工作时，旋翼高速旋转向下推动空气，所以在同一支架两端的电机旋转方向保证相同，相邻电机旋翼控制器转方向相反 我们可以通过无线电遥控器调整四个电机的转速，控制支架飞行器的姿态和位置，以实现飞行器的上下运动、前后运动、滚转运动、偏航运动等。 (1)四旋翼飞行器选用全碳纤维材料做支架是因为此材料的密度较 ； (2)旋翼高速旋转向下推动空气产生向上的升力是因为力的作用是 的； (3)为了使飞行器加速上升，采取的方法是 （增加/减小）旋翼转速； (4)四旋翼飞行器正常飞行时，图丙中电机的旋转方向正确的是 ； (5)如图乙是旋停在空中的四旋翼飞行器，通过控制器将电机1转速减半，为了使机身不发生转动________。 A．将电机2、3、4转速同时增倍 B．将电机2、3、4转速同时减半 C．保持电机2、4转速不变，使电机3的转速减半 D．保持电机3、4转速不变，使电机2的转速增倍 5．如图是直流电动机模型。 （1）直流电动机模型里的换向器在线圈 （选填“刚转到”、“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向； （2）小明将组装好的直流电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲，若要电动机转速加快，小明应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）端移动； （3）接下来，小明把该直流电动机模型中的永磁铁换成图乙所示的电磁铁，并将电磁铁线圈的两个接线柱M、N分别与电刷A、B相连，使电磁铁线圈与电动机模型线圈并联后，合用一个电源，当对调接在电源正、负极上的导线时，电动机线圈转动的方向会不会改变?答： ，理由是 ； （4）若这台电动机正常工作时，两端的电压为5V，通过的电流为1A，通电10s，该电动机线圈的电阻为1Ω，这台电动机的效率为 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 $$