三、磁场对电流的作用 电动机（分层作业）物理新教材苏科版九年级下册

三、磁场对电流的作用 电动机 目录 【A 夯基础】 1 一、磁场对电流的作用 概念综合辨析、填空 1 二、磁场对通电导体受力方向的影响因素 2 三、电动机有关概念、组成、原理辨析、填空 5 四、直流电动机的工作原理及其应用 7 五、安装直流电动机模型 13 六、作图题 16 七、实验题 18 八、综合题 23 【B 提能力】 26 【C 链中考】 35 一、磁场对电流的作用 概念综合辨析、填空 1．如图所示，把一根直导体ab放在蹄形磁体的磁场里，接通电源，让电流通过原来静止的导体ab，观察到导体ab ，说明通电导体在磁场里受到 的作用。 【答案】 运动 力 【详解】[1][2]接通电源，当闭合开关，导体ab中会有电流通过，此时发现导体ab由静止变运动，故说明通电导体在磁场中受力的作用。 2．通电导体在磁场中受到力的作用，受力的方向跟 和 有关。如果这两者其中之一的方向改变，则力的方向 ，如果这两者的方向同时改变，则力的方向 。 【答案】 磁场方向 电流方向 改变 不变 【详解】[1][2]由左手定则知，通电导线在磁场中的受力取决于电流方向和磁场的方向。 [3][4]如果电流方向和磁场的方向其中一个方向发生变化，则力的方向随之发生变化，但是当电流方向和磁场的方向同时改变，则力的方向不改变。 3．关于通电导线在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向之间的关系，下列说法中错误的是（    ） A．只改变导线中的电流方向，导线的受力方向也会发生改变 B．只改变磁场方向，导线的受力方向也改变 C．同时改变电流方向和磁场方向，导线的受力方向改变 D．同时改变电流方向和磁场方向，导线的受力方向不改变 【答案】C 【详解】AB.通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向有关系．当电流方向和磁场方向有一个改变时，通电导线的受力方向将会发生改变，故AB正确，不符合题意； CD.电流方向和磁场方向同时改变时，通电导线的受力方向将不发生变化，故C错误，符合题意，D正确，不符合题意． 二、磁场对通电导体受力方向的影响因素 4．小周用如图所示的实验装置探究磁场对电流的作用。闭合开关S，原本静止的轻质硬直导体AB水平向右运动。要使导体AB水平向左运动，下列措施可行的是（　　）    A．将导体AB的两端对调 B．将磁体的N、S极对调 C．将变阻器的接线位置对调 D．将开关S的接线位置对调 【答案】B 【详解】A．将A、B两端对调，只是改变了导体的方向，电流方向不变，不会改变运动方向，故A不符合题意； B．将蹄形磁体的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，故B符合题意； C．将变阻器的接线位置对调，改变了电路中的电流，导线的运动速度变化，不会改变运动方向，故C不符合题意； D，将开关S的接线位置对调，不会有任何改变，故D不符合题意。 故选B。 5．在“探究让通电导线在磁场中动起来”的实验中（如图），下列说法不正确的是（    ） A．ab处应该接入电源 B．根据该原理可以制成电动机 C．同时改变磁场方向和电流方向，导体棒的运动方向要改变 D．导体棒在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关 【答案】C 【详解】A．探究让通电导线在磁场中动起来，应给磁场中的导体通电，所以ab处应该接入电源，故A正确，不符合题意； B．利用通电导体在磁场中受力的原理，制成了电动机，故B正确，不符合题意； CD．导体棒在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关。只改变磁场方向或电流方向，导体棒的运动方向才会改变，若同时改变磁场方向和电流方向，导体棒的运动方向不变，故C错误，符合题意；D正确，不符合题意。 故选C。 6．如图所示，闭合开关，观察到金属棒向右运动。下列说法正确的是（    ） A．实验现象属于电磁感应现象 B．利用该现象可以制成发电机 C．仅将磁体的N、S极上下对调，金属棒将向左运动 D．滑动变阻器向左移动滑片，金属棒将向左运动 【答案】C 【详解】AB．如图，当开关闭合时，导体棒在磁场中受力运动，利用这一现象可以制成电动机，电磁感应现象是磁生电的现象，图中实验现象不属于电磁感应，故AB错误； C．仅将磁体的N、S极上下对调，磁场方向改变，金属棒的受力方向会改变，运动方向也会改变，将向左运动，故C正确； D．滑动变阻器向左移动滑片，电路中电流变大，金属棒受到的力变大，运动方向不变，仍将向右运动，故D错误。 故选 C。 7．如图所示，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（　　） A．换用更细的铜棒 B．将磁体的N、S极对调 C．向右移动滑动变阻器的滑片 D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调 【答案】B 【详解】A．换用更细的铜棒，使电阻变大电流变小，但不能改变受力的方向，故A错误； B．将磁体的N、S极对调，磁场方向改变，则通电导体的受力方向改变，铜棒向左运动，故B正确； C．向右移动滑动变阻器的滑片，只能改变电流的大小，不能改变电流的方向，故C错误； D．将电源正负极对调，同时将磁体磁极对调，影响磁场力方向的两个因素同时改变，则通电导体的受力方向不变，铜棒仍然向右运动，故D错误。 故选B。 8．某同学研究磁场对通电导体的作用时，实验情景如图所示。由电源、开关、导体ab、磁铁、滑轨、滑动变阻器、导线组成闭合电路，导体ab置于蹄形磁体磁场中的滑轨上（导体ab的运动方向用箭头表示），观察导体ab的运动情况。下列说法中正确的（　　） A．由甲、乙两图可得通电导体在磁场中受力方向与电流方向有关 B．由甲、乙两图可得通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关 C．由甲、丙两图可得通电导体在磁场中受力方向与电流方向有关 D．由乙、丙两图可得通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关 【答案】A 【详解】AB．甲、乙两图，磁场方向相同，电流的方向相反，导体运动的方向相反，由甲、乙两图可得通电导体在磁场中受力方向与电流方向有关，故A正确，B错误； C．甲、丙两图，电流方向相同，磁场的方向相反，导体运动的方向相反，由甲、丙两图可得通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关，故C错误； D．乙、丙两图，磁场的方向相反，电流的方向相反，导体运动的方向相同，由乙、丙两图可得通电导体在磁场中受力方向与电流方向，磁场方向都有关，故D错误； 故选A。 9．如图所示，导体棒AB、CD水平放置在蹄形磁体的磁场中，都垂直于所在位置的磁感线，两个蹄形磁体的N极和S极标识都没有了。拉动AB向左移动时，发现CD向右移动，下列判断正确的是（　　） A．若拉动AB向右移动，则CD向右移动 B．若拉动AB向右移动，则CD向左移动 C．调换右边磁体上下磁极，拉动AB向左移动，则CD向右移动 D．调换右边磁体上下磁极，拉动AB向右移动，则CD向左移动 【答案】B 【详解】AB．图中，蹄形磁体的磁场方向不变，因为拉动AB向左移动时，发现CD向右移动，若拉动AB水平向右运动切割磁感线，此时产生的感应电流反向，导体棒运动方向相反，则CD向左移动，故A错误，B正确； CD．如果蹄形磁体的磁场方向与原来的方向相反，导体棒切割磁感线产生的感应电流方向就与原来的感应电流的方向相反，若拉动AB向左移动，则CD向左移动，若拉动AB向右移动，则CD向右移动，故CD错误。 故选B。 三、电动机有关概念、组成、原理辨析、填空 10．让线圈在磁场中转起来 (1)电动机的基本构造 电动机由两部分组成：能够转动的线圈，叫作 ；固定不动的磁体，叫作 。如图所示，A、B是电刷，其作用是与半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。E、F是 （两个半圆铜环），其作用是及时改变线圈中的电流方向，使线圈一直转动下去。 (2)电动机的工作原理：通电线圈在 中受力转动。 (3)能量转化： 转化为 。 【答案】(1) 转子 定子 换向器 (2)磁场 (3) 电能 机械能 【详解】（1）[1][2]电动机由定子和转子组成，能够转动的线圈，叫作转子；固定不动的磁体，叫作定子。 [3]E、F是换向器，直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜半环组成的，其作用是当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动。 （2）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，发电机的原理是电磁感应。 （3）[1][2]电动机将电能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能。 11．直流电动机中，换向器的作用是当线圈转到 位置时，就能 改变线圈中 的方向，使线圈可以不停地转动下去。 【答案】 平衡 自动 电流 【详解】[1][2][3]电动机里工作特点是当给电动机通电时，电动机的转子就会转动，是根据磁场对放入其中的通电导线产生力的作用制成的；两个半圆铜环是换向器，它的作用是当线圈刚转过平衡位置时，改变电流的方向，保证了线圈持续的转动下去。 12．关于电动机，下列说法错误的是（    ） A．电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的 B．电动机工作时将电能转化为机械能 C．电动机就是根据电流磁效应制成的 D．电动机工作时，电流做功要消耗电能 【答案】C 【详解】AC.电动机的原理：通电导体在磁场中受力运动，故A正确，不符合题意，C错误，符合题意； B.电动机工作时，消耗电能，产生机械能，故是将电能转化为机械能的装置，故B正确，不符合题意； D.电动机工作时，电流通过导体做功，需要消耗电能，故D正确，不符合题意． 13．电动机在现代生产、生活中有广泛的应用。 （1）如图所示是电动机原理图，将通电线圈abcd置于磁场中，线圈的ab、cd边受到 ，使线圈转动起来； （2）某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的，遇到障碍时，只要按下倒车开关就能改变线圈中 来实现倒车。 【答案】 力的作用 电流的方向 【详解】（1）[1]一方面，磁场对通电线圈有力的作用；另一方面，线圈转动了起来，运动状态发生的了改变，说明线圈受到了力的作用。 （2）[2]通电线圈在磁场中受到力的作用，受到的力的方向与电流方向和磁场方向有关，当电流方向或者磁场方向变得相反时，线圈受到的力的方向也变得相反。但如果同时改变电流方向和磁场方向，则线圈受到的力的方向则不变。按下倒车开关，改变了线圈中的电流方向，使线圈受力的方向发生改变，从而实现倒车。 四、直流电动机的工作原理及其应用 14．如图为直流电动机模型. （1）直流电动机的工作原理是 .电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠 来实现的 （2）若要改变电动机的转动方向，下列方法中可行的是 . A．同时改变电流方向和磁场方向 B．只改变电流方向或只改变磁场方向 C．使电动机线圈中的电流增大 D．使磁场增强 【答案】 通电线圈在磁场中受力 转动换向器 B 【详解】(1)[1]直流电动机中，通电线圈周围存在磁场，该磁场与磁体的磁场相互作用而使线圈受力转动．所以直流电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力． [2]直流电动机中的换向器能使线圈刚转过平衡位置时，及时的改变线圈中的电流方向，使线圈继续获得动力． (2)[3]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．只改变电流方向或只改变磁场方向，则受力方向相反；电流方向和磁场方向同时改变，则受力方向不变．所以，要改变电动机的转动方向，要只改变电流方向或只改变磁场方向．故B正确． 15．如图所示，图甲和图乙分别为直流电动机线圈在两个不同的时刻所处的位置，下列分析中正确的是（　　） A．导线ab中的电流方向在这两个时刻相同 B．导线ab在这两个时刻受到的磁场作用力方向不同 C．图乙中的线圈处在平衡位置上 D．由于具有惯性，线圈能持续转动 【答案】B 【详解】AB．由图可知，导线ab在这两个时刻分别于电源正极和负极相连，电流方向不同，由于导体受力方向与磁场方向和电流方向有关，所以两次导线ab的受力方向不同，故A错误，B正确； C．平衡位置是指线圈平面与磁感线垂直的位置，图中磁感线从左向右，故甲、乙两图中的线圈再转动90度角，都能到达平衡位置，图中不是平衡位置，故C错误； D．电动机之所以能转动，是因为换向器在线圈由于惯性刚转过平衡位置就会改变线圈中电流的方向，不是全部依靠惯性持续转动的，故D错误。 故选B。 16．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。 17．图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，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。在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，则（　　） A．线圈在图示位置时，ab边受到磁场的作用力向下 B．线圈由图示位置转过180o时，电流沿dcba流过线圈 C．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下 D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下 【答案】D 【详解】通电导体在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向有关，其中之一发生改变，则受力方向发生改变。 A．根据题意知道，此时dc边受到磁场的作用力向下，由于ab边中电流方向与dc中电流方向相反，而磁场方向相同，所以ab边受到磁场的作用力与dc边受到磁场的作用力相反，即ab边受到磁场的作用力向上，故A错误； B．由图知道，线圈由图示位置转过180o时，电流沿abcd流过线圈，故B错误； C．线圈由图示位置转过180°时，dc边中电流的方向反向，则受力方向改变，即dc边受到磁场的作用力向上，故C错误； D．线圈由图示位置转过180°时，ab边中电流的方向反向，则受力方向改变，即ab边受到磁场的作用力向下，故D正确。 故选D。 18．如图甲，磁场对导体的力F竖直向下，用Fab、Fcd、Fa′b′和Fc′d′分别表示乙、丙中闭合开关时磁场对导体ab、cd、a′b′、c′d′的力，则（　　） A．Fab竖直向下，Fcd竖直向下 B．Fab竖直向上，Fcd竖直向下 C．Fa′b′竖直向上，Fc′d′竖直向下 D．Fa′b′竖直向下，Fc′d′竖直向上 【答案】C 【详解】AB．导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向均有关，图乙中导体ab中的电流方向与图甲中导体中电流方向相反，且图乙中磁场方向与图甲中磁场方向相反，故可知图乙中导体ab在磁场中的受力方向与图甲中导体的受力方向相同，即Fab竖直向下，图乙中导体cd中的电流方向与图甲中导体中电流方向相同，而图乙中磁场方向与图甲中磁场方向相反，故可知图乙中导体cd在磁场中的受力方向与图甲中导体的受力方向相反，即Fcd竖直向上，故AB不符合题意； CD．图丙中导体a′b′中的电流方向与图甲中导体中电流方向相反，而图丙中磁场方向与图甲中磁场方向相同，故可知图丙中导体a′b′在磁场中的受力方向与图甲中导体的受力方向相反，即Fa′b′竖直向上，图丙中导体c′d′中的电流方向与图甲中导体中电流方向相同，且图丙中磁场方向与图甲中磁场方向相同，故可知图丙中导体c′d′在磁场中的受力方向与图甲中导体的受力方向相同，即Fc′d′竖直向下，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 19．如图甲是直流电动机模型，图乙是小明制作的一台简易电动机（线圈左侧轴的漆皮被刮去一半，线圈右侧轴的漆皮被全部刮掉）。下列说法中正确的是（　　） A．电动机是利用电流磁效应原理工作的装置 B．将图乙中金属支架的高度适当降低，线圈的转速会加快 C．将图甲中电源的正负极对调，线圈的转动方向不变 D．图乙中刮去一半漆皮的轴与图甲中换向器的作用相同，都是为了改变线圈中的电流方向 【答案】B 【详解】A．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故 A错误； B．将图乙中金属支架的高度降低，线圈距离磁体较近，磁体磁性较强，线圈受到的作用力增大，线圈的转速会加快，故B正确； C．将图甲中电源的正负极对调，线图中电流的方向改变，线圈的转动方向改变，故C错误； D．将图乙中线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，线圈在转动的过程中，电流的方向不变，只有半周有电流，线圈在没有电流通过时不再受力的作用，由于具有惯性能持续的转动下去，与图甲的换向器的作用不同，故D错误。 故选B。 20．如图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（　　） A．螺线管 F 端为N极，P 端为S极 B．螺线管 F 端为S极，P 端为S极 C．若将电源的正、负极对调，从O点沿转轴观察，线圈仍顺时针转动 D．若将电源的正、负极对调，从O点沿转轴观察，线圈将逆时针转动 【答案】C 【详解】AB．由图可知，电流从螺线管EF的左端流入，根据安培定则可知，E端为N极，F端为S极，电流从螺线管PQ的左端流入，根据安培定则可知，Q端为S极，P端为N极，故AB不符合题意； CD．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，根据安培定则可知，螺线管的磁极改变，且电动机线圈中的电流方向与原来相反向，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，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 21．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 【详解】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。 五、安装直流电动机模型 22．安装直流电动机模型时，要改变直流电动机的转动方向，可以（　　） A．改变电流大小 B．将磁体的N、S极对调 C．改变磁性强弱 D．将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调 【答案】B 【详解】AC．电动机的转动方向跟电流方向和磁场方向有关，和电流大小、磁性强弱无关，故AC不符合题意； BD．要想改变电动机的转动方向，可对调磁铁两极或改变线圈中电流的方向，二者同时改变时，电动机转动方向不变；故B符合题意，D不符合题意。 故选B。 23．如图，在老师的指导下，小明成功制作了一个简易电动机，通电后，电动机转了起来。若要改变电动机的转动方向，可以让小明（　　）    A．改变通电电流的大小 B．将电源的正负极对调 C．换用磁性更强的磁铁 D．增加电动机的线圈匝数 【答案】B 【详解】A．电流方向影响线圈转动方向，电流大小影响的是转动速度，故A不符合题意； B．将电源的正负极对调，电路中电流方向发生改变，电动机的转动方向改变，故B符合题意； C．换用磁性更强的磁铁可以增大转速，不改变转动方向，故C不符合题意； D．增加电动机的线圈匝数做可以增大转速，不改变转动方向，故D不符合题意。 故选B。 24．如图，小明用漆包线绕成线圈ABCD，将线圈一端（图中右端）的漆全部刮去，另一端（图中左端）刮去一半放上导体支架，连接干电池后线圈能转动起来（　　） A．这是一台发电机模型 B．CD边始终受到磁场力 C．AB、CD两边同时受磁场力 D．两端漆全部刮去转动会更快 【答案】C 【详解】A．线圈在磁场中受力运动，是电动机的原理，发电机的原理是电磁感应现象，故A不符合题意； B．CD边只有半圈受到磁场力作用，故B不符合题意； C．AB、CD两边的电流方向相反，同时受到磁场力的方向相反，故C符合题意； D．两端漆全部刮去，转到平衡位置时，由于电流的方向不能改变，AB、CD两边受力平衡，所以不能持续转动，故D不符合题意。 故选C。 25．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 【答案】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。 26．如图所示，小明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．线圈两端（作为转轴）的漆皮应全部刮去，这样才可持续转动 C．转动过程中，CD边始终受方向不变的磁场力 D．线圈两端（作为转轴）的漆皮应一端全部刮去，另一端刮去半周，这样才可持续转动下去 【答案】D 【详解】A．电动机是利用通电线圈在磁场中受力的作用制成的，工作时将电能转化为机械能。故A错误； B．线圈两端（作为转轴）的漆皮若全部刮去，则线圈转过平衡位置时，由于线圈中的电流方向不变，则线圈始终受到一个方向不变的力，因此线圈不能持续转动，故B错误； CD．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掉，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C错误，D正确。 故选D。 27．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 【详解】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。 六、作图题 28．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。 【答案】 【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： 。 29．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】 【详解】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： 30．如图所示，通电的线圈abcd位于磁场中：①用箭头标出磁感线e的方向；②在O点画出cd段线圈所受磁场的作用力示意图。 【答案】 【详解】①在磁体的外部，磁感应线从N极发出回到S极，磁感线e的方向如下图所示： ②通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关。已知通电线圈的ab边在磁场中受力方向竖直向上，由图知cd边电流的方向和ab边电流方向相反，故cd边的受力方向与ab边的受力方向相反，即cd边的受力方向竖直向下，如下图所示： 31．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，如下图 七、实验题 32．在“探究电动机为什么会转动”的实验中： (1)我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在 ，磁体会对通电导体产生力的作用。 (2)如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间。闭合开关前，导体ab ；闭合开关后，导体ab ，说明磁场对 导体有力的作用。 (3)断开开关，将图中磁体的N、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 ，说明通电导体在磁场中的受力方向与 有关。 (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ab的运动方向与对调前的运动方向 ，说明通电导体在磁场中的受力方向与 有关。 (5)如果同时改变磁场方向和电流方向， （选填“能”或“不能”）确定通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。 【答案】(1)磁场 (2) 静止不动 运动 通电 (3) 相反 磁场方向 (4) 相反 电流方向 (5)不能 【详解】（1）通电导体周围存在磁场，所以磁体会对通电导体产生力的作用。 （2）[1][2][3]闭合开关前，电路无电流，导体ab静止。闭合开关后，导体ab运动（或受力运动）。说明磁场对通电导体有力的作用。 （3）[1][2]磁极对调说明磁场方向改变，观察到导体运动方向相反。说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。 （4）[1][2]电源正负极对调，电流方向改变 ，观察到导体运动方向相反。说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。 （5）同时改变磁场方向和电流方向，受力方向不变（因为两者都反向时，受力方向相同），所以不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。 33．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 【详解】（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。 34．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 【详解】（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。 35．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，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 ； (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 。 A两端均刮下半周    B．一端刮上半周，一端刮下半周    C．一端全刮，另一端刮半周 【答案】(1) 电源 铝棒 (2)竖直向上 (3) 垂直 C 【详解】（1）[1]利用如图甲所示的装置探究“磁场对通电直导线的作用”时，必须有电源，所以在、间应接电源，利用该原理制成了电动机。 [2]探究磁场对通电直导线的作用时，磁体能够吸引磁性材料，所以导体棒不能为磁性材料，即不能选择铁棒进行实验，应选铝棒。 （2）通电直导线在磁场中的受力方向与电流的方向和磁场的方向有关。如图乙中，通电后若cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，ab段导线的电流方向与cd段导线的电流方向相反，则ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上。 （3）[1]当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈处于平衡位置。 [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，另一端只刮掉上半周或下半周，或者两侧均刮上（下）半周，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 36．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）为完成该实验探究，放在蹄形磁体磁场中的直导线EF不能选择下列哪种金属棒 ； A．铁棒    B．铜棒    C．铝棒 （2）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； （3）在乙图中，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力的方向是竖直向 （选填“上”或“下”）； （4）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】 A 电流的大小 上 换向器 【详解】（1）[1]实验研究的是通电导体在蹄形磁体磁场中的行为，而不是磁体本身。通电导体在磁场中会受到力的作用，这种力是由磁场和电流之间的相互作用产生的。由于铁类物质在磁场中会被磁化形成磁体，干扰实验效果，实验中应选择非铁类金属物质，则实验中不能选择铁棒，故选A。 （2）[2]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。 （3）[3]由图乙可知，磁场方向不变，ab段与cd段电流方向相反，cd段受力方向竖直向下，则ab段受力方向竖直向上。 （4）[4]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。 37．如图所示，图甲是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图，小谦同学实际探究时，在电路上连接了一个滑动变阻器，实验记录如表： 实验序号 磁场方向 ab中电流方向 ab运动方向 1 向下 无电流 静止不动 2 向下 由a向b 向左运动 3 向上 由a向b 向右运动 4 向下 由b向a 向右运动 （1）小谦在电路中接入滑动变阻器的作用是 。 （2）比较实验2和3，说明通电导线在磁场中受力方向与 有关，比较实验 说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。 （3）小谦通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法 。 【答案】 保护电路 磁场方向 2、4 转换法 【详解】（1）[1] 滑动变阻器起到保护电路的作用，防止电源被短路。 （2）[2] 比较实验2和3，电流方向相同，磁场方向不同，导体运动的方向不同，说明通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关。 [3] 比较实验2、4，磁场方向相同，电流方向不同，导体运动方向不同，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。 （3）[4] 实验中通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法是转换法。 八、综合题 38．阅读材料，回答问题 秧BOT 蛇年春晚《秧BOT》节目中，由宇树科技自主研发的一群穿着花棉袄的机器人，扭起了秧歌变换队形、舞动身体，多角度转手绢，引发热议。 该款人形机器人，配备了多达23至43个关节电动机，这类关节电动机有别于传统的有刷电动机，是利用直流无刷电动机进行驱动的，再搭配AI技术实现全身运动控制，能够实现单腿跳跃、原地360度转身等复杂动作。 直流无刷电动机的内部结构如图所示，中间的永磁体可绕中心自由转动，三个螺线圈互成120度夹角固定在电动机外壳内部，它们通电可以产生磁场。 (1)直流无刷电动机能够转动，是 在通电线圈产生的磁场中受到力的作用。 (2)为了使直流无刷电动机转动效果更好，应该对三个螺线圈中的 个螺线圈通电。 (3)为驱动下图中的直流无刷电动机顺时针转动，此时通电方案最合理的是________。 A． B． C． D． 【答案】(1)转子 (2)2 (3)D 【详解】（1）电机的定子是线圈。转子是永磁体，就是磁铁。根据转子的位置，控制每个线圈的通电，使线圈产生的磁场变化，从而不断在前面勾引转子让转子转动，这就是无刷直流电机的转动原理。直流无刷电动机能够转动，是转子在通电线圈产生的磁场中受到力的作用。 （2）电机的定子是线圈。转子是永磁体，就是磁铁。根据转子的位置，控制每个线圈的通电，使线圈产生的磁场变化，从而不断在前面勾引转子让转子转动，这就是无刷直流电机的转动原理。为了使直流无刷电动机转动效果更好，应该对三个螺线圈中的2个螺线圈通电。 （3）根据右手螺旋定则和第二问可知，要想驱动下图中的直流无刷电动机顺时针转动，应该使左下角为N极，右下角为S极，上方无磁性，此时通电方案最合理的是D图。 39．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 【详解】（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。 一、单选题 1．如图甲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abcd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 C．图乙中，线圈由图示位置转动180°时，ab边受力方向改变 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 【详解】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． 图乙中，线圈由图示位置转过180°时，ab转到右侧，dc转到左侧，线圈中电流沿abcd流过线圈，ab边电流方向改变，受力方向改变，使线圈能连续转动，故C正确； D．电动机在工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，一小部分转化成内能，故D错误。 故选C。 2．如图所示，放在磁场中的闭合矩形线圈abcd在外力的作用下，使线圈自图示位置（即线圈平面平行磁感线位置）开始绕OO'逆时针匀速转动，在图示位置电流沿着abcd流过线圈，下列说法正确的是（　　）    A．该装置的工作原理是磁场对通电导体有力的作用 B．线圈由图示位置转过180°时，电流还沿着abcd流过线圈 C．线圈在转动的过程中，将机械能主要转化为电能 D．线圈在转动的过程中，其一定不受磁场力的作用 【答案】C 【详解】AC．放在磁场中的闭合矩形线圈abcd在外力的作用下，使线圈自图示位置（即线圈平面平行磁感线位置）开始绕OO'逆时针匀速转动，线圈做切割磁感线运动，线圈中会有感应电流产生，这是电磁感应现象，此过程中机械能转化为电能，故A错误，C正确； B．线圈由图示位置转过180°时，磁场方向不变，但ab边和cd边切割磁感线的方向发生了改变，因此电流不会仍沿着abcd流过线圈，故B错误； D．通电线圈abcd在转动的过程中，一定受磁场力的作用，故D错误。． 故选C。 3．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 【答案】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。 4．下图中标出了磁感应强度 B、电流 I 和其所受磁场力 F 的方向，正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   【答案】A 【详解】左手定则是将左手掌摊平，让磁感线穿过手掌心，四指指向电流方向，则大拇指所指方向为磁场力的方向。 A．根据左手定则，磁场力F的方向竖直向上，故A正确； B．根据左手定则，磁场力的方向竖直向上，故B错误； C．图示中，电流方向与磁场方向平行，不受到磁场力的作用，故C错误； D．根据左手定则，磁场力的方向垂直纸面向外，故D错误。 故选A。 5．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 【详解】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。 6．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 【详解】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。 二、填空题 7．如图所示，一轻杆左端挂矩形塑料框A，右端挂一外形相同的金属框B，处在一方向垂直纸面向里的磁场区域（用“×”表示磁感线）内，以O为支点在水平位置静止。现使此装置竖直匀速上升，当A、B框上端刚离开磁场时，发现杆沿顺时针方向转动，请你分析并推测此现象产生的原因： ；若将磁场方向改为垂直纸面向外，重复上述操作，杆将沿 （选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动。 【答案】 金属框B上端刚离开磁场时，它的下端做切割磁感线运动会产生感应电流，通电金属框B在磁场中受到向下的磁场力 顺时针 【详解】[1]金属框B上端刚离开磁场时，它的下端做切割磁感线运动会产生感应电流，通电金属框B在磁场中受到向下的磁场力，右边向下的力大于左边的力，则杆沿顺时针方向转动。 [2]若将磁场方向改为垂直纸面向外，重复上述操作，产生感应电流的方向改变，磁场方向和电流方向都改变时，金属框B受到的磁场力方向不变，还是向下，所以杆还是沿顺时针方向转动。 8．电动机在我们的生活中扮演越来越重要的角色，大到电动汽车的应用，小到玩具电动汽车，无处没有它的身影。如图1为一玩具直流电动机，根据我们所学回答与之有关的问题： (1)直流电动机的工作原理是 ，它在工作时把 能转化为 能； (2)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”“不变”）； (3)小明在学了电动机知识后，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 （选填“半周”“全部”）； (4)按图3的电路把灯泡、电动机接入电路，观察到电机转起来，同时灯泡发光。如果用手指捏住玩具电动机的转轴使其转动变慢最后完全停下来，灯泡的亮度将变 （选填“亮”“暗”），通过电动机的电流将 （选填“变大”“不变”“变小”）。 【答案】(1) 通电线圈在磁场中受到力的作用而转动 电 机械 (2)不变 (3)半周 (4) 亮 变大 【详解】（1）[1][2][3]通电线圈在磁场中受到力的作用而转动直流是电动机的工作原理，它在工作时把电能转化为机械能。 （2）通电导体中磁场中受力作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关，同时改变直流电动机的磁场和电流方向，它的转动方向不变。 （3）小明在学了电动机知识后，回家做了一个电动机模型如图，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，当线圈刚绕过平衡位置时，线圈受力方向要相反或者不受力，所以另一端的漆皮应刮半周，相当于是电动机中的换向器。 （4）[1][2]电动机为非纯电阻电器，工作时其对电流的阻碍作用大于其内部的电阻，如果用手指捏住玩具电动机的转轴使其转动变慢最后完全停下来，会导致电动机对电流的阻碍作用逐渐等于其内部电阻，由于其对电流的阻碍作用减小，通过电动机的电流将变大，灯泡的亮度将变亮。 9．用电动机竖直提升重物。      （1）图1中重物上升过程经过M、N、O、P点，其速度在MN段不断增大，在NO段不变，在OP段不断减小，忽略空气阻力，则重物在( ) A．MN段动能不变                                B．MN段机械能不变 C．NO段机械能增大                               D．OP段重力势能减小 （2）图1中ab边所受磁场的作用力为F。把电源的正负极对调再接入电路，闭合开关，线圈abcd转至图2所示位置，则( ) A．图1中流过ab边的电流方向是从b到a B．图1中cd边受到磁场作用力的方向与F的相同 C．图2中ab边受到磁场作用力的方向与F的相反 D．图2中cd边受到磁场作用力的方向与F的相反 【答案】 C D 【详解】（1）[1]A．动能与质量、速度有关，质量、速度越大，动能越大。MN段速度增大，质量不变，动能增大，故A不符合题意； B．MN段动能增大，同时高度升高，质量不变，重力势能增大，所以机械能增大，故B不符合题意； C．在NO段速度不变，质量也不变，动能不变，但高度升高，重力势能增大，所以在NO段机械能增大，故C符合题意； D．OP段高度升高，质量不变，所以重力势能增大，故D不符合题意。 故选C。 （2）[2]A．图1中，电流从正极流出，经开关，从a流向b，所以电流方向是从a到b，故A不符合题意； B．导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向有关，当磁场方向相同是，电流反向，导体受力也会反向，故图1中cd边受到磁场作用力的方向与F的相反，故B不符合题意； C．把电源的正负极对调再接入电路，闭合开关，ab边的电流方向仍是从a到b，磁场方向没有发生变化，所以图2中，ab边受到磁场作用力的方向与F的相同，故C不符合题意； D．把电源的正负极对调再接入电路，闭合开关，cd边的电流方向仍是从c到d，与图2中ab电流方向相反，磁场方向没有发生变化，所以图2中，cd边受到磁场作用力的方向与F的相反，故D符合题意。 故选D。 三、实验题 10．下图是与电动机有关的四幅图： （1）甲图中，通电后导线ab从静止变为运动的原因是： 。此时该装置将电能转化为 能； （2）发现甲装置的原理后，我们会将导线ab改为线圈状，这样可以变导体的左右运动为线圈转动；同时我们还会增加线圈匝数（如图乙），这样做是为了 ； （3）在乙、丙、丁三幅图中，通电后线圈不能持续转动的是 图；有换向器结构的是 图； （4）实际的电动机采用的是 的结构，它的优点是 （说一条即可）。 【答案】 通电导体在磁场中受到力的作用 机械 见解析 乙 丁 丁图 见解析 【详解】（1）[1][2]图甲中，闭合开关后，导线ab有电流通过，有电流通过的导线ab在磁场中，受到力的作用，由静止变为运动，此过程将电能转化为导线ab的机械能。 （2）[3]图乙中，增加线圈匝数，相当于增强电磁铁的磁性，可增大线圈所受的磁场力。 （3）[4][5]图乙中，线圈由于惯性，转过平衡位置后，由于受力方向相反，转动减慢，到另一平衡位置时，由于受力受力平衡，不转动，图乙中，线圈不能持续转动；图丙中，通电后，线圈有电流通过时，受到磁场作用力，开始转动，转到右端引线未刮漆皮处，线圈无电流通过，由于惯性，仍继续转动，转动漆皮刮掉处，线圈有电流通，又继续转动，图丙中的线圈可持续转动；图丁中，铜半环E和F及电刷A和B，组成换向器，通电后，线圈转动，平衡位置时，由于惯性，继续转动，转过平衡位置后，换向器将线圈中的电流方向改变，于是线圈获得相同方向的受力，于是持续转动。所以有换向器的是丁图。 （4）[6][7]实际电动机有多个线圈，每个线圈都接在一对换向片上，可以保证每个线圈在转动过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。所以采用的是图丁的结构。 11．归纳式和演绎式探究通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与电流方向和磁场方向有关.在磁场中受力的大小与什么因素有关？小宇和同学们做了实验，数据记录如下表： 磁体 电流 长度 力 甲 0.1 1.0 1.0 甲 0.3 0.5 1.5 甲 0.1 2.0 2.0 乙 0.2 0.5 4.0 乙 0.2 1.0 8.0 乙 0.1 1.5 6.0 （1）分析表中数据，可以看出通电导体在磁场中受到力 ；其中的值不同磁体一般是 的.因此我们可以用这个值来表示磁场的磁感应强度，在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，符号是T. （2）请你计算一下，磁体甲的磁感应强度大小是 . （3）如图，长为、质量为的均匀金属棒的两端用两个完全相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直纸面向里的匀强磁场（强弱和方向处处相同）中.弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与电源相连，电路总电阻为.当电源电压为时，弹簧恰好不伸长.证明：匀强磁场的磁感应强度的大小是. 【答案】 IL 不同 见解析 【详解】(1)[1][2]由表中数据可知，对于甲磁体，每次实验得到的电流I与导体长度L的乘积再乘以0.01，等于导体在磁场中受到力的大小；对于乙磁体，每次实验得到的电流I与导体长度L的乘积再乘以0.04，也等于导体在磁场中受到力的大小．说明通电导体在磁场中受到力的大小等于电流I、导体长度L、某个定值的乘积，这个定值叫磁感应强度（B），不同的磁体磁感应强度不同，则通电导体在磁场中受到的力为： F=BIL； (2)[3]由F=BIL得B=，将表中甲磁体的一组数据带入，则磁体甲的磁感应强度大小是： B====． (3)[4]通电时，弹簧恰好不伸长，说明弹簧对金属棒没有作用力，此时金属棒受到的磁场作用力F与金属棒的重力G平衡，即F=G．因F=BIL、G=mg，I=，则： BIL=mg， BL=mg， 解得． 1．（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 【详解】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。 2．（2023·湖南长沙·中考真题）下图为玩具小汽车内直流电动机的结构简图，该电动机工作时将电能转化为 能和内能。如果想改变该直流电动机的转动方向，你可以采取的方法是 （写一条合理方法即可）。    【答案】 机械 改变电流方向 【详解】[1]电动机工作时，需要消耗电能，同时电动机转动，可知将电能转化为机械能。 [2]改变电动机的转动方向的有两种方法：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，改变磁场的方向。 3．（2024·广东·中考真题）将自制的电动机接入电路，如图所示，其中支架A是 （选填“导体”或“绝缘体”）。闭合开关，线圈开始转动，磁场对线圈 （选填“有”或“无”）作用力。仅调换磁体的磁极，线圈转动方向与原转动方向 。 【答案】 导体 有 相反 【详解】[1]支架A是铜或者铁这些金属制成的，容易导电，是导体。 [2]闭合开关，线圈开始转动，说明磁场对线圈有力的作用，使线圈运动状态发生改变。 [3]当仅仅调换磁体的磁极时，磁场方向改变，使线圈受力方向改变，所以线圈转动方向与原转动方向相反。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 三、磁场对电流的作用 电动机 目录 【A 夯基础】 1 一、磁场对电流的作用 概念综合辨析、填空 1 二、磁场对通电导体受力方向的影响因素 2 三、电动机有关概念、组成、原理辨析、填空 3 四、直流电动机的工作原理及其应用 4 五、安装直流电动机模型 8 六、作图题 10 七、实验题 11 八、综合题 14 【B 提能力】 16 【C 链中考】 21 一、磁场对电流的作用 概念综合辨析、填空 1．如图所示，把一根直导体ab放在蹄形磁体的磁场里，接通电源，让电流通过原来静止的导体ab，观察到导体ab ，说明通电导体在磁场里受到 的作用。 2．通电导体在磁场中受到力的作用，受力的方向跟 和 有关。如果这两者其中之一的方向改变，则力的方向 ，如果这两者的方向同时改变，则力的方向 。 3．关于通电导线在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向之间的关系，下列说法中错误的是（    ） A．只改变导线中的电流方向，导线的受力方向也会发生改变 B．只改变磁场方向，导线的受力方向也改变 C．同时改变电流方向和磁场方向，导线的受力方向改变 D．同时改变电流方向和磁场方向，导线的受力方向不改变 二、磁场对通电导体受力方向的影响因素 4．小周用如图所示的实验装置探究磁场对电流的作用。闭合开关S，原本静止的轻质硬直导体AB水平向右运动。要使导体AB水平向左运动，下列措施可行的是（　　）    A．将导体AB的两端对调 B．将磁体的N、S极对调 C．将变阻器的接线位置对调 D．将开关S的接线位置对调 5．在“探究让通电导线在磁场中动起来”的实验中（如图），下列说法不正确的是（    ） A．ab处应该接入电源 B．根据该原理可以制成电动机 C．同时改变磁场方向和电流方向，导体棒的运动方向要改变 D．导体棒在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关 6．如图所示，闭合开关，观察到金属棒向右运动。下列说法正确的是（    ） A．实验现象属于电磁感应现象 B．利用该现象可以制成发电机 C．仅将磁体的N、S极上下对调，金属棒将向左运动 D．滑动变阻器向左移动滑片，金属棒将向左运动 7．如图所示，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（　　） A．换用更细的铜棒 B．将磁体的N、S极对调 C．向右移动滑动变阻器的滑片 D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调 8．某同学研究磁场对通电导体的作用时，实验情景如图所示。由电源、开关、导体ab、磁铁、滑轨、滑动变阻器、导线组成闭合电路，导体ab置于蹄形磁体磁场中的滑轨上（导体ab的运动方向用箭头表示），观察导体ab的运动情况。下列说法中正确的（　　） A．由甲、乙两图可得通电导体在磁场中受力方向与电流方向有关 B．由甲、乙两图可得通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关 C．由甲、丙两图可得通电导体在磁场中受力方向与电流方向有关 D．由乙、丙两图可得通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关 9．如图所示，导体棒AB、CD水平放置在蹄形磁体的磁场中，都垂直于所在位置的磁感线，两个蹄形磁体的N极和S极标识都没有了。拉动AB向左移动时，发现CD向右移动，下列判断正确的是（　　） A．若拉动AB向右移动，则CD向右移动 B．若拉动AB向右移动，则CD向左移动 C．调换右边磁体上下磁极，拉动AB向左移动，则CD向右移动 D．调换右边磁体上下磁极，拉动AB向右移动，则CD向左移动 三、电动机有关概念、组成、原理辨析、填空 10．让线圈在磁场中转起来 (1)电动机的基本构造 电动机由两部分组成：能够转动的线圈，叫作 ；固定不动的磁体，叫作 。如图所示，A、B是电刷，其作用是与半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。E、F是 （两个半圆铜环），其作用是及时改变线圈中的电流方向，使线圈一直转动下去。 (2)电动机的工作原理：通电线圈在 中受力转动。 (3)能量转化： 转化为 。 11．直流电动机中，换向器的作用是当线圈转到 位置时，就能 改变线圈中 的方向，使线圈可以不停地转动下去。 12．关于电动机，下列说法错误的是（    ） A．电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的 B．电动机工作时将电能转化为机械能 C．电动机就是根据电流磁效应制成的 D．电动机工作时，电流做功要消耗电能 13．电动机在现代生产、生活中有广泛的应用。 （1）如图所示是电动机原理图，将通电线圈abcd置于磁场中，线圈的ab、cd边受到 ，使线圈转动起来； （2）某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的，遇到障碍时，只要按下倒车开关就能改变线圈中 来实现倒车。 四、直流电动机的工作原理及其应用 14．如图为直流电动机模型. （1）直流电动机的工作原理是 .电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠 来实现的 （2）若要改变电动机的转动方向，下列方法中可行的是 . A．同时改变电流方向和磁场方向 B．只改变电流方向或只改变磁场方向 C．使电动机线圈中的电流增大 D．使磁场增强 15．如图所示，图甲和图乙分别为直流电动机线圈在两个不同的时刻所处的位置，下列分析中正确的是（　　） A．导线ab中的电流方向在这两个时刻相同 B．导线ab在这两个时刻受到的磁场作用力方向不同 C．图乙中的线圈处在平衡位置上 D．由于具有惯性，线圈能持续转动 16．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． 17．图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，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。在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，则（　　） A．线圈在图示位置时，ab边受到磁场的作用力向下 B．线圈由图示位置转过180o时，电流沿dcba流过线圈 C．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下 D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下 18．如图甲，磁场对导体的力F竖直向下，用Fab、Fcd、Fa′b′和Fc′d′分别表示乙、丙中闭合开关时磁场对导体ab、cd、a′b′、c′d′的力，则（　　） A．Fab竖直向下，Fcd竖直向下 B．Fab竖直向上，Fcd竖直向下 C．Fa′b′竖直向上，Fc′d′竖直向下 D．Fa′b′竖直向下，Fc′d′竖直向上 19．如图甲是直流电动机模型，图乙是小明制作的一台简易电动机（线圈左侧轴的漆皮被刮去一半，线圈右侧轴的漆皮被全部刮掉）。下列说法中正确的是（　　） A．电动机是利用电流磁效应原理工作的装置 B．将图乙中金属支架的高度适当降低，线圈的转速会加快 C．将图甲中电源的正负极对调，线圈的转动方向不变 D．图乙中刮去一半漆皮的轴与图甲中换向器的作用相同，都是为了改变线圈中的电流方向 20．如图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（　　） A．螺线管 F 端为N极，P 端为S极 B．螺线管 F 端为S极，P 端为S极 C．若将电源的正、负极对调，从O点沿转轴观察，线圈仍顺时针转动 D．若将电源的正、负极对调，从O点沿转轴观察，线圈将逆时针转动 21．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 五、安装直流电动机模型 22．安装直流电动机模型时，要改变直流电动机的转动方向，可以（　　） A．改变电流大小 B．将磁体的N、S极对调 C．改变磁性强弱 D．将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调 23．如图，在老师的指导下，小明成功制作了一个简易电动机，通电后，电动机转了起来。若要改变电动机的转动方向，可以让小明（　　）    A．改变通电电流的大小 B．将电源的正负极对调 C．换用磁性更强的磁铁 D．增加电动机的线圈匝数 24．如图，小明用漆包线绕成线圈ABCD，将线圈一端（图中右端）的漆全部刮去，另一端（图中左端）刮去一半放上导体支架，连接干电池后线圈能转动起来（　　） A．这是一台发电机模型 B．CD边始终受到磁场力 C．AB、CD两边同时受磁场力 D．两端漆全部刮去转动会更快 25．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 26．如图所示，小明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．线圈两端（作为转轴）的漆皮应全部刮去，这样才可持续转动 C．转动过程中，CD边始终受方向不变的磁场力 D．线圈两端（作为转轴）的漆皮应一端全部刮去，另一端刮去半周，这样才可持续转动下去 27．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 六、作图题 28．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。 29．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）。 30．如图所示，通电的线圈abcd位于磁场中：①用箭头标出磁感线e的方向；②在O点画出cd段线圈所受磁场的作用力示意图。 31．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。 七、实验题 32．在“探究电动机为什么会转动”的实验中： (1)我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在 ，磁体会对通电导体产生力的作用。 (2)如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间。闭合开关前，导体ab ；闭合开关后，导体ab ，说明磁场对 导体有力的作用。 (3)断开开关，将图中磁体的N、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 ，说明通电导体在磁场中的受力方向与 有关。 (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ab的运动方向与对调前的运动方向 ，说明通电导体在磁场中的受力方向与 有关。 (5)如果同时改变磁场方向和电流方向， （选填“能”或“不能”）确定通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。 33．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。 34．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。 35．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，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 ； (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 。 A两端均刮下半周    B．一端刮上半周，一端刮下半周    C．一端全刮，另一端刮半周 36．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）为完成该实验探究，放在蹄形磁体磁场中的直导线EF不能选择下列哪种金属棒 ； A．铁棒    B．铜棒    C．铝棒 （2）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； （3）在乙图中，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力的方向是竖直向 （选填“上”或“下”）； （4）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。 37．如图所示，图甲是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图，小谦同学实际探究时，在电路上连接了一个滑动变阻器，实验记录如表： 实验序号 磁场方向 ab中电流方向 ab运动方向 1 向下 无电流 静止不动 2 向下 由a向b 向左运动 3 向上 由a向b 向右运动 4 向下 由b向a 向右运动 （1）小谦在电路中接入滑动变阻器的作用是 。 （2）比较实验2和3，说明通电导线在磁场中受力方向与 有关，比较实验 说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。 （3）小谦通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法 。 八、综合题 38．阅读材料，回答问题 秧BOT 蛇年春晚《秧BOT》节目中，由宇树科技自主研发的一群穿着花棉袄的机器人，扭起了秧歌变换队形、舞动身体，多角度转手绢，引发热议。 该款人形机器人，配备了多达23至43个关节电动机，这类关节电动机有别于传统的有刷电动机，是利用直流无刷电动机进行驱动的，再搭配AI技术实现全身运动控制，能够实现单腿跳跃、原地360度转身等复杂动作。 直流无刷电动机的内部结构如图所示，中间的永磁体可绕中心自由转动，三个螺线圈互成120度夹角固定在电动机外壳内部，它们通电可以产生磁场。 (1)直流无刷电动机能够转动，是 在通电线圈产生的磁场中受到力的作用。 (2)为了使直流无刷电动机转动效果更好，应该对三个螺线圈中的 个螺线圈通电。 (3)为驱动下图中的直流无刷电动机顺时针转动，此时通电方案最合理的是________。 A． B． C． D． 39．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． 一、单选题 1．如图甲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abcd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 C．图乙中，线圈由图示位置转动180°时，ab边受力方向改变 D．电动机在工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能 2．如图所示，放在磁场中的闭合矩形线圈abcd在外力的作用下，使线圈自图示位置（即线圈平面平行磁感线位置）开始绕OO'逆时针匀速转动，在图示位置电流沿着abcd流过线圈，下列说法正确的是（　　）    A．该装置的工作原理是磁场对通电导体有力的作用 B．线圈由图示位置转过180°时，电流还沿着abcd流过线圈 C．线圈在转动的过程中，将机械能主要转化为电能 D．线圈在转动的过程中，其一定不受磁场力的作用 3．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 4．下图中标出了磁感应强度 B、电流 I 和其所受磁场力 F 的方向，正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   5．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 6．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 二、填空题 7．如图所示，一轻杆左端挂矩形塑料框A，右端挂一外形相同的金属框B，处在一方向垂直纸面向里的磁场区域（用“×”表示磁感线）内，以O为支点在水平位置静止。现使此装置竖直匀速上升，当A、B框上端刚离开磁场时，发现杆沿顺时针方向转动，请你分析并推测此现象产生的原因： ；若将磁场方向改为垂直纸面向外，重复上述操作，杆将沿 （选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动。 8．电动机在我们的生活中扮演越来越重要的角色，大到电动汽车的应用，小到玩具电动汽车，无处没有它的身影。如图1为一玩具直流电动机，根据我们所学回答与之有关的问题： (1)直流电动机的工作原理是 ，它在工作时把 能转化为 能； (2)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”“不变”）； (3)小明在学了电动机知识后，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 （选填“半周”“全部”）； (4)按图3的电路把灯泡、电动机接入电路，观察到电机转起来，同时灯泡发光。如果用手指捏住玩具电动机的转轴使其转动变慢最后完全停下来，灯泡的亮度将变 （选填“亮”“暗”），通过电动机的电流将 （选填“变大”“不变”“变小”）。 9．用电动机竖直提升重物。      （1）图1中重物上升过程经过M、N、O、P点，其速度在MN段不断增大，在NO段不变，在OP段不断减小，忽略空气阻力，则重物在( ) A．MN段动能不变                                B．MN段机械能不变 C．NO段机械能增大                               D．OP段重力势能减小 （2）图1中ab边所受磁场的作用力为F。把电源的正负极对调再接入电路，闭合开关，线圈abcd转至图2所示位置，则( ) A．图1中流过ab边的电流方向是从b到a B．图1中cd边受到磁场作用力的方向与F的相同 C．图2中ab边受到磁场作用力的方向与F的相反 D．图2中cd边受到磁场作用力的方向与F的相反 三、实验题 10．下图是与电动机有关的四幅图： （1）甲图中，通电后导线ab从静止变为运动的原因是： 。此时该装置将电能转化为 能； （2）发现甲装置的原理后，我们会将导线ab改为线圈状，这样可以变导体的左右运动为线圈转动；同时我们还会增加线圈匝数（如图乙），这样做是为了 ； （3）在乙、丙、丁三幅图中，通电后线圈不能持续转动的是 图；有换向器结构的是 图； （4）实际的电动机采用的是 的结构，它的优点是 （说一条即可）。 11．归纳式和演绎式探究通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与电流方向和磁场方向有关.在磁场中受力的大小与什么因素有关？小宇和同学们做了实验，数据记录如下表： 磁体 电流 长度 力 甲 0.1 1.0 1.0 甲 0.3 0.5 1.5 甲 0.1 2.0 2.0 乙 0.2 0.5 4.0 乙 0.2 1.0 8.0 乙 0.1 1.5 6.0 （1）分析表中数据，可以看出通电导体在磁场中受到力 ；其中的值不同磁体一般是 的.因此我们可以用这个值来表示磁场的磁感应强度，在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，符号是T. （2）请你计算一下，磁体甲的磁感应强度大小是 . （3）如图，长为、质量为的均匀金属棒的两端用两个完全相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直纸面向里的匀强磁场（强弱和方向处处相同）中.弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与电源相连，电路总电阻为.当电源电压为时，弹簧恰好不伸长.证明：匀强磁场的磁感应强度的大小是. 1．（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 2．（2023·湖南长沙·中考真题）下图为玩具小汽车内直流电动机的结构简图，该电动机工作时将电能转化为 能和内能。如果想改变该直流电动机的转动方向，你可以采取的方法是 （写一条合理方法即可）。    3．（2024·广东·中考真题）将自制的电动机接入电路，如图所示，其中支架A是 （选填“导体”或“绝缘体”）。闭合开关，线圈开始转动，磁场对线圈 （选填“有”或“无”）作用力。仅调换磁体的磁极，线圈转动方向与原转动方向 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $