专题20.4 电动机（知识梳理+7个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 共46题）-2025-2026学年人教版物理九年级全一册同步培优讲练（2024新教材）

专题20.4 电动机 （知识梳理+7个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 共46题） 知识梳理 技巧点拨 1 知识点梳理01：磁场对通电导线的作用 1 知识点梳理02：电动机的基本构造 3 优选题型 考点讲练 5 考点1：探究磁场对电流的力的作用 5 考点2：影响磁场对通电导线作用力大小和方向的因素 7 考点3：电动机的工作原理 8 考点4：直流电动机的基本构造及工作示意图 9 考点5：直流电动机的转向与转速调节 10 考点6：电动机工作时的能量转化 13 考点7：扬声器和耳机的构造及原理 14 中考真题 实战演练 15 难度分层 拔尖冲刺 17 基础夯实 17 培优拔高 20 知识点梳理01：磁场对通电导线的作用 1.实验探究-通电导线在磁场中受到力的作用 实验探究 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，让导线在蹄形磁体的两个磁极之间。 现象分析 （1）处在磁场中的导线，没有通电时静止，通电后会发生运动，即通电后受到力的作用。 （2）①只改变电流方向，导线运动方向改变，即受力方向改变； ②只改变磁场方向，导线运动方向改变，即受力方向改变； ③改变电流方向的同时将磁场方向反转，导线运动方向不变，即受力方向不变。 归纳总结 （1）通电导线在磁场中会受到力的作用； （2）力的方向和电流方向、磁场方向有关。 注意：实验中，虽然磁场对通电导线有力的作用，但因为有摩擦力的存在导线不一定运动，若通电后导线ab不运动，可更换更轻、更光滑的直导线以减小摩擦或增大电路中的电流（或换用磁性更强的磁铁）以增大导线所受的磁场力。 2.磁场对线圈的作用 实验演示 如图所示，将线圈放在蹄形磁体的两极中间，接通电源后线圈发生转动，并在与纸面垂直的位置附近来回摆动，最后停在与纸面垂直的位置。 现象分析 （1）当线圈通电时，线圈的ab边和cd边电流方向相反，而磁场方向相同，所以受到方向相反的力的作用，使线圈发生转动。 （2）当线圈转过和纸面垂直的位置后，ab边和cd边受到的力的方向不发生变化，阻碍线圈转动，又会使线圈向回转，这样反复作用下，线圈会左右摆动，最终停在与纸面垂直的位置。 归纳总结 通电线圈在磁场中会受力转过一个角度，但不能持续转动。 知识点梳理02：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，一是能转动的线圈，叫做转子；二是固定不动磁体，叫做定子。电动机工作时，转子在定子中飞快的转动。 2.电动机的工作原理 根据通电线圈在磁场中受力的作用而发生转动的原理制成的。 3.实验探究-线圈在磁场中的转动 （1）实验过程分析 过程分析 甲图 线圈受到的力使它顺时针转动 线圈的ab边受到一个向上的力，cd边中的电流与ab边中的电流方向相反，磁场方向相同，故cd边受到一个向下的力，这两个力不在同一直线上，所以，使线圈沿顺时针方向转动。 乙图 线圈由于惯性会越过平衡位置 与甲图相似，线圈的ab边受到向上的力、cd边受到向下的力，但此时两个力在同一直线上，大小相等、方向相反，彼此平衡，故这一位置称作平衡位置，由于惯性线圈会越过平衡位置，继续转动 丙图 线圈受到的力阻碍线圈顺时针转动 线圈越过平衡位置后，与甲图原理相似，线圈的ab边受到向上的力，cd边受到向下的力，此两个力大小相等、方向相反，不在同一直线上，阻碍线圈顺时针转动（线圈不能连续转动的原因）。 归纳总结 通电后的线圈会转动，转过平衡位置后，受到的力要阻碍它的转动，故线圈又会减速至零，向反方向转动，这样线圈在平衡位置左右来回摆动，慢慢停下来，最后停在平衡位置。 拓展培优：左手定则判断通电导体的受力方向 安培定则又叫右手螺旋定则，用来判断通电螺线管的极性，判断通电导体在磁场中受力（磁场力）的方向时可使用左手定则。 左手定则：将左手伸平，大拇指和其余四指垂直，让四指指向电流方向，磁感线垂直穿过手心，则拇指的指向就是通电导体受到的磁场力的方向，如图所示。 （2）如何使线圈连续转动 方法一：当线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，让线圈靠惯性转过后半周。但因为后半周线圈不受力的作用，故这种方法线圈的转动不稳定，动力弱。 方法二：在线圈转动的后半周，设法改变电流方向，使线圈在后半周也获得同转动方向相同的动力，这样线圈会平稳、有力地转动下去。实际的电动机就是采用该方法使线圈连续转动的，实现该目的的装置叫换向器。 （3）换向器的构造及作用 构造 如图所示，两个铜半环分别与线圈两端相连，中间断开，彼此绝缘，并通过电刷和电源组成闭合回路。 作用 当线圈转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向，从而使线圈获得同转动方向相同的力，能持续转动下去。 4.电动机中的能量转化 电动机在使用过程中，主要将电能转化为机械能对外做功，同时因为电流的热效应，电流流经线圈时也会将部分电能转化为内能，即产生电热，所以电动机在正常工作时会发热。只要通风良好，电热一般不会影响电动机的正常运转，但如果散热不及时就会导致温度过高而烧坏电动机，故在使用电动机时要注意散热。 5.电动机的优点 和热机相比，电动机结构简单、体积小、效率高、制造方便、污染较小，种类繁多，能满足各种不同的需求。 6.直流电动机的转向、转速的调节 影响电动机线圈转向的因素是电流方向和磁场方向，影响电动机线圈转速的因素是电流大小和磁场的强弱。所以，对直流电动机来说，改变转向只需改变电流方向或磁场方向；改变转速大小，只需改变电流大小和磁场强弱。 拓展培优：扬声器时如何发声的 扬声器俗称“喇叭”，是十分常见的把电信号转换成声信号的装置，在发声的电子设备中都能见到它。扬声器主要由磁铁、线圈、锥形纸盆等构成。当通入大小和方向不断变化的电流时，线圈会受到大小和方向不断变化的磁场的作用力从而发生振动，并带动相连的纸盆振动发声。 考点1：探究磁场对电流的力的作用 【典例精讲】（2025·辽宁抚顺·一模）如图是一个密封的盒子外露出一段铜导线，小明将导线悬挂起来，并将一个蹄形磁体缓慢靠近，发现导线向靠近磁体的方向运动。则下列说法正确的是（　　） A．这条导线中有电流 B．利用此现象的原理可制作电动机 C．将蹄形磁体磁极对调，导线的运动方向不变 D．这条导线周围不会产生磁场 【变式训练01】（2025·广东广州·三模）小明打开一只电流表的外壳，观察电流表的内部结构，示意图如图甲所示。给电表线圈通入电流I后，线圈顺时针转动； (1)撤去磁体，再次给电表线圈通入大小和方向均相同的电流I，指针将 （选填“不动”，“顺时针转动”或“逆时针转动”）。 (2)小明把线圈拆出来,其侧面示意图如图乙，则通入图乙中标示方的电流I时，它的P端是 极（选填“N”或“S”极）。 (3)把磁体、线圈装回原来位置，若让电流从B接线柱流入，A接线柱流出，线圈受到磁体的力如图甲所示；若仅改变电流方向，让电流从A接线柱流入，B接线柱流出，请在图丙中画出线圈Q点受力的示意图 ； 【变式训练02】（2025·重庆·一模）如图所示，下列有关电与磁的知识，说法正确的是（　　） A．甲图的奥斯特实验说明磁能生电 B．乙图的连接方式符合家庭电路安全用电要求 C．丙图中工作时能量转化是机械能转化为电能 D．丁图中用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，说明丝绸对电子束缚能力强 考点2：影响磁场对通电导线作用力大小和方向的因素 【典例精讲】（2025·山东济南·中考真题）如图所示为某兴趣小组制作的简易电动机，要想改变多匝线圈转动的方向，下列方法可行的是（　　） A．只增强磁体的磁性 B．只减少线圈的匝数 C．只升高电源的电压 D．只对调磁体的两极 【变式训练01】（2025·山东潍坊·中考真题）如图所示，是某兴趣小组自制的简易电动机。一块纽扣强磁铁的上端磁极吸附在一根铁钉的底部，铁钉的尖端竖直地吸在一节干电池的正极上；将导线一端接在电池负极，若另一端接在磁铁上，铁钉和磁铁就会沿图示方向转动。整个实验电路电阻较小，下列分析正确的是（　　） A．铁钉中电流的方向是从尖端指向底部 B．铁钉和磁铁转动时，机械能转化为电能 C．电路中电流较大，不能长时间进行实验 D．若将磁铁的上下磁极调换，铁钉和磁铁仍沿图示方向转动 【变式训练02】（2025·陕西咸阳·二模）小明周末在家发现了如图1所示的材料，当小明将强磁铁靠近铜丝时，观察到的现象是铜丝 （选填“被吸引”或“不被吸引”）。小明将几种材料组合成了如图2所示的装置，发现铜线圈快速地转动起来，19世纪的科学家根据这个原理制成了 （选填“电动机”或“发电机”）；若调换强磁铁的磁极，铜线圈转动的方向与原来 。 考点3：电动机的工作原理 【典例精讲】（2025·四川南充·模拟预测）如图所示，为研究磁场中通电导体受力的实验，其中支架a是 （选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）；在某12V电源上接入一部电动机继续实验，已知电动机线圈电阻为0.3Ω，正常转动时通过电动机的电流为0.5A，则2min内电流转化成的机械能是 J。 【变式训练01】（2025·广东阳江·二模）如图甲所示，是某品牌的无油空气炸锅，因其烹制食物含油脂低、无烟等优点，成为了很多家庭厨房必备电器之一，图乙是其工作电路图，其中电风扇的功率为20W，电风扇和发热电阻同时工作时空气炸锅的总功率为900W。 (1)空气炸锅加热食物利用了电流的 效应，电风扇工作的原理是 ； (2)求电风扇和发热电阻同时工作时，发热电阻R的阻值和通过的电流 ； (3)某次用此空气炸锅将玉米粒炸制成爆米花，玉米粒初温为，至少需要加热至才能完成制作过程；求一次将200g玉米粒炸制成爆米花，至少需要吸收的热量是多少 。[] 【变式训练02】（2025·黑龙江大庆·三模）在锚定碳达峰、碳中和的目标下，紫云峰一台台风力发电机擎天而立，迎风飞旋，下面能反映风力发电机基本原理的是（　　） A． B． C． D． 考点4：直流电动机的基本构造及工作示意图 【典例精讲】（2025·辽宁鞍山·三模）如图所示，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电后，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有（　　） A．电动机主要由磁体和线圈组成 B．电动机是利用电磁感应原理工作的 C．对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向 D．电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关 【变式训练01】（2025·广东珠海·三模）如图1为一玩具直流电动机，它在工作时把电能转化为 能；同时改变直流电动机的磁场和电流方向，它的转动方向 （选填“改变”或“不改变”）；小明回家做了一个电动机模型如图2，他将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，要使线圈能连续转动，则另一端的漆皮应刮 （“半周”或“全部”）。 【变式训练02】（2025·广东汕头·一模）如图是小明自制的电动机：金属支架m、n固定在木板上；粗漆包线绕成矩形线圈abcd，两端伸出作为引线并放在支架上；用另一段漆包线绕在铁芯上制作电磁铁，置于线圈之下。按图示接入电路。关于自制电动机下列说法正确的是（　　） A．矩形线圈与下方电磁铁串联 B．引线上的漆皮是绝缘体，必须全部刮掉 C．闭合开关，通电线圈上端磁极是N极 D．线圈通电会转动，与扬声器的工作原理相同 考点5：直流电动机的转向与转速调节 【典例精讲】（2025·江西抚州·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，下列分析正确的是（　　） A．该装置工作原理是电磁感应原理 B．图中线圈正好处于平衡位置 C．该装置工作时，将电能全部转化为机械能 D．若改变电源方向，线圈将逆时针转动 【变式训练01】（2025九年级下·吉林·专题练习）如图，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有（　　） A．电动机主要由磁体和线圈组成 B．电动机主要把动能转化为电能 C．对调电源正、负极不能改变线圈的转动方向 D．电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关 【变式训练02】（2025·江苏徐州·一模）阅读短文，回答文后的问题 霍尔传感器与调速把手 霍尔传感器是一个可以改变输出电压的元件。如图1所示，在一个矩形半导体薄片上，制作四个电极它就成了一个霍尔传感器。当在间通入电流，同时加一与薄片垂直的磁场（物理学中用磁感应强度表示磁场的强弱，磁感应强度的符号为），则薄片间就产生电压，称为霍尔电压。 研究表明霍尔电压与间通入的电流和磁感应强度关系分别如图2甲和乙所示。如果在两端接一电阻，当改变磁感应强度或电流的方向时，通过电阻的电流方向会随之改变。 电动自行车调速把手可以改变电动自行车转速和转向，图3是一个调速把手内部结构示意图，圆形把手内部阴影部分镶嵌一条强弱不同的半环形磁体，从A到B磁感应强度逐渐变强，且变化均匀。传感器电源是负责给霍尔传感器输入电流的装置，控制器是根据霍尔传感器的输出电压来调节通过电机的电流大小和方向，从而实现调节电机转速和转向。 (1)在图3中，当逆时针旋转把手时，电动车自行车的转速会 （选填：“变快”或“变慢”）。 (2)如要实现前进和倒车，则下列操作可以实现的是（    ） A．改变传感器电源的电压大小 B．改变环形磁体的磁感应强度的大小 C．改变传感器电源正负极的方向 D．改变旋转把手的旋转方向 (3)图1中，当间电流为、磁感应强度为时，间电压为；若间通入电流为、磁感应强度为，则间电压为 ； (4)如果控制器输出给电机的电压始终不变，控制器输给电机的电流与接收到霍尔传感器的输出电压的关系如图4所示中，下列图中能表示逆时针旋转把手时，电机的输入功率与把手旋转的角度关系的是（    ） A． B． C． D． 考点6：电动机工作时的能量转化 【典例精讲】（2025·宁夏吴忠·二模）无叶风扇是新型家电，因安全、送风均匀受关注。其底座内有电机和叶轮，启动后电机带动叶轮高速旋转，从底部进气口吸空气，经内部加速装置，使空气从顶部环形狭缝高速吹出，带动周围空气流动形成风。请结合物理知识回答问题。 (1)无叶风扇在工作过程中，其核心部件电机的作用是将电能转化为 能，从而驱动叶轮旋转，实现空气的吸入与加速。 (2)空气从顶部环形狭缝高速吹出后，能够带动周围空气一起流动，是因为在气体中，流速越大的位置，压强越 。 (3)与传统有叶风扇相比，无叶风扇在运行时产生的噪声明显更小。从减弱噪声的途径角度分析，这主要是从 处来减弱噪声的。 (4)已知某型号无叶风扇正常工作时接入家庭电路（电压为220V），通过它的电流为。若该风扇连续正常工作10min，求这段时间内它消耗的电能是多少焦耳？ 【变式训练01】（2025·海南海口·二模）如图是2025年春晚的《秧BOT》节目，机器人穿着花棉袄表演秧歌，展示转手绢、抛手绢等技巧，动作灵巧。这种全身灵活的活动得益于机器人内部数十个电动机的控制。请运用有关物理知识完成下面小题。 如果需要每个电动机独立工作彼此互不影响，电动机之间应该是 联的。电动机在工作时把电能主要转化为 能。 【变式训练02】（2025·江苏扬州·三模）将一段裸铜导线弯成如图乙所示形状的线框，将它置于一节5号干电池上（线框上端的弯折处A与正极接触良好），一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，使铜导线框下面的两端P、Q与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会开始转动，成为一个“简易电动机”，如图丙所示。（电流受力与磁场和电流方向的关系如图甲）关于该“简易电动机”，下列说法中正确的是（　　） A．线框会转动是由于受到电场力的作用 B．电路中的热功率等于线框旋转的机械功率 C．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，那么从上向下看，线框做逆时针转动 D．如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，则线框将上下振动 考点7：扬声器和耳机的构造及原理 【典例精讲】（2025·黑龙江哈尔滨·三模）如图所示，将扬声器的线圈一端连接电源负极，另一端与电源正极不断碰触，会听到扬声器发出“咔咔”的响声，这是因为变化的电流通过绕圈，使其在 中受到变化的力，从而带动锥形纸盆 而发声。 【变式训练01】（2025·安徽滁州·三模）如图所示为动圈式扬声器，也就是音响上所用的“喇叭”，当线圈中有随声音变化的电流通过时，线圈在磁场的作用下会振动起来，从而带动纸盆振动发出声音，该扬声器的工作原理与 （选填“电动机”或“发电机”）相同。 【变式训练02】（24-25九年级下·江苏南通·阶段练习）为解决广场舞噪声扰民的问题，民警在几个露天广场安装了几套声音分贝测试及提醒设备（如图），随时监测音量，达到峰值时设备会鸣叫示警，下列说法错误的是（　　） A．广场舞音乐一定是乐音 B．监测音量峰值应设定为50dB左右 C．分贝测试设备在传播过程中只能监测不能控制噪声 D．扬声器是音响的最主要部分，其工作原理是磁场对电流的作用 1．（2025·湖北恩施·中考真题）对于安全用电以及电磁现象，其中错误的是（   ） A．甲图说明了发电机的原理 B．乙图不符合安全用电原则 C．丙电路的连接符合安全用电原则 D．丁图中磁感线的画法是正确的 2．（2025·吉林松原·中考真题）如图是电子水翼冲浪板的照片。 (1)为了能让冲浪者和冲浪板露出水面向前运动，螺旋桨转动向后推水，这里运用了物体间力的作用是 的；冲浪板的处有类似于飞机机翼的装置，与下表面相比，其上表面所受水的压强更 （选填“大”或“小”）。 (2)螺旋桨中的电动机利用了通电导体在 中受到力的作用；螺旋桨停止转动，冲浪者和冲浪板仍会向前运动一段距离，这是因为冲浪者和冲浪板具有 。 3．（2025·江苏苏州·中考真题）如图，2024年常熟市实验创新大赛上的一件作品：用漆包线和磁体制作的一台“电动机”，制作时用刀片将线圈两端不同位置的绝缘漆按图示一半或全部刮掉并作为转动轴，实验时左端支架在A或B位置选择一个，将支架与干电池相连，发现接 （AC/BC）时线圈能持续转动，这种让线圈持续转动的思路与电动机中换向器的思路是 （相同/不相同）的。 4．（2025·重庆沙坪坝·中考真题）如图所示，小西用漆包线自制了一个简易电动机，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，然后用小刀刮去两端的漆皮，方法是 （选A“左端全部刮掉右端刮半周”或B“两端均全部刮掉”），要改变电动机的转动方向可以 。 5．（2025·辽宁沈阳·中考真题）如图1是一个自动输液报警器。其内部有一压敏电阻R，阻值随管内液体多少的变化而变化。工作电路图如图2所示。当药液减少时，电铃两端的电压逐渐增大，增大到一定程度时电铃发声报警（电铃电阻恒定不变）。下列分析正确的是（　　） A．电铃的工作原理是磁场对通电导体有力的作用 B．药液未输完电铃不响，是因为没有电流通过 C．压敏电阻R的阻值需要随着药液的减少而增大 D．药液输完时电路的总功率最大 基础夯实 1．（2025·黑龙江大庆·二模）实验器材是学习物理的重要工具，熟练使用器材可以更好地认识物理世界。以下说法错误的是（　　） A．利用重垂线可以检查墙壁是否竖直 B．利用验电器可以检测物体是否带电 C．利用弹簧测力计要先在竖直方向上调零后再测量力的大小 D．利用换向器可以改变电动机线圈中电流方向 2．（2025·河南濮阳·一模）如图所示实验装置的原理与电动机的工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 3．（2025·吉林·一模）我国研制的“机器狼”配备电动机、激光雷达、高清摄像头、夜视仪等设备，可实现精准打击和实时监控。下列说法正确的是（　　） A．电动机的原理是电磁感应 B．夜视仪主要收集紫外线 C．激光瞄准利用了光的色散 D．摄像头能成倒立的实像 4．（2025·安徽亳州·三模）我国新一代航空母舰“福建舰”（如图所示）装备了自主研发的电磁弹射系统。工作时，给弹射器滑块通电，它就可以在磁场的作用下急剧加速，牵引舰载机高速起飞。电磁弹射系统的工作原理是 。 5．（2025·安徽淮南·三模）如图所示是动圈式扬声器（喇叭）的结构示意图，如果把它的引出线的一端接在电池正极，另一端不断摩擦电池负极，将会听到“咔嚓、咔嚓”的声音，它的工作原理是 。 6．（2025·江苏镇江·一模）如图，闭合S后，导轨上的金属棒向右运动起来，此过程中 能转化成机械能，据此可制成 （选填“电动机”或“发电机”）。若仅将磁体的两极上下调换，闭合S后，导轨上的金属棒向 运动。 7．（2025·贵州毕节·三模）晓丽在打扫实验室卫生时偶然发现：将磁体靠近通电白炽灯的灯丝，灯丝在晃动。产生这一 现象的原因与 （选填“电动机”或“发电机”）的原理相同。 8．（2025·江西赣州·一模）亲爱的同学，请你利用自己所学的仪器知识，回答以下问题： (1)如图甲是测量 的仪器，它的示数为 。 (2)如图乙所示弹簧测力计分度值为 N，指针读数为 N，如果取下物体后发现弹簧测力计指针在0.4N的位置，则物体的重力为 N。 (3)如图丙是电流表内部结构示意图。当电流通过电流表线圈时，线圈带动指针偏转，这与 （选填“电动机”或“发电机”）的工作原理相同。当磁极方向不变，改变电流方向时，指针偏转方向 （选填“会”或“不会”）改变，所以我们使用电流表时要注意正负接线柱不能接反。 9．（2025·陕西咸阳·一模）请完成下列填空。 (1)如图甲所示，物体A的长度是 cm； (2)如图乙为直流电动机的基本构造示意图，闭合开关，线圈沿顺时针方向转动，现要线圈沿逆时针方向转动，则需要 ； (3)将图丙中两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，观察现象发现 （选填“左边”或“右边”）U形管中液面高度的变化大，这是为了探究导体产生的热量与 （选填“电阻”或“电流”）的关系。 10．（2025·辽宁丹东·一模）在跨学科实践课上，某小组开展了“制作太阳能汽车”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）制作太阳能汽车模型 （2）改进太阳能汽车模型 【项目实施】 (1)制作太阳能汽车模型 经过课前查阅资料，知道了电动玩具车的基本结构和原理。该小组将电动玩具车的电源换成太阳能电池，制作了如图甲所示的太阳能汽车模型。其中太阳能电池工作时，可以将太阳能转化为 能，提供动力的电动机是利用 的原理制成的。 (2)改进太阳能汽车模型 对太阳能汽车模型进行测试，发现当光照充足时，模型车可以一直运动，但当光照较弱时，太阳能电池产生的电能十分微弱，不足以驱动电动机转动。经过组内讨论，决定采用双电源供电。于是找来了干电池、电磁继电器、光敏电阻（其阻值随光照强度的增加而减小）和若干导线等，设计了如图乙所示的电路（A、B两个框内安装的电源未画出）。此电路可以实现当光照充足时由太阳能电池供电，当光照较弱时自动切换到由干电池供电。通过分析可知：A框中安装的电源是 ，电磁铁上端是 极。 【项目拓展】 (3)某款太阳能汽车使用太阳能电池板来驱动汽车的电动机以及给汽车的辅助设备供电，多余的电能会在锂电池组中储存起来备用（如图丙所示）。在无阳光时，利用锂电池组储存的电能来给电动机和辅助设备供电，这样就可以不受时间和天气的限制。那么这款太阳能汽车在阳光充足时，其搭载的锂电池组在电路中的作用相当于 。 (4)这款太阳能汽车安装的太阳能电池板输出电压为120V，输出电流为10A，太阳光垂直照射到太阳能电池板上的辐射功率为1000W/m2，该车的太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率为24%，则该车安装的太阳能电池板的面积是 m2。 培优拔高 11．（2025·江苏泰州·二模）心肺机用“电动泵”替代心脏，推动血液循环。“电动泵”的工作原理如图所示，将线圈ab固定在活塞一端，利用其与固定磁铁间的相互作用带动活塞运动，从而使血液定向流动，阀门K1、K2都只能单向开启。当线圈中的电流从a流向b时（      ） A．该装置的工作原理是电磁感应 B．该电动泵可用干电池供电 C．活塞将向左运动 D．此时为“送血”状态 12．（24-25九年级下·广东·阶段练习）如图1是电动机的模型，磁场由两个电磁铁提供，abcd是线圈，闭合开关后，线圈ab边受力方向竖直向下，作逆时针旋转。将电源正负极对调后如图2（均不考虑导线MN段对线圈的影响），则下列说法正确的是（　　） A．图1中P为磁体S极 B．图2中cd边受力方向竖直向下 C．图2中的线圈将逆时针连续转动 D．图2中的线圈中能量转化为：机械能转化为电能 13．（2025·山东济宁·三模）关于物质的相关属性，下列说法正确的是（　　） A．通电铜导线在磁场中受力运动，是因为通电铜导线周围有磁场 B．冬至节气，包水饺时，由于面团发生弹性形变，面团可以擀成薄薄的饺子皮 C．半导体的电阻会随温度、光照强度、压力等因素的改变而改变，适合制作电饭锅的发热体 D．为了提高热机效率，减少热量散失，汽车的发动机外壳不应选用导热性能好的材料来制作 14．（2025·江苏镇江·中考真题）如图所示为某种扬声器的原理图，AB间连接一导线，导线置于磁极之间，导线中间固定一薄膜片。当AB间通有方向不断变化的电流时，导线所受的磁场作用力的方向 ，薄膜片 发声，声音传入人耳。人耳的鼓膜面积取，大气压强取，则大气对鼓膜的压力为 N。 15．（2025·山东威海·一模）学习了电磁学的知识后，善思好学的小明利用一节电池、一个硬铜导线框和纽扣强磁铁，组装成一个简易电动机。如图所示，同时放手后可观察到导线框abcd以干电池为轴转动起来。导线框转动起来的原理是 ，若要改变导线框转动的方向，可以改变线圈中电流方向或 。 16．（2025·山东济宁·三模）如图甲、乙所示，在线圈转动过程中，经过图甲位置时，线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力 ；经过图乙位置的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于 不会静止。 17．（2025·辽宁朝阳·三模）极光是带电粒子从外层空间猛烈冲击地球南北极高空的稀薄大气层时，发出的一种耀眼的 （选填“红外线”“紫外线”或“可见光”），是人类用肉眼可见的空间物理现象。带电粒子流中主要是电子和质子，它们在地磁场中受力方向 （选填“相同”或“相反”）。 18．（2025·辽宁沈阳·二模）如图（a），闭合开关，导体ab水平向左运动。若仅将电源正负极对调，请在图（b）中画出导体ab运动时在水平方向上受到的力的示意图（O点是导体ab的重心）。 19．（2025·安徽合肥·模拟预测）小齐想知道电风扇转动的原理，于是设计了如图所示的实验进行探究。 （1）闭合开关，给铜棒ab通电，发现铜棒ab向右运动，这表明铜棒ab在磁场中受到力的作用； （2）保持磁场方向不变，将电源正负极对调后接入电路，闭合开关，发现铜棒ab向左运动，这表明 ； （3）继续探究通电导体所受力的方向与磁场方向的关系时，接下来的操作是： 。 20．（24-25九年级下·广东广州·阶段练习）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，ab段和cd段受到的这两个力大小 （选填“相等”或“不相等”）； （选填“是”或“不是”）一对平衡力；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。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。 第 1 页 共 11 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题20.4 电动机 （知识梳理+7个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 共46题） 知识梳理 技巧点拨 1 知识点梳理01：磁场对通电导线的作用 1 知识点梳理02：电动机的基本构造 2 优选题型 考点讲练 5 考点1：探究磁场对电流的力的作用 5 考点2：影响磁场对通电导线作用力大小和方向的因素 8 考点3：电动机的工作原理 10 考点4：直流电动机的基本构造及工作示意图 12 考点5：直流电动机的转向与转速调节 14 考点6：电动机工作时的能量转化 18 考点7：扬声器和耳机的构造及原理 20 中考真题 实战演练 21 难度分层 拔尖冲刺 25 基础夯实 25 培优拔高 31 知识点梳理01：磁场对通电导线的作用 1.实验探究-通电导线在磁场中受到力的作用 实验探究 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，让导线在蹄形磁体的两个磁极之间。 现象分析 （1）处在磁场中的导线，没有通电时静止，通电后会发生运动，即通电后受到力的作用。 （2）①只改变电流方向，导线运动方向改变，即受力方向改变； ②只改变磁场方向，导线运动方向改变，即受力方向改变； ③改变电流方向的同时将磁场方向反转，导线运动方向不变，即受力方向不变。 归纳总结 （1）通电导线在磁场中会受到力的作用； （2）力的方向和电流方向、磁场方向有关。 注意：实验中，虽然磁场对通电导线有力的作用，但因为有摩擦力的存在导线不一定运动，若通电后导线ab不运动，可更换更轻、更光滑的直导线以减小摩擦或增大电路中的电流（或换用磁性更强的磁铁）以增大导线所受的磁场力。 2.磁场对线圈的作用 实验演示 如图所示，将线圈放在蹄形磁体的两极中间，接通电源后线圈发生转动，并在与纸面垂直的位置附近来回摆动，最后停在与纸面垂直的位置。 现象分析 （1）当线圈通电时，线圈的ab边和cd边电流方向相反，而磁场方向相同，所以受到方向相反的力的作用，使线圈发生转动。 （2）当线圈转过和纸面垂直的位置后，ab边和cd边受到的力的方向不发生变化，阻碍线圈转动，又会使线圈向回转，这样反复作用下，线圈会左右摆动，最终停在与纸面垂直的位置。 归纳总结 通电线圈在磁场中会受力转过一个角度，但不能持续转动。 知识点梳理02：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，一是能转动的线圈，叫做转子；二是固定不动磁体，叫做定子。电动机工作时，转子在定子中飞快的转动。 2.电动机的工作原理 根据通电线圈在磁场中受力的作用而发生转动的原理制成的。 3.实验探究-线圈在磁场中的转动 （1）实验过程分析 过程分析 甲图 线圈受到的力使它顺时针转动 线圈的ab边受到一个向上的力，cd边中的电流与ab边中的电流方向相反，磁场方向相同，故cd边受到一个向下的力，这两个力不在同一直线上，所以，使线圈沿顺时针方向转动。 乙图 线圈由于惯性会越过平衡位置 与甲图相似，线圈的ab边受到向上的力、cd边受到向下的力，但此时两个力在同一直线上，大小相等、方向相反，彼此平衡，故这一位置称作平衡位置，由于惯性线圈会越过平衡位置，继续转动 丙图 线圈受到的力阻碍线圈顺时针转动 线圈越过平衡位置后，与甲图原理相似，线圈的ab边受到向上的力，cd边受到向下的力，此两个力大小相等、方向相反，不在同一直线上，阻碍线圈顺时针转动（线圈不能连续转动的原因）。 归纳总结 通电后的线圈会转动，转过平衡位置后，受到的力要阻碍它的转动，故线圈又会减速至零，向反方向转动，这样线圈在平衡位置左右来回摆动，慢慢停下来，最后停在平衡位置。 拓展培优：左手定则判断通电导体的受力方向 安培定则又叫右手螺旋定则，用来判断通电螺线管的极性，判断通电导体在磁场中受力（磁场力）的方向时可使用左手定则。 左手定则：将左手伸平，大拇指和其余四指垂直，让四指指向电流方向，磁感线垂直穿过手心，则拇指的指向就是通电导体受到的磁场力的方向，如图所示。 （2）如何使线圈连续转动 方法一：当线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，让线圈靠惯性转过后半周。但因为后半周线圈不受力的作用，故这种方法线圈的转动不稳定，动力弱。 方法二：在线圈转动的后半周，设法改变电流方向，使线圈在后半周也获得同转动方向相同的动力，这样线圈会平稳、有力地转动下去。实际的电动机就是采用该方法使线圈连续转动的，实现该目的的装置叫换向器。 （3）换向器的构造及作用 构造 如图所示，两个铜半环分别与线圈两端相连，中间断开，彼此绝缘，并通过电刷和电源组成闭合回路。 作用 当线圈转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向，从而使线圈获得同转动方向相同的力，能持续转动下去。 4.电动机中的能量转化 电动机在使用过程中，主要将电能转化为机械能对外做功，同时因为电流的热效应，电流流经线圈时也会将部分电能转化为内能，即产生电热，所以电动机在正常工作时会发热。只要通风良好，电热一般不会影响电动机的正常运转，但如果散热不及时就会导致温度过高而烧坏电动机，故在使用电动机时要注意散热。 5.电动机的优点 和热机相比，电动机结构简单、体积小、效率高、制造方便、污染较小，种类繁多，能满足各种不同的需求。 6.直流电动机的转向、转速的调节 影响电动机线圈转向的因素是电流方向和磁场方向，影响电动机线圈转速的因素是电流大小和磁场的强弱。所以，对直流电动机来说，改变转向只需改变电流方向或磁场方向；改变转速大小，只需改变电流大小和磁场强弱。 拓展培优：扬声器时如何发声的 扬声器俗称“喇叭”，是十分常见的把电信号转换成声信号的装置，在发声的电子设备中都能见到它。扬声器主要由磁铁、线圈、锥形纸盆等构成。当通入大小和方向不断变化的电流时，线圈会受到大小和方向不断变化的磁场的作用力从而发生振动，并带动相连的纸盆振动发声。 考点1：探究磁场对电流的力的作用 【典例精讲】（2025·辽宁抚顺·一模）如图是一个密封的盒子外露出一段铜导线，小明将导线悬挂起来，并将一个蹄形磁体缓慢靠近，发现导线向靠近磁体的方向运动。则下列说法正确的是（　　） A．这条导线中有电流 B．利用此现象的原理可制作电动机 C．将蹄形磁体磁极对调，导线的运动方向不变 D．这条导线周围不会产生磁场 【答案】AB 【规范解答】A．铜导线向靠近磁体的方向运动，是因为通电导线在磁场中受力的作用，则这条导线中有电流，故A正确； B．电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用工作的，故B正确； C．将蹄形磁体磁极对调，磁场方向改变，电流方向不变，导线受到的磁力方向改变，则导线的运动方向改变，故C错误； D．电流的周围存在磁场，则这条有电流的导线周围会产生磁场，故D错误。 故选AB。 【变式训练01】（2025·广东广州·三模）小明打开一只电流表的外壳，观察电流表的内部结构，示意图如图甲所示。给电表线圈通入电流I后，线圈顺时针转动； (1)撤去磁体，再次给电表线圈通入大小和方向均相同的电流I，指针将 （选填“不动”，“顺时针转动”或“逆时针转动”）。 (2)小明把线圈拆出来,其侧面示意图如图乙，则通入图乙中标示方的电流I时，它的P端是 极（选填“N”或“S”极）。 (3)把磁体、线圈装回原来位置，若让电流从B接线柱流入，A接线柱流出，线圈受到磁体的力如图甲所示；若仅改变电流方向，让电流从A接线柱流入，B接线柱流出，请在图丙中画出线圈Q点受力的示意图 ； 【答案】(1)不动 (2)S (3) 【规范解答】（1）电流表指针转动是因为通电线圈在磁场中受力，撤去磁体后，线圈不受磁场力，所以指针不动。 （2）由图乙可知，电流从线圈上方流入，用安培定则（右手螺旋定则），右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向下端，下端为N极，则可判断P端是S极。 （3）通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向、磁场方向有关，只改变电流方向，通电线圈受力方向改变，故图丙中Q点受力方向与甲图中相反，即向上。如图所示： 【变式训练02】（2025·重庆·一模）如图所示，下列有关电与磁的知识，说法正确的是（　　） A．甲图的奥斯特实验说明磁能生电 B．乙图的连接方式符合家庭电路安全用电要求 C．丙图中工作时能量转化是机械能转化为电能 D．丁图中用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，说明丝绸对电子束缚能力强 【答案】D 【规范解答】A．甲图的奥斯特实验说明电能生磁，使小磁针发生偏转，故A错误； B．乙图中的开关应接在火线和灯泡之间，这样可防止触电现象发生，故B错误； C．丙图中，有电源，闭合开关，导体棒在磁场中就会运动，将电能转化为机械能，故C错误； D．丁图中用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是由于丝绸对电子束缚能力强，得到电子，而玻璃棒对电子的束缚能力弱，失去电子带正电，故D正确。 故选D。 考点2：影响磁场对通电导线作用力大小和方向的因素 【典例精讲】（2025·山东济南·中考真题）如图所示为某兴趣小组制作的简易电动机，要想改变多匝线圈转动的方向，下列方法可行的是（　　） A．只增强磁体的磁性 B．只减少线圈的匝数 C．只升高电源的电压 D．只对调磁体的两极 【答案】D 【规范解答】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，其转动方向与电流方向和磁场方向有关。 A．只增强磁铁的磁性可以增加电动机的转动速度，但不能改变转动方向，故A不符合题意； B．只减少线圈的匝数可以改变电动机的转动速度，但不能改变转动方向，故B不符合题意； C．只升高电源的电压，可以改变电动机的转动速度，但不能改变转动方向，故C不符合题意； D．只对调磁体的两极，可以改变转动方向，故D符合题意。 故选D。 【变式训练01】（2025·山东潍坊·中考真题）如图所示，是某兴趣小组自制的简易电动机。一块纽扣强磁铁的上端磁极吸附在一根铁钉的底部，铁钉的尖端竖直地吸在一节干电池的正极上；将导线一端接在电池负极，若另一端接在磁铁上，铁钉和磁铁就会沿图示方向转动。整个实验电路电阻较小，下列分析正确的是（　　） A．铁钉中电流的方向是从尖端指向底部 B．铁钉和磁铁转动时，机械能转化为电能 C．电路中电流较大，不能长时间进行实验 D．若将磁铁的上下磁极调换，铁钉和磁铁仍沿图示方向转动 【答案】AC 【规范解答】A．在电路中，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，在电源外部，电流从电源正极流出，经过用电器后回到电源负极。由题意可知，铁钉尖端吸在干电池正极上，磁铁吸附在铁钉底部，导线一端接电池负极、另一端接磁铁，所以电流从电池正极出发，经过铁钉尖端，流向铁钉底部，再经过磁铁和导线回到电池负极，因此铁钉中电流的方向是从尖端指向底部，故A正确； B．简易电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，工作过程中是将电能转化为机械能，而不是机械能转化为电能（机械能转化为电能是发电机的工作原理），故B错误； C．题目明确提到整个实验电路电阻较小，根据欧姆定律（电源电压U不变，电阻R较小），电路中的电流会较大。长时间通过大电流，会导致电池和导线发热严重，可能损坏电池或使导线绝缘皮熔化，所以不能长时间进行实验，故C正确； D．铁钉和磁铁的转动方向与电流方向和磁场方向有关（通电导体在磁场中受力的方向与电流方向、磁场方向都有关）。若将磁铁的上下磁极调换，磁场方向发生改变，而电流方向不变，那么通电的铁钉在磁场中受到的力的方向会发生改变，因此铁钉和磁铁的转动方向会与图示方向相反，故D错误。 故选AC。 【变式训练02】（2025·陕西咸阳·二模）小明周末在家发现了如图1所示的材料，当小明将强磁铁靠近铜丝时，观察到的现象是铜丝 （选填“被吸引”或“不被吸引”）。小明将几种材料组合成了如图2所示的装置，发现铜线圈快速地转动起来，19世纪的科学家根据这个原理制成了 （选填“电动机”或“发电机”）；若调换强磁铁的磁极，铜线圈转动的方向与原来 。 【答案】 不被吸引 电动机 相反 【规范解答】[1]磁铁可以吸引含有铁、钴、镍的物体，当小明将强磁铁靠近铜丝时，观察到的现象是铜丝不被吸引。 [2]小明将几种材料组合成了如图2所示的装置，发现铜线圈快速地转动起来，此时通电的铜线在磁场中受力的作用工作，19世纪的科学家根据这个原理制成了电动机，而发电机的工作原理是闭合电路中的部分导体切割磁感线产生感应电流。 [3]若调换强磁铁的磁极，铜线圈受到的磁力方向改变，铜线圈转动的方向与原来相反。 考点3：电动机的工作原理 【典例精讲】（2025·四川南充·模拟预测）如图所示，为研究磁场中通电导体受力的实验，其中支架a是 （选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）；在某12V电源上接入一部电动机继续实验，已知电动机线圈电阻为0.3Ω，正常转动时通过电动机的电流为0.5A，则2min内电流转化成的机械能是 J。 【答案】 导体 711 【规范解答】[1]在研究磁场中通电导体受力的实验里，支架a需要与导体棒接触以形成电流的通路，所以支架a应该是导体，这样才能让电流通过导体棒，从而研究磁场对通电导体的力的作用。 [2]根据电功的计算公式算得消耗的电能为 根据焦耳定律算得电流产生的热量为 所以，转化成的机械能为 【变式训练01】（2025·广东阳江·二模）如图甲所示，是某品牌的无油空气炸锅，因其烹制食物含油脂低、无烟等优点，成为了很多家庭厨房必备电器之一，图乙是其工作电路图，其中电风扇的功率为20W，电风扇和发热电阻同时工作时空气炸锅的总功率为900W。 (1)空气炸锅加热食物利用了电流的 效应，电风扇工作的原理是 ； (2)求电风扇和发热电阻同时工作时，发热电阻R的阻值和通过的电流 ； (3)某次用此空气炸锅将玉米粒炸制成爆米花，玉米粒初温为，至少需要加热至才能完成制作过程；求一次将200g玉米粒炸制成爆米花，至少需要吸收的热量是多少 。[] 【答案】(1) 热 通电导体在磁场中受力转动 (2)，4A (3) 【规范解答】（1）[1]空气炸锅是将电能转化为内能的装置，利用了电流的热效应。 [2]电风扇相当于一个电动机，工作原理与电动机原理相同，是通电导体在磁场中受力转动。 （2）电风扇和发热电阻同时工作时，发热电阻R的功率 发热电阻R的阻值 通过发热电阻R的电流 （3）玉米吸收的热量 【变式训练02】（2025·黑龙江大庆·三模）在锚定碳达峰、碳中和的目标下，紫云峰一台台风力发电机擎天而立，迎风飞旋，下面能反映风力发电机基本原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【规范解答】风力发电机是利用电磁感应原理，将风能转化为电能。 A．图A中，闭合开关后，通过电流的金属棒在磁场中受力而运动，这是电动机的工作原理，故A不符合题意； B．图B是电磁感应现象的实验装置，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，风力发电机正是利用电磁感应原理工作的，故B符合题意； C．图C是奥斯特实验，表明通电导体周围存在磁场，这与风力发电机的工作原理不同，故C不符合题意； D．图D是探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验，与风力发电机的电磁感应原理无关，故D不符合题意。 故选B。 考点4：直流电动机的基本构造及工作示意图 【典例精讲】（2025·辽宁鞍山·三模）如图所示，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电后，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有（　　） A．电动机主要由磁体和线圈组成 B．电动机是利用电磁感应原理工作的 C．对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向 D．电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关 【答案】AC 【规范解答】A．电动机主要由磁体、线圈、换向器、电刷等组成，磁体和线圈是核心部分，故A正确； B．电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作，电磁感应是发电机原理，故B错误； C．对调电源正、负极，线圈中电流方向改变，磁场对电流作用力方向改变，能改变线圈转动方向，故C正确； D．根据焦耳定律，电流通过线圈产生的热量与线圈电阻有关，故D错误。 故选AC。 【变式训练01】（2025·广东珠海·三模）如图1为一玩具直流电动机，它在工作时把电能转化为 能；同时改变直流电动机的磁场和电流方向，它的转动方向 （选填“改变”或“不改变”）；小明回家做了一个电动机模型如图2，他将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，要使线圈能连续转动，则另一端的漆皮应刮 （“半周”或“全部”）。 【答案】 机械 不改变 半周 【规范解答】[1]直流电动机工作时，消耗电能，获得机械能，所以把电能转化为机械能。 [2]直流电动机的转动方向与磁场方向和电流方向有关，当同时改变直流电动机的磁场和电流方向时，它的转动方向不改变。 [3]将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用而转动，另一个半周没有电流通过，利用惯性转动，从而能使线圈连续转动。如果两端都全部刮掉，线圈转过半周后受力方向改变，会阻碍转动，不能连续转动。 【变式训练02】（2025·广东汕头·一模）如图是小明自制的电动机：金属支架m、n固定在木板上；粗漆包线绕成矩形线圈abcd，两端伸出作为引线并放在支架上；用另一段漆包线绕在铁芯上制作电磁铁，置于线圈之下。按图示接入电路。关于自制电动机下列说法正确的是（　　） A．矩形线圈与下方电磁铁串联 B．引线上的漆皮是绝缘体，必须全部刮掉 C．闭合开关，通电线圈上端磁极是N极 D．线圈通电会转动，与扬声器的工作原理相同 【答案】D 【规范解答】A．线圈abcd与电磁铁分别接在电源两极，有独立的电流路径，连接方式是并联，故A错误； B．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为转动，另一个半周没有电流通过，不受磁场力的作用，利用惯性转动，这样才能使线圈在磁场中持续转动下去，如果两端的漆皮都刮掉，线圈每转过半圈，受力方向发生变化，会来回摆动，故B错误； C．电流从电磁铁的下端流入，上端流出，由安培定则通电线圈下端磁极是N极，上端是S极，故C错误； D．线圈通电会转动，说明通电导体在磁场中受到力的作用，扬声器是根据通电导体在磁场中受力的作用制成的，与扬声器的工作原理相同，故D正确。 故选D。 考点5：直流电动机的转向与转速调节 【典例精讲】（2025·江西抚州·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，下列分析正确的是（　　） A．该装置工作原理是电磁感应原理 B．图中线圈正好处于平衡位置 C．该装置工作时，将电能全部转化为机械能 D．若改变电源方向，线圈将逆时针转动 【答案】D 【规范解答】A．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，不是电磁感应，故A错误； B．图中线圈与磁感线的方向平行，没有处于平衡位置，故B错误； C．电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，但也有少部分转化为内能，故C错误； D．若改变电源方向，也就是改变了线圈中的电流方向，线圈受力方向改变将逆时针转动，故D正确。 故选D。 【变式训练01】（2025九年级下·吉林·专题练习）如图，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有（　　） A．电动机主要由磁体和线圈组成 B．电动机主要把动能转化为电能 C．对调电源正、负极不能改变线圈的转动方向 D．电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关 【答案】A 【规范解答】A．电动机主要由磁体和线圈组成。在常见的电动机结构中，磁体提供磁场，线圈在磁场中受力而转动，这是电动机的基本组成部分，故A正确； B．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，其能量转化是将电能转化为机械能（动能），而不是把动能转化为电能，故B错误； C．电动机线圈的转动方向与电流方向和磁场方向有关，对调电源正、负极会改变电流方向，从而可以改变线圈的转动方向，故C错误； D．根据焦耳定律可知，电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻有关，故D错误。 故选A。 【变式训练02】（2025·江苏徐州·一模）阅读短文，回答文后的问题 霍尔传感器与调速把手 霍尔传感器是一个可以改变输出电压的元件。如图1所示，在一个矩形半导体薄片上，制作四个电极它就成了一个霍尔传感器。当在间通入电流，同时加一与薄片垂直的磁场（物理学中用磁感应强度表示磁场的强弱，磁感应强度的符号为），则薄片间就产生电压，称为霍尔电压。 研究表明霍尔电压与间通入的电流和磁感应强度关系分别如图2甲和乙所示。如果在两端接一电阻，当改变磁感应强度或电流的方向时，通过电阻的电流方向会随之改变。 电动自行车调速把手可以改变电动自行车转速和转向，图3是一个调速把手内部结构示意图，圆形把手内部阴影部分镶嵌一条强弱不同的半环形磁体，从A到B磁感应强度逐渐变强，且变化均匀。传感器电源是负责给霍尔传感器输入电流的装置，控制器是根据霍尔传感器的输出电压来调节通过电机的电流大小和方向，从而实现调节电机转速和转向。 (1)在图3中，当逆时针旋转把手时，电动车自行车的转速会 （选填：“变快”或“变慢”）。 (2)如要实现前进和倒车，则下列操作可以实现的是（    ） A．改变传感器电源的电压大小 B．改变环形磁体的磁感应强度的大小 C．改变传感器电源正负极的方向 D．改变旋转把手的旋转方向 (3)图1中，当间电流为、磁感应强度为时，间电压为；若间通入电流为、磁感应强度为，则间电压为 ； (4)如果控制器输出给电机的电压始终不变，控制器输给电机的电流与接收到霍尔传感器的输出电压的关系如图4所示中，下列图中能表示逆时针旋转把手时，电机的输入功率与把手旋转的角度关系的是（    ） A． B． C． D． 【答案】(1)变快 (2)C (3)9 (4)D 【规范解答】（1）圆形把手内部阴影部分镶嵌一条强弱不同的半环形磁体，从到磁感应强度逐渐变强，当逆时针旋转把手时，磁感应强度变强，由图2乙可知，霍尔电压变大，由图4知，通过电机电流变大，电动车自行车的转速会变快。 （2）如果在两端接一电阻，当改变磁感应强度或电流的方向时，通过电阻的电流方向会随之改变。改变传感器电源正负极的方向，电流的方向随之改变，霍尔传感器的输出电压极性随之改变，从而通过电机的电流方向改变，电动机转向改变，从而实现前进和倒车，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 （3）图1中，当间电流为、磁感应强度为时，间电压为；保持磁感应强度为不变，若间通入电流为3，由图2甲可知，间电压为，若再磁感应强度增强为，间电压为 （4）圆形把手内部阴影部分镶嵌一条强弱不同的半环形磁体，从到磁感应强度逐渐变强，且变化均匀，故逆时针旋转把手时，随着角度增大，B均匀增大，由图2乙，均匀增大，即，为转动角度。控制器输出给电机的电压始终不变，则电机的输入功率 所以图像和图像应该是一致的形状，随着角度增加，电压增加，电流增加变慢，输入功率增加也变慢，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 考点6：电动机工作时的能量转化 【典例精讲】（2025·宁夏吴忠·二模）无叶风扇是新型家电，因安全、送风均匀受关注。其底座内有电机和叶轮，启动后电机带动叶轮高速旋转，从底部进气口吸空气，经内部加速装置，使空气从顶部环形狭缝高速吹出，带动周围空气流动形成风。请结合物理知识回答问题。 (1)无叶风扇在工作过程中，其核心部件电机的作用是将电能转化为 能，从而驱动叶轮旋转，实现空气的吸入与加速。 (2)空气从顶部环形狭缝高速吹出后，能够带动周围空气一起流动，是因为在气体中，流速越大的位置，压强越 。 (3)与传统有叶风扇相比，无叶风扇在运行时产生的噪声明显更小。从减弱噪声的途径角度分析，这主要是从 处来减弱噪声的。 (4)已知某型号无叶风扇正常工作时接入家庭电路（电压为220V），通过它的电流为。若该风扇连续正常工作10min，求这段时间内它消耗的电能是多少焦耳？ 【答案】(1)机械 (2)小 (3)声源 (4)66000J 【规范解答】（1）该新型无叶风扇里面的电动机工作时消耗电能，获得机械能，因此是将电能转化为机械能。 （2）由于流体流速越大的位置压强越小，所以空气从顶部环形狭缝高速吹出后，周围空气因压强差被带动流动。 （3）无叶风扇减少叶片振动等产生噪声，属于在声源处减弱噪声。 （4）该风扇连续正常工作10min，它消耗的电能W=UIt=220V×0.5A×10×60s= 66000J 【变式训练01】（2025·海南海口·二模）如图是2025年春晚的《秧BOT》节目，机器人穿着花棉袄表演秧歌，展示转手绢、抛手绢等技巧，动作灵巧。这种全身灵活的活动得益于机器人内部数十个电动机的控制。请运用有关物理知识完成下面小题。 如果需要每个电动机独立工作彼此互不影响，电动机之间应该是 联的。电动机在工作时把电能主要转化为 能。 【答案】并 机械 【规范解答】[1]并联电路用电器互相不影响。每个电动机独立工作彼此互不影响，电动机之间应该是并联的。 [2]电动机在工作时消耗电能，把电能主要转换成机械能。 【变式训练02】（2025·江苏扬州·三模）将一段裸铜导线弯成如图乙所示形状的线框，将它置于一节5号干电池上（线框上端的弯折处A与正极接触良好），一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，使铜导线框下面的两端P、Q与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会开始转动，成为一个“简易电动机”，如图丙所示。（电流受力与磁场和电流方向的关系如图甲）关于该“简易电动机”，下列说法中正确的是（　　） A．线框会转动是由于受到电场力的作用 B．电路中的热功率等于线框旋转的机械功率 C．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，那么从上向下看，线框做逆时针转动 D．如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，则线框将上下振动 【答案】C 【规范解答】A．通电导体在磁场中会受到力的作用，所以线框会转动是由于受到磁场力的作用，故A错误； B．本题模型为简易电动机，电动机将电能主要转化为机械能，极少部分转化为内能，所以电路中的热功率小于线框旋转的机械功率，故B错误； C．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，磁场方向是向上的，根据左手定则，左侧线框因电流流向负极而受力方向向外，右侧线框因电流流向负极而受力方向向内，从上向下看，线框将做逆时针转动，故C正确； D．如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，则只有半个线圈受力转动且受力方向不变，线圈转动方向也不变，所以线框不会上下振动，故D错误。 故选C。 考点7：扬声器和耳机的构造及原理 【典例精讲】（2025·黑龙江哈尔滨·三模）如图所示，将扬声器的线圈一端连接电源负极，另一端与电源正极不断碰触，会听到扬声器发出“咔咔”的响声，这是因为变化的电流通过绕圈，使其在 中受到变化的力，从而带动锥形纸盆 而发声。 【答案】 磁场 振动 【规范解答】[1][2]通电导体在磁场中受到力的作用。如图，扬声器中有磁体和线圈，线圈处在磁体周围的磁场之中；将扬声器的线圈一端连接电源负极，另一端与电源正极不断碰触，线圈中会产生断断续续的变化的电流，变化的电流通过绕圈，使其在磁场中受到变化的力，从而带动锥形纸盆振动而发声。 【变式训练01】（2025·安徽滁州·三模）如图所示为动圈式扬声器，也就是音响上所用的“喇叭”，当线圈中有随声音变化的电流通过时，线圈在磁场的作用下会振动起来，从而带动纸盆振动发出声音，该扬声器的工作原理与 （选填“电动机”或“发电机”）相同。 【答案】电动机 【规范解答】当线圈中有随声音变化的电流通过时，线圈在磁场的作用下会振动起来，从而带动纸盆振动发出声音，这是因为通电线圈在磁场中受力的作用，所以该扬声器的工作原理与电动机相同。 【变式训练02】（24-25九年级下·江苏南通·阶段练习）为解决广场舞噪声扰民的问题，民警在几个露天广场安装了几套声音分贝测试及提醒设备（如图），随时监测音量，达到峰值时设备会鸣叫示警，下列说法错误的是（　　） A．广场舞音乐一定是乐音 B．监测音量峰值应设定为50dB左右 C．分贝测试设备在传播过程中只能监测不能控制噪声 D．扬声器是音响的最主要部分，其工作原理是磁场对电流的作用 【答案】A 【规范解答】A．广场舞音乐如果影响到别人的正常工作、学习和生活，也会成为噪声，故A错误，符合题意； B．为了不扰民，监测音量峰值应设定为50dB左右，故B正确，不符合题意； C．分贝测试设备只是一个监测噪声强度的设备，在传播过程中只能监测不能控制噪声，故C正确，不符合题意； D．扬声器是音响的最主要部分，其工作原理是磁场对电流的作用，与电动机的原理相同，故D正确，不符合题意。 故选A。 1．（2025·湖北恩施·中考真题）对于安全用电以及电磁现象，其中错误的是（   ） A．甲图说明了发电机的原理 B．乙图不符合安全用电原则 C．丙电路的连接符合安全用电原则 D．丁图中磁感线的画法是正确的 【答案】A 【规范解答】A．图中有电源，闭合开关，磁场对通电导体有力的作用，是电动机的原理，故A错误，符合题意； B．图中人同时接触火线和零线，有电流通过人体，引起触电，不符合安全用电，故B正确，不符合题意； C．家庭电路中开关接在火线一侧，三孔插座左零右火上接地，符合安全用电原则，故C正确，不符合题意； D．磁体外围磁感线的方向是从N极出发进入S极，故D正确，不符合题意。 故选A。 2．（2025·吉林松原·中考真题）如图是电子水翼冲浪板的照片。 (1)为了能让冲浪者和冲浪板露出水面向前运动，螺旋桨转动向后推水，这里运用了物体间力的作用是 的；冲浪板的处有类似于飞机机翼的装置，与下表面相比，其上表面所受水的压强更 （选填“大”或“小”）。 (2)螺旋桨中的电动机利用了通电导体在 中受到力的作用；螺旋桨停止转动，冲浪者和冲浪板仍会向前运动一段距离，这是因为冲浪者和冲浪板具有 。 【答案】(1) 相互 小 (2) 磁场 惯性 【规范解答】（1）[1]螺旋桨转动向后推水，给水一个向后的力，同时水会给螺旋桨一个向前的反作用力，从而推动冲浪板向前运动，这里运用了物体间力的作用是相互的。   [2]冲浪板的A处有类似于飞机机翼的装置，其形状是上凸下平。当冲浪板向前运动时，水经过上表面的流速比经过下表面的流速快。根据流体压强与流速的关系：在流体中，流速越大的位置压强越小，所以其上表面所受水的压强更小。 （2）[1]当给电动机的线圈通电时，线圈在磁场中会受到力的作用而转动，从而带动螺旋桨转动，所以螺旋桨中的电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的。 [2]惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，一切物体都具有惯性，螺旋桨停止转动后，冲浪者和冲浪板由于具有惯性要保持原来的运动状态，所以仍会向前运动一段距离。 3．（2025·江苏苏州·中考真题）如图，2024年常熟市实验创新大赛上的一件作品：用漆包线和磁体制作的一台“电动机”，制作时用刀片将线圈两端不同位置的绝缘漆按图示一半或全部刮掉并作为转动轴，实验时左端支架在A或B位置选择一个，将支架与干电池相连，发现接 （AC/BC）时线圈能持续转动，这种让线圈持续转动的思路与电动机中换向器的思路是 （相同/不相同）的。 【答案】 BC 不相同 【规范解答】[1]如图A将下半圈绝缘漆刮掉，B、C将上半圈绝缘漆刮掉，则接AC时，电路始终不接通，没有电流，接BC时其中半圈接通，产生动力，另半圈电路断开，无电流，没有动力，靠惯性完成转动。所以接BC时线圈能持续转动。 [2]电动机中换向器的作用是在线圈刚转过平衡位置时，及时改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈持续转动，其核心是通过改变电流方向来维持转动；而本题中让线圈持续转动的思路是通过线圈两端不同的刮漆方式，使线圈在特定位置断开电路，利用惯性继续转动，并非改变电流方向，所以这种思路与电动机中换向器的思路是不相同的。 4．（2025·重庆沙坪坝·中考真题）如图所示，小西用漆包线自制了一个简易电动机，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，然后用小刀刮去两端的漆皮，方法是 （选A“左端全部刮掉右端刮半周”或B“两端均全部刮掉”），要改变电动机的转动方向可以 。 【答案】 A 见解析 【规范解答】[1]简易电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。为了使线圈能够持续转动，需要在线圈刚转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈能够继续转动。如果两端均全部刮掉，当线圈转过平衡位置时，由于电流方向不变，线圈的受力方向也不变，线圈会在平衡位置附近来回摆动一下而停止，不能持续转动。当左端全部刮掉时，该端与换向器始终接通，右端刮半周，则线圈有半周处于通电状态而受力转动，另外半周电路中无电流，线圈由于惯性继续转动，从而实现持续转动。故选A。 [2]电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关，当只改变其中一个因素时，电动机的转动方向就会发生改变。所以，要改变电动机的转动方向可以改变电流方向，如对调电源正负极；或改变磁场方向，如对调磁体的磁极。 5．（2025·辽宁沈阳·中考真题）如图1是一个自动输液报警器。其内部有一压敏电阻R，阻值随管内液体多少的变化而变化。工作电路图如图2所示。当药液减少时，电铃两端的电压逐渐增大，增大到一定程度时电铃发声报警（电铃电阻恒定不变）。下列分析正确的是（　　） A．电铃的工作原理是磁场对通电导体有力的作用 B．药液未输完电铃不响，是因为没有电流通过 C．压敏电阻R的阻值需要随着药液的减少而增大 D．药液输完时电路的总功率最大 【答案】D 【规范解答】A．电铃的核心是电磁铁，利用电流的磁效应工作的，故A错误； BC．药液减少时，电铃两端的电压逐渐增大，增大到一定程度时电铃发声报警，没有报警是因为电压较小，不是没有电流通过，且药液减少时，电流变大，由欧姆定律可知电路中的电阻减小，即压敏电阻R的阻值随着药液的减少而减小，故BC错误； D．药液减少时，电流变大，药液输完时，电路中的电流最大，根据P=UI可知电路的总电功率最大，故D正确。 故选D。 基础夯实 1．（2025·黑龙江大庆·二模）实验器材是学习物理的重要工具，熟练使用器材可以更好地认识物理世界。以下说法错误的是（　　） A．利用重垂线可以检查墙壁是否竖直 B．利用验电器可以检测物体是否带电 C．利用弹簧测力计要先在竖直方向上调零后再测量力的大小 D．利用换向器可以改变电动机线圈中电流方向 【答案】C 【规范解答】A．重力的方向总是竖直向下，利用重垂线可以检查墙壁是否竖直，故A正确，不符合题意； B．验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，当物体接触验电器的金属球时，若验电器的金属箔张开，说明物体带电，所以利用验电器可以检测物体是否带电，故B正确，不符合题意； C．弹簧测力计使用时，应在测量力的方向上调零，不一定是竖直方向，比如测量水平方向的力，就应在水平方向上调零，故C错误，符合题意； D．电动机的换向器的作用是当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中电流的方向，使线圈持续转动，故D正确，不符合题意。 故选C。 2．（2025·河南濮阳·一模）如图所示实验装置的原理与电动机的工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【规范解答】A．电动机是根据通电导线在磁场中受力原理制成的。图为动圈式话筒，利用电磁感应原理工作的，故A不符合题意； B．图为探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，说明线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强，故B不符合题意； C．图为探究电磁感应实验装置，说明闭合电路部分导体切割磁感线时会产生感应电流，故C不符合题意； D．闭合开关，通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理图，故D符合题意。 故选D。 3．（2025·吉林·一模）我国研制的“机器狼”配备电动机、激光雷达、高清摄像头、夜视仪等设备，可实现精准打击和实时监控。下列说法正确的是（　　） A．电动机的原理是电磁感应 B．夜视仪主要收集紫外线 C．激光瞄准利用了光的色散 D．摄像头能成倒立的实像 【答案】D 【规范解答】A．电动机的原理是通电线圈在磁场中会受到力的作用，不是电磁感应，故A错误； B．夜视仪主要收集物体辐射的红外线，故B错误； C．激光瞄准是利用了光的直线传播，故C错误； D．高清摄像头相当于照相机，是利用物体到凸透镜的距离大于两倍焦距时，成倒立、缩小的实像，故D正确。 故选D。 4．（2025·安徽亳州·三模）我国新一代航空母舰“福建舰”（如图所示）装备了自主研发的电磁弹射系统。工作时，给弹射器滑块通电，它就可以在磁场的作用下急剧加速，牵引舰载机高速起飞。电磁弹射系统的工作原理是 。 【答案】通电导体在磁场中受到力的作用 【规范解答】当给弹射器滑块通以强大电流后，其在所处的磁场环境中会受到相应的电磁力，能产生足够大的推力让滑块连同舰载机快速加速，进而达成弹射起飞的目的，电磁弹射系统的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 5．（2025·安徽淮南·三模）如图所示是动圈式扬声器（喇叭）的结构示意图，如果把它的引出线的一端接在电池正极，另一端不断摩擦电池负极，将会听到“咔嚓、咔嚓”的声音，它的工作原理是 。 【答案】通电导体在磁场中受到力的作用 【规范解答】通电导体在磁场中会受到力的作用，扬声器就是利用该原理制成的。 6．（2025·江苏镇江·一模）如图，闭合S后，导轨上的金属棒向右运动起来，此过程中 能转化成机械能，据此可制成 （选填“电动机”或“发电机”）。若仅将磁体的两极上下调换，闭合S后，导轨上的金属棒向 运动。 【答案】 电 电动机 左 【规范解答】[1]闭合开关S后，导轨上的金属棒向右运动起来，此过程中，消耗了电能，获得了机械能，使金属棒在磁场力的作用下运动，电能转化成机械能。 [2]电动机就是根据通电导体在磁场中受到力的作用这一原理制成的，所以据此可制成电动机。 [3]通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，若仅将磁体的两极上下调换，即改变了磁场方向，而电流方向不变，则金属棒的受力方向会改变，所以闭合S后，导轨上的金属棒向左运动。 7．（2025·贵州毕节·三模）晓丽在打扫实验室卫生时偶然发现：将磁体靠近通电白炽灯的灯丝，灯丝在晃动。产生这一 现象的原因与 （选填“电动机”或“发电机”）的原理相同。 【答案】电动机 【规范解答】电动机的原理是通电导体在磁场中会受力的作用。且导体的受力方向与磁场方向和电流的方向有关，所以将磁体靠近通电白炽灯的灯丝，因灯泡中有电流通过，并且是交流电，所以灯丝会受到磁场力的作用，并且受力的方向在时刻改变，所以灯丝会发生晃动。 8．（2025·江西赣州·一模）亲爱的同学，请你利用自己所学的仪器知识，回答以下问题： (1)如图甲是测量 的仪器，它的示数为 。 (2)如图乙所示弹簧测力计分度值为 N，指针读数为 N，如果取下物体后发现弹簧测力计指针在0.4N的位置，则物体的重力为 N。 (3)如图丙是电流表内部结构示意图。当电流通过电流表线圈时，线圈带动指针偏转，这与 （选填“电动机”或“发电机”）的工作原理相同。当磁极方向不变，改变电流方向时，指针偏转方向 （选填“会”或“不会”）改变，所以我们使用电流表时要注意正负接线柱不能接反。 【答案】(1) 温度 30℃ (2) 0.4 3.6 3.2 (3) 电动机 会 【规范解答】（1）[1]图甲是一个温度计，上面标有“”，所以它是测量温度的仪器。 [2]观察温度计的刻度，其示数为30。 （2）[1]弹簧测力计的刻度上，每一大格代表2N，每一大格又分为5小格，所以分度值为0.4N。 [2]指针指向3.6N的位置，所以指针读数为3.6N。 [3]取下物体后指针在0.4N的位置，说明弹簧测力计有0.4N的初始示数，那么物体的重力为3.6N−0.4N=3.2N。 （3）[1]当电流通过电流表线圈时，线圈在磁场中受力带动指针偏转，这与电动机的工作原理相同，电动机是利用通电导体在磁场中受力运动工作的。 [2]因为通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关，当磁极方向不变，改变电流方向时，线圈受力方向改变，指针偏转方向会改变，所以使用电流表时要注意正负接线柱不能接反。 9．（2025·陕西咸阳·一模）请完成下列填空。 (1)如图甲所示，物体A的长度是 cm； (2)如图乙为直流电动机的基本构造示意图，闭合开关，线圈沿顺时针方向转动，现要线圈沿逆时针方向转动，则需要 ； (3)将图丙中两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，观察现象发现 （选填“左边”或“右边”）U形管中液面高度的变化大，这是为了探究导体产生的热量与 （选填“电阻”或“电流”）的关系。 【答案】(1)3.80 (2)将电源正负极对调 (3) 右边 电阻 【规范解答】（1）图甲中，刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm 即此刻度尺的分度值为1mm，物体左侧与0.00cm对齐，右侧与3.80cm对齐，故物体的长度3.80cm。 （2）闭合开关线圈沿顺时针转动，现要线圈沿逆时针转动，就要改变线圈的受力方向，即改变电流方向或改变磁场方向，将电源正负极对调，就可以改变电流方向。 （3）[1][2]在丙装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过他们的电流与通电时间相同，探究导体产生的热量与电阻的关系，通过两个电阻丝的电流相等，右侧电阻较大，产生的热量较多，U形管中液面高度的变化大。 10．（2025·辽宁丹东·一模）在跨学科实践课上，某小组开展了“制作太阳能汽车”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）制作太阳能汽车模型 （2）改进太阳能汽车模型 【项目实施】 (1)制作太阳能汽车模型 经过课前查阅资料，知道了电动玩具车的基本结构和原理。该小组将电动玩具车的电源换成太阳能电池，制作了如图甲所示的太阳能汽车模型。其中太阳能电池工作时，可以将太阳能转化为 能，提供动力的电动机是利用 的原理制成的。 (2)改进太阳能汽车模型 对太阳能汽车模型进行测试，发现当光照充足时，模型车可以一直运动，但当光照较弱时，太阳能电池产生的电能十分微弱，不足以驱动电动机转动。经过组内讨论，决定采用双电源供电。于是找来了干电池、电磁继电器、光敏电阻（其阻值随光照强度的增加而减小）和若干导线等，设计了如图乙所示的电路（A、B两个框内安装的电源未画出）。此电路可以实现当光照充足时由太阳能电池供电，当光照较弱时自动切换到由干电池供电。通过分析可知：A框中安装的电源是 ，电磁铁上端是 极。 【项目拓展】 (3)某款太阳能汽车使用太阳能电池板来驱动汽车的电动机以及给汽车的辅助设备供电，多余的电能会在锂电池组中储存起来备用（如图丙所示）。在无阳光时，利用锂电池组储存的电能来给电动机和辅助设备供电，这样就可以不受时间和天气的限制。那么这款太阳能汽车在阳光充足时，其搭载的锂电池组在电路中的作用相当于 。 (4)这款太阳能汽车安装的太阳能电池板输出电压为120V，输出电流为10A，太阳光垂直照射到太阳能电池板上的辐射功率为1000W/m2，该车的太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率为24%，则该车安装的太阳能电池板的面积是 m2。 【答案】(1) 电 通电导线在磁场中受到力的作用 (2) 干电池 S (3)用电器 (4)5 【规范解答】（1）[1]太阳能电池工作时，吸收太阳能，将太阳能转化为电能。 [2]电动机工作时，主要将电能转化为机械能，其原理是通电导体在磁场中受力运动。 （2）[1]由题意可知，当光照充足时，衔铁被吸下，由太阳能电池供电，光照较弱时自动切换到由干电池供电，所以A框中安装干电池，B框中安装太阳能电池。 [2]电流从通电螺线管的下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁上端是S极。 （3）无阳光时，利用锂电池组储存的电能来给电动机和辅助设备供电，在阳光充足时，储存电能，所以此时相当于电路中的用电器。 （4）太阳能电池板输出电压为120V，输出电流为10A，则输出功率P=UI=120V×10A=1200W 太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率为24%，即 解得P输入=5000W 则该车安装的太阳能电池板的面积 培优拔高 11．（2025·江苏泰州·二模）心肺机用“电动泵”替代心脏，推动血液循环。“电动泵”的工作原理如图所示，将线圈ab固定在活塞一端，利用其与固定磁铁间的相互作用带动活塞运动，从而使血液定向流动，阀门K1、K2都只能单向开启。当线圈中的电流从a流向b时（      ） A．该装置的工作原理是电磁感应 B．该电动泵可用干电池供电 C．活塞将向左运动 D．此时为“送血”状态 【答案】C 【规范解答】A．该装置的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，与电动机原理相同，故A不符合题意； B．普通干电池的电压会随使用时间快速下降，可能导致电动泵输出功率不稳定，影响血液循环的精确控制‌。而心肺机需要持续、稳定的电源支持，锂电池因能量密度高、放电曲线平稳，更符合此类需求‌，故B不符合题意； CD．根据安培定则可知：螺线管的左端是S极，此时固定磁铁和电磁铁相互吸引，活塞向左运动，K1关闭，K2打开，为“抽血”状态，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 12．（24-25九年级下·广东·阶段练习）如图1是电动机的模型，磁场由两个电磁铁提供，abcd是线圈，闭合开关后，线圈ab边受力方向竖直向下，作逆时针旋转。将电源正负极对调后如图2（均不考虑导线MN段对线圈的影响），则下列说法正确的是（　　） A．图1中P为磁体S极 B．图2中cd边受力方向竖直向下 C．图2中的线圈将逆时针连续转动 D．图2中的线圈中能量转化为：机械能转化为电能 【答案】C 【规范解答】A．根据安培定则，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。在图1中，电流从左边螺线管的左端内侧流入，根据安培定则可知，P为磁体N极，故A错误； B．通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关。将电源正负极对调后，电流方向发生改变，同时磁场方向也改变，那么导体的受力方向不会改变。图1中ab边受力方向竖直向下，在图2中，ab边电流方向与图1中相反，所以ab边受力方向竖直向下，而cd边与ab边在同一线圈中，所以cd边受力方向竖直向上，故B错误； C．由B选项分析可知，图2中线圈的受力方向没有发生改变，所以线圈还将逆时针连续转动，故C正确； D．图2中的装置依然是电动机模型，电动机工作时是将电能转化为机械能，故D错误。 故选C。 13．（2025·山东济宁·三模）关于物质的相关属性，下列说法正确的是（　　） A．通电铜导线在磁场中受力运动，是因为通电铜导线周围有磁场 B．冬至节气，包水饺时，由于面团发生弹性形变，面团可以擀成薄薄的饺子皮 C．半导体的电阻会随温度、光照强度、压力等因素的改变而改变，适合制作电饭锅的发热体 D．为了提高热机效率，减少热量散失，汽车的发动机外壳不应选用导热性能好的材料来制作 【答案】A 【规范解答】A．通电导体在磁场中受到力的作用是由于通电导体周围存在磁场，通电导体相当于磁体，因此在磁场中要受到力的作用，所以通电铜导线在磁场中受力运动，是因为通电铜导线周围有磁场，故A正确； B．包饺子时，将面团擀成皮，是因为面团具有延展性，而不是弹性形变；面团在擀面杖的压力下发生形变，从一个立体的小块变成了扁平的薄片，这是力使物体发生形变的过程，且面团不能自动恢复原状，不属于弹性形变，故B错误； C．半导体具有单向导电性，其电阻会随温度、光照强度、压力等因素的改变而改变，但其电阻率随温度等因素变化非常敏感，在高温下工作不稳定，不适合用于制作电饭锅的发热体，电饭锅的发热体是利用电流的热效应工作的，需要用电阻率大、熔点高的材料制成，如镍铬合金等，故C错误； D．因为汽车发动机工作时会产生大量的热，为防止发动机温度过高而损坏，其外壳（缸体）需要选用导热性能好的材料制作，以便将热量迅速传递给冷却系统进行散热。故D错误。 故选A。 14．（2025·江苏镇江·中考真题）如图所示为某种扬声器的原理图，AB间连接一导线，导线置于磁极之间，导线中间固定一薄膜片。当AB间通有方向不断变化的电流时，导线所受的磁场作用力的方向 ，薄膜片 发声，声音传入人耳。人耳的鼓膜面积取，大气压强取，则大气对鼓膜的压力为 N。 【答案】 不断变化 振动 8 【规范解答】[1]通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关。当AB间通有方向不断变化的电流时，而磁场方向不变，所以导线所受的磁场作用力的方向不断变化。 [2]因为导线所受磁场力方向不断变化，会带动薄膜片振动，声音是由物体振动产生的，所以薄膜片振动发声。 [3]根据压强公式，可得。已知， 则大气对鼓膜的压力为 15．（2025·山东威海·一模）学习了电磁学的知识后，善思好学的小明利用一节电池、一个硬铜导线框和纽扣强磁铁，组装成一个简易电动机。如图所示，同时放手后可观察到导线框abcd以干电池为轴转动起来。导线框转动起来的原理是 ，若要改变导线框转动的方向，可以改变线圈中电流方向或 。 【答案】 通电线圈在磁场中受力转动 对调磁体的N、S极 【规范解答】[1]力可以改变物体的运动方向，导线框转动起来是因为通电线圈在磁场中受力转动。 [2]通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向、磁场方向有关。若要改变导线框转动的方向，可以改变线圈中电流方向或对调磁体的N、S极，改变磁场方向。 16．（2025·山东济宁·三模）如图甲、乙所示，在线圈转动过程中，经过图甲位置时，线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力 ；经过图乙位置的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于 不会静止。 【答案】 不在同一直线上 惯性 【规范解答】[1]在线圈转动过程中，经过图甲位置时，由于线圈左右两边所处的磁场方向相同，通过的电流大小相同，但方向相反，则所受的两个力大小相同，方向相反，但不在同一直线上，不是一对平衡力，所以线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力不在同一直线上。 [2]经过图乙位置的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈不会静止是因为线圈由于惯性要保持原来的运动状态。 17．（2025·辽宁朝阳·三模）极光是带电粒子从外层空间猛烈冲击地球南北极高空的稀薄大气层时，发出的一种耀眼的 （选填“红外线”“紫外线”或“可见光”），是人类用肉眼可见的空间物理现象。带电粒子流中主要是电子和质子，它们在地磁场中受力方向 （选填“相同”或“相反”）。 【答案】 可见光 相反 【规范解答】[1]极光能被人看到，是可见光。 [2]由于电子带负电，质子带正电，所以它们同向运动时形成的电流方向相反，则在磁场中受到的力的方向相反。 18．（2025·辽宁沈阳·二模）如图（a），闭合开关，导体ab水平向左运动。若仅将电源正负极对调，请在图（b）中画出导体ab运动时在水平方向上受到的力的示意图（O点是导体ab的重心）。 【答案】 【规范解答】通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，当磁场方向或电流方向改变时，导体受力方向改变。在图（a）中，闭合开关导体ab水平向左运动，说明此时导体ab所受力的方向向左。当仅将电源正负极对调后，电流方向发生改变，而磁场方向不变，则导体ab所受力的方向变为向右。如图所示： 19．（2025·安徽合肥·模拟预测）小齐想知道电风扇转动的原理，于是设计了如图所示的实验进行探究。 （1）闭合开关，给铜棒ab通电，发现铜棒ab向右运动，这表明铜棒ab在磁场中受到力的作用； （2）保持磁场方向不变，将电源正负极对调后接入电路，闭合开关，发现铜棒ab向左运动，这表明 ； （3）继续探究通电导体所受力的方向与磁场方向的关系时，接下来的操作是： 。 【答案】 通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关 见解析 【规范解答】（2）[1]保持磁场方向不变，将电源正负极对调后接入电路，改变了导体中的电流方向，闭合开关，发现铜棒ab向左运动，铜棒ab受力方向发生改变，这表明通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向有关。 （3）[2]继续探究通电导体所受力的方向与磁场方向的关系时，要控制电流的方向不变，只改变磁场的方向，故接下来的操作是：保持导体中电流方向不变，调换磁体的 N、S极，闭合开关，观察导体的运动方向。 20．（24-25九年级下·广东广州·阶段练习）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，ab段和cd段受到的这两个力大小 （选填“相等”或“不相等”）； （选填“是”或“不是”）一对平衡力；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。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) 电源 铝棒 (2) 相等 不是 惯性 换向器 【规范解答】（1）[1][2]因为实验要观察的是磁场对通电直导线的作用，应在M、N之间接入电源，给整个系统提供电能；装置中的导体棒应选用轻质的铝棒，铝的密度小，且不能被磁化。 （2）[1][2][3][4]图乙中通电后若cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，ab段和cd段受到的这两个力大小相等；不满足二力平衡的四个条件，不在同一直线上，不是一对平衡力；闭合开关，线圈受力沿顺时针方向转动，并由于惯性而越过平衡位置，但不能继续转下去，最后要返回平衡位置。实际的电动机是通过换向器自动改变电流方向来实现这一目的的。 第 1 页 共 11 页 学科网（北京）股份有限公司 $