16.3磁场对电流的作用 电动机 ---2024-2025学年苏科版物理九年级下学期

16.3磁场对电流的作用电动机 知识点一 磁场对电流的作用 1．用如图的装置探究磁场对通电直导线的作用，给铝棒AB通电，观察到AB向右运动，要使AB通电后向左运动，下列做法中可行的是（　　） A．仅换用磁性更强的磁体 B．仅增加AB中的电流强度 C．仅将磁体的N、S极对调 D．仅将铝棒AB换成铜棒 2．磁体会对通电导体产生力的作用吗？ （1）如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间，未闭合开关时导体静止，闭合开关后，导体运动，说明磁场对通电导体 （有/没有）力的作用； （2）断开开关，将图中磁体的N和S极对调，再闭合开关，会发现导体ab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 方向有关； （3）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ab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 方向有关； （4）在导体运动过程中将电能转化为 能。 3．如图甲是小林将电池放在手掌上，电池的长度最接近5 （填“mm”“cm”或“dm”）如图乙是小林用电池制作的“神奇转框”，转框的上部中央与电池正极相连，下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧，金属框就可以绕电池及柱形物持续转动。金属框能转动起来是因为 ，柱形物的材料应具有较好的导电性和 （填物理属性）。    4．轻质通电导线中的电流方向向右时，它在磁场中的受力情况如图甲所示。若只将导线中电流方向变成向左，请在图乙中画出通电导线在磁场中的受力F。 知识点二 磁场对通电线圈的作用 5．如图为直流电动机的工作原理图。下列分析中正确的是（　　） A．电动机的工作原理是电磁感应 B．电动机工作过程中，线圈中的电流方向保持不变 C．仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向 D．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能 6．如图是某灵敏电流计的内部结构示意图，线圈在磁场中，指针与线圈相连．当线圈中有电流通过时，线圈会转动，原因是 ；若改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向将 ． 知识点三 电动机及工作原理的应用 7．如图所示的直流电动机模型，把线圈两端导线的漆按图中方法刮去，通电后线圈能否连续转动？ ．如果通过线圈的电流变大，线圈的转动速度将变 ．如果改变线圈中的电流方向，线圈的转动方向将 ．                       8．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．甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 ． （2）乙图中的线圈所在的位置 （填“是”或“不是”）平衡位置，图中C、D组成的装置叫 ，它的作用是在线圈 （填“刚转到”“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动电动机工作时是把电能转化为 ． 9．某品牌的纯电动轿车，定位“C级高性能生态科技轿车”，其核心是超级电动机。下图中与电动机工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 10．小明把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关并调节滑动变阻器，电动机正常转动，若要改变电动机转动方向，下列做法中无效的是（　　） A．只对调电源的正、负极 B．只对调磁体的N、S极 C．同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极 D．导线①改接G、F点，导线②改接C、E点 11．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 12．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Fab、Fcd、Fa'b'、Fc'd'分别表示图2、3中闭合开关时磁场对导体ab、cd、a'b'、c'd'的作用力，则（　　） A．Fab竖直向上，Fcd竖直向下 B．Fab竖直向下，Fcd竖直向上 C．Fa'b'竖直向上，Fc'd'竖直向下 D．Fa'b'竖直向下，Fc'd'竖直向下 13．白炽灯是一种电流通过灯丝，灯丝发热发光的照明电器，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝 ，说明 ，由此原理可以制成 。 14．如图所示，一个不能打开的盒子外面露出一段细长的导线。试设计两种不同的实验方法，在不损坏导线的情况下，判断导线中是否有电流，并完成下表。 方法 所用器材 主要步骤和判断方法（可作图加文字说明） 1 小磁针 将直导线架在静止的小磁针上方，并使它与小磁针 ，观察到 说明直导线中有电流，否则无电流。 2 铁钉、 15．利用图甲所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”。 （1）应在从M、N之间接入 （选填“小量程电流表”、“电源”或“灯泡”），装置中的导体棒应选用轻质的 （选填“铁棒”或“铝棒”）； （2）如图乙中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的，通电后若cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，则ab段导线所受磁场力的方向是 ，这两个力 （选填“是”或“不是”）一对平衡力，理由是 ； （3）小明自制了一个电动机，将线圈漆包线两端的漆全部刮去后，用导电支架托住，放入磁场中（如图丙所示），闭合开关，发现线圈不能持续转动，只能在平衡位置附近摆动；线圈处于平衡位置时，线圈平面与磁感线 （选填“平行”或“垂直”）；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 16.3磁场对电流的作用电动机 参考答案 题号 1 5 9 10 11 12 答案 C C B C D B 1．C 【详解】通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向有关； A．换用磁性更强的磁体，不会改变运动方向，故A不符合题意； B．增加AB中的电流强度，不会改变运动方向，故B不符合题意； C．磁体的N、S极对调，只改变一个影响因素（磁场方向），受力运动方向改变，运动方向改变，故C符合题意； D．将铝棒AB换成铜棒，不会改变运动方向，故D不符合题意。 故选C。 2． 有 磁场 电流 机械 【详解】（1）[1]将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，电路中没有电流，导体静止不动，闭合开关后，电路中有电流，导体运动，说明磁场对通电导体有力的作用。 （2）[2]断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，磁场方向改变，再闭合开关，电流方向不变，会发现导体ab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。 （3）[3]断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，导体中电流方向改变，磁场方向不变，会发现导体ab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的方向有关。 （4）[4]在导体运动过程中，会消耗电能，所以能量转化形式是电能转化为机械能。 3． cm 通电导体在磁场中受到力的作用 磁性 【详解】[1]已知手掌的长度约10cm，电池A的长度略小于手掌的长度，约5cm。 [2]据题意可知，金属框能转动起来是因为通电导体在磁场中受到力的作用。 [3]若使得线框转动，即必须有电流，且有磁场，所以对于柱形体来说，必须具有导电性，必须有磁性。 4． 【详解】通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。只将导线中电流方向改变，磁场方向不变，则导体受力方向改变，原来通电导体受力水平向右，现在通电导体受力水平向左；如图所示： 。 5．C 【详解】A．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故A错误； B．在制作直流电动机时安装了换向器，当线圈转过平衡位置时及时改变线圈中电流的方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈能够保证持续转动，故电动机工作过程中，线圈中的电流方向会发生改变，故B错误； C．通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关，故仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向，故C正确； D．电动机工作时电能主要转化为机械能，还有一部分转化为内能，故D错误。 故选C。 6． 通电线圈在磁场中受力 改变 【详解】灵敏电流计是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，因此当线圈中有电流通过时，线圈会转动，原因是通电线圈在磁场中受力；通电线圈在磁场中受力的方向与导体电流方向、磁场方向有关，当改变导体电流方向或磁场方向，指针的偏转方向将改变． 7． 能 大 改变 【详解】[1]如图所示的直流电动机模型，把线圈两端导线的漆按图中方法刮去，即一端刮去一半，另一端全部刮去，这样当线圈通过电流时，受磁场力转动，转到平衡位置时，电流被切断，线圈可以利用惯性继续转动，所以通电后线圈能连续转动； [2]如果通过线圈的电流变大，线圈受到的磁场力变大，所以转动速度将变大； [3]如果改变线圈中的电流方向，线圈受到的磁场力方向相反，所以转动方向将改变． 【点睛】注意理解导线一端刮去半周时，有类似换向器的作用，但又不完全相同，换向器是改变电流方向，而刮去半周只是切断电流，让线圈依靠惯性继续转动下去． 8． 通电线圈 电流方向不同 是 换向器 刚转过 机械能 【详解】(1)[1]电动机的工作原理是磁场对通电线圈有力的作用． [2]线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关；甲图中，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． (2) [3]当线圈转到乙图中时，此时线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，且在一条直线上，受力平衡，线圈将恰好达到平衡位置; [4][5]线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，即图中C、D组成的装置，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． [6]电动机工作时消耗电能，得到机械能，是把电能转化为机械能． 9．B 【详解】电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 A．图示中，是奥斯特实验，说明电流周围存在着磁场，故A不符合题意； B．图示中，开关闭合，通电导体在磁场中受到力的作用而运动，与电动机的工作原理相同，故B符合题意； C．图示中，是法拉第实验，电磁感应现象，发电机的工作原理，故C不符合题意； D．图示中，有电流通过时，电磁铁有磁性，无电流通过，电磁铁无磁性，是利用电流的磁效应工作，故D不符合题意。 故选B。 10．C 【详解】A．电动机转动方向与电流方向和磁场方向有关，调换电流方向或磁场方向，电动机的转动方向会发生变化，所以只对调电源的正、负极，电路中电流方向发生变化，所以电动机的转动方向发生变化，故A不符合题意； B．只对调磁体的N、S极，磁场方向发生变化，所以电动机的转动方向发生变化，故B不符合题意； C．同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极，电动机的转动方向不会发生变化，故C符合题意； D．导线①改接G、F点，导线②改接C、E点，电动机中的电流方向发生变化，可以改变电动机的转动方向，故D不符合题意。 故选C。 11．D 【详解】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。 12．B 【详解】AB．由图2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A不符合题意，B符合题意； CD．由图3知，线圈左侧a′b′电流的方向是向里的，根据磁场方向不变，其受到的磁场力的方向是竖直向下的，c′d′所受磁场力方向竖直向下，故CD不符合题意。 答案B。 13． 晃动 通电导体在磁场中受力 电动机 【详解】[1][2][3]将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，发现灯丝在晃动，说明通电导体在磁场中受力的作用，电动机是根据此原理制成的。 14． 平行 小磁针发生偏转 大头针 见解析 【详解】[1][2]方法一：所用的器材：小磁针。 主要实验步骤及判断导线中是否有电流的方法：在桌面上放一个小磁针，小磁针静止时，把导线平行于小磁针正上方，若小磁针发生了偏转，则说明导线中有电流通过。 [3][4]方法二：所用的器材：铁钉、大头针。 主要实验步骤及判断导线中是否有电流的方法：把导线绕在铁钉上，制成一个电磁铁，看能否吸引大头针，若铁钉能吸引铁屑或大头针，则说明有电流；反之，则没有电流。 15． 电源 铝棒 竖直向上 不是 两个力不在同一直线上 垂直 BC 【详解】（1）[1]利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，即必须有电源，所以在M、N之间应接电源。 [2]探究磁场对电流的作用时，因为磁体能够吸引磁性材料，所以通电导体不能为磁性材料，则不能选择铁棒进行实验，而应选用轻质的铝棒。 （2）[3][4][5]在乙图中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，因ab段导线中电流方向与cd段导线中电流方向相反，因此ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上，这两个力不是一对平衡力，这是因为这两个力不作用在一条直线上。 （3）[6]当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈受到的两个力大小相等、方向相反，都作用在线圈上，所以两个力是一对平衡力，此时线圈处于平衡位置。 [7]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BC符合题意，AD不符合题意。 故选BC。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$