第3节 通电导线在磁场中受到的作用力（高效培优讲义）物理新教材沪科版（五四学制）九年级下册

本初中物理讲义聚焦“通电导线在磁场中受到的作用力”核心知识点，从磁场对通电导体的作用实验切入，探究受力方向与电流、磁场方向的关系，进而延伸至电动机工作原理及换向器作用，构建从基础实验到实际应用的完整学习支架。 该资料以科学探究为核心，通过通电直导线运动、扬声器原理等实验设计培养科学思维，结合新能源汽车、电磁弹射器等实例深化运动与相互作用观念及能量转化认知，分层设置能力培优与中考链接练习，助力课中高效教学与课后精准查漏补缺。

第3节 通电导线在磁场中受到的作用力 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 磁场对通电导体的作用 1 题型2 通电导线在磁场中的受力方向的影响因素 4 题型3 电动机的工作原理 10 【能力培优练】 15 【链接中考】 25 【重难题型讲解】 题型1 磁场对通电导体的作用 1、通电直导线置于磁场中的实验探究：如图所示，将直导线 ab 放在两根平行的导体轨道上，并静置于蹄形磁体中间，导体轨道与电源、开关串联。闭合开关接通电路，观察直导线 ab 是否运动。 实验中观察到直导线 ab 通电后由静止变为运动，说明通电导线在磁场中受到了力的作用。 2、磁场对通电导线的作用：通电导线在磁场中会受到力的作用（通电导线在磁场中受到磁力的作用，发生运动）。磁力的方向和电流方向、磁场方向有关。 3、磁场对通电线圈的作用 （1）通电线圈在磁场中受力会发生转动，但不能持续转动。 （2）如果不能使通过线圈的电流发生改变，通电线圈则不能持续的转动下去。 【探究归纳】磁场对通电导体会产生力的作用（即安培力），该力的方向与磁场方向、电流方向均垂直（可用左手定则判断）。 【典例1-1】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。 【典例1-2】白炽灯是一种电流通过灯丝，灯丝发热发光的家庭照明电器，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝抖动，说明 对 有力的作用。 【答案】 磁场 通电导体 【详解】[1][2]因通电导体在磁场中受力的作用，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝时，灯泡中有电流通过（且是交流电），所以灯丝会受到磁场力的作用，并且方向时刻改变，故灯丝会抖动。 跟踪训练1如图，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力。以下实验与电磁弹射器工作原理一致的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动； A．图中是奥斯特实验，表明通电导线周围和永磁体周围一样都存在磁场，故A不符合题意； B．图中实验是探究通电螺线管磁性强弱与线圈匝数的关系，故B不符合题意； C．图中没有电源，是探究感应电流产生的原因，即电磁感应现象，故C不符合题意； D．图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射器工作原理相同，故D符合题意。 故选D。 跟踪训练2在2024年5月份，太阳发出的太阳风暴是自2003年以来影响地球最强烈的一次。如图所示，太阳风是从太阳发出的带电粒子流。地磁场可以使大部分带电粒子流在经过地球时发生 （选填“偏转”或“不偏转”），从而保护地球，原因是 。 【答案】 偏转 见解析 【详解】[1][2]地球本身是一个大磁体，地球的周围存在磁场，带电粒子流经过地球时会形成电流，受到地磁场力的作用而发生偏转。 题型2 通电导线在磁场中的受力方向的影响因素 1、探究磁场对通电导线的作用 实验器材：马蹄磁铁，导线，导轨，电源，开关 实验步骤： （1）把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线，会发现导线会运动，说明通电导线在磁场中受到力的作用。 （2）把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线的电流方向与原来相反，观察这时导线的运动方向。 （3）保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极，使磁场的方向与原来相反，观察这时导线的运动方向。 （4）同时改变电流的方向与磁场的方向，观察这时导线的运动方向；由此实验可以验证通电导线在磁场中 受到力的作用及受力的方向与电流方向、磁场方向的关系。 实验结论：通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系。当电流 的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。如果同时改变电流的方向和磁感 线的方向，通电导线受力的方向不变。 2、影响通电导体在磁场中所受磁场力大小的因素：通电导体在磁场中要受力而运动，通电导体在磁场中所受磁场力的大小与通过导体的电流大小和磁场的强弱有关，通过导体的电流越大，磁场越强，导体受到的磁场力就越大。 3、动圈式扬声器和耳机构造如图：永久磁体、线圈、锥形纸盆。 （1）原理：通电导体在磁场中受力。 （2）工作过程：扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，使得在一个瞬间和下一个瞬间产生不同方向的磁场，线圈就不断地来回振动，纸盆也就振动起来，便发出了声音。 （3）话筒把声信号转化为电信号，扬声器把电信号转化为声信号；话筒中机械能转化为电能，扬声器中电能转化为机械能。 【探究归纳】磁场对通电导体会产生力的作用，且力的大小与电流大小、磁场强弱、导体在磁场中的有效长度相关，此现象实现了电能向机械能的转化，是电动机工作的核心原理。 【典例2-1】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。 【典例2-2】如图所示，两根绝缘细线吊着一根铜棒，空间存在垂直纸面的匀强磁场，铜棒中未通过电流时，铜棒在拉力和 力的作用下保持平衡；若此时铜棒通向右的电流时两线上拉力大小均为，不改变电流大小，将电流方向改为向左时两线上的拉力大小均为，且，两次磁场力的大小相同，则铜棒所受磁场力大小为 （用F1、F2表示磁场力大小）。 【答案】 重 【详解】[1]铜棒中未通过电流时，铜棒受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力的作用，铜棒在拉力和重力的作用下保持平衡。 [2]设铜棒的重力为G，磁场力的大小为F，依据题意和力的平衡条件可得……① 当电流反向时，两线上的拉力大小均为，且，说明磁场力变为竖直向下，此时同样根据导体棒受力平衡有……② 由①和②可得铜棒所受磁场力。 【典例2-3】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 （铁棒/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。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 ，理由是：磁场方向相同， 方向相反。这两个力 （是/不是）一对平衡力。 (3)如图丙，小明自制了一个电动机，为了使线圈持续转动，下图中四种不同方式刮漆（标黑色部分表示未刮漆），通电后线圈能持续转动的是 图；这种方法刮漆，线圈在平衡位置附近时会 （选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”）。 【答案】(1) 电源 铝棒 (2) 竖直向上 电流 不是 (3) D 切断线圈中的电流 【详解】（1）[1]实验是利用如图所示的装置研究“磁场对通电直导线的作用”，即导线中必须有电流，所以在M、N间应接电源，使导线中有电流通过。 [2]探究磁场对电流作用时，因为磁体能够吸引磁性材料，因此通电导体不能为磁性材料，故不能选择铁棒进行实验，而选择铝棒。 （2）[1][2]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段导线与cd段导线所在位置的磁场方向相同，电流方向相反，所以受到磁场力的方向相反，是竖直向上的。理由是：磁场方向相同，电流方向相反。 [3]平衡力的特点是大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一条直线上。这两个力不是一对平衡力，因为这两个力不作用在一条直线上。 （3）[1]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，故通电后线圈能持续转动的是D图。 [2]将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周的作用是当线圈刚转过平衡位置时，切断线圈中的电流，通过线圈的惯性转动半周，从而保证了线圈持续的转动下去。 跟踪训练1图甲是扬声器的构造侧面示意图，图乙是扬声器的磁体和线圈正面示意图，N、S分别代表环形磁铁的北极和南极。当线圈接通电时，线圈受到磁铁的作用而向内运动。下列选项中通电线圈受到磁铁的作用运动情况正确的是（未画出磁感线）（　　） A．线圈受到磁铁的作用而向内运动 B．线圈受到磁铁的作用而向内运动 C．线圈受到磁铁的作用而向内运动 D．线圈静止不动 【答案】B 【详解】A．选项图与图乙相比，电流方向不变，N、S极对调，即磁场方向改变，因此线圈受力方向与图乙相反，故线圈受到磁铁的作用而向外运动。故A错误； B．选项图与图乙相比，电源正负极对调，即电流方向相反，N、S极对调，即磁场方向改变，因此线圈受力方向与图乙相同，故线圈受到磁铁的作用而向内运动。故B正确； CD．选项图与图乙相比，电源正负极对调，即电流方向相反，N、S极不变，即磁场方向不变，因此线圈受力方向与图乙相反，故线圈受到磁铁的作用而向外运动，线圈不会静止不动。故CD错误。 故选B。 跟踪训练2图为一个动圈式扬声器的结构示意图，当某一瞬间通过其线圈的电流如图所示时，线圈的右端为 极，跟永久磁体相互作用，带动锥形纸盆运动起来；当电流方向改变时，线圈的运动方向将 （选填“改变”或“不变”）。 【答案】 S 改变 【详解】[1]根据安培定则（右手螺旋定则），用右手握住线圈，让四指指向电流的方向，大拇指所指的那端就是线圈的N极。由图中电流方向可知，大拇指指向左端，线圈的左端为N极，右端为S。 [2]动圈式扬声器的工作原理是通电线圈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，当电流方向改变时，线圈的受力方向改变，所以运动方向将改变。 跟踪训练3在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中，小亮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）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 有力的作用； （2）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 ，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关； （3）小亮通过科学猜想并进行实验验证，证明了通电导体在磁场中的受力方向还与 有关； （4）试验时小亮应该选 （选填“铁棒”或“铜棒”）做材料制成导体棒ab。 【答案】 通电导体 相反 电流的方向 铜棒 【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，向左运动，这说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。 （3）[3]小亮通过科学猜想并进行实验验证，如将图中电源的正、负极对调，电流的方向发生了变化，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，这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] 实验中，磁场对通电导体的作用是用导体棒是否运动来体现的，为使实验顺利进行导体ab应该用不被磁铁吸引的铜棒。 题型3 电动机的工作原理 1、电动机 电动机构造 转子—转动的线圈；定子—固定不动的磁体 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 线圈在磁场中的转动 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 换向器 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 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 2、使电动机线圈连续转动的方法 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。 电动机工作的原理示意图： 3、电动机优点：有效率高、噪声小等优点，被广泛应用于工业、交通运输、家用电器等领域，并且随着技术的进步，电动机的应用会越来越广泛。 【归纳总结】电动机是利用 “磁场对通电线圈有力的作用”的原理工作的装置，主要由定子（提供磁场）、转子（线圈）和换向器组成，工作时将电能转化为机械能，广泛应用于各类用电器中。 【典例3-1】下列实验装置能体现电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。 A．开关闭合后，通电导体受到磁场的作用，可以在导轨上运动，将电能转化为机械能，这符合电动机的工作原理，故A符合题意； B．电源、开关、滑动变阻器、定值电阻和电流表串联，电压表并联在定值电阻两端，此实验为测量定值电阻的阻值或探究电流与电压、电阻关系的实验，故B不符合题意； C．闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生电流，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故C不符合题意； D．闭合开关，通电螺线管中有电流流过时，会产生磁性，吸引悬挂的铁块，利用的是电流的磁效应，通过滑动变阻器改变电路中的电流，观察悬挂的铁块弹簧的伸长量判断磁性的强弱，可以研究电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系，故D不符合题意。 故选A。 【典例3-2】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 【详解】[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。 【典例3-3】小金做了一个如图所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒ab水平向右移动，发现导体棒cd也随之运动起来，在此实验中： （1）利用装置乙，把导体cd换成线圈，就可以制成直流电动机，直流电动机的工作原理是 。在cd棒运动过程中，是将电能转化成 能。直流电动机工作时，能够使线圈持续不停地转动下去是靠 这一结构来实现的。 （2）某些公交车上安装的“车窗爆破器”的工作原理是：当爆破器中的线圈有电流通过时，爆破器中的“钨钢头”会产生一个瞬间的冲击力。如图装置中 （选填“甲”或“乙”）部分的工作原理与“车窗爆破器”的相似。 （3）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 C．只改变磁场方向        D．增强磁场 【答案】 通电线圈在磁场中受力转动 机械 换向器 乙 BC 【详解】（1）[1][2]直流电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，是将电能转化成机械能。 [3]在电动机工作过程中，为了使线圈在磁场中能够连续转动，必须使用由二个彼此绝缘的金属半圆环与电刷连接。这二个彼此绝缘的金属半圆环叫做换向器，它的作用是当线圈由于惯性转过平衡位置时能及时改变电流的方向，使得线圈持续转动。 （2）[4]公交车上安装的“车窗爆破器”的工作原理是：当爆破器中的线圈有电流通过时，爆破器中的“钨钢头”会产生一个瞬间的冲击力是将电能转化为机械能，是利用通电导体在磁场中受到力的作用，故图乙部分与这一过程是相似的。 （3）[5]A．同时改变电流方向和磁场方向，电动机的转动方向不变，故A不符合题意； BC．只改变电流方向或只改变磁场方向，电动机的转动方向改变，故BC符合题意； D．电动机的转动方向与磁场的强弱无关，故D不符合题意。 故选BC。 跟踪训练1如图所示，下列说法正确的是（    ） A．利用图甲的实验结论可以解释电铃的工作原理 B．图乙装置可用来探究发电机工作的原理 C．图丙装置可用来探究条形磁铁周围磁场的方向 D．在图丁的装置中，当夹子向左移动时，灯泡会变的越来越暗 【答案】A 【详解】A．图甲通常是演示电流磁效应的实验装置，闭合开关，通电导线周围产生磁场，使小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场。电铃是利用电流的磁效应工作的，所以利用图甲的实验结论（通过电流有磁性，断电时无磁性）可以解释电铃的工作原理，故A正确； B．图乙电路中有电源，该图是通电导体在磁场中受力的实验，利用此装置原理制造了电动机，故B错误； C．由丙图可知，条形磁体两端的磁性最强，中间的磁性最弱，不能看到磁场的方向，故C错误； D．图丁装置中，夹子和铅笔芯组成滑动变阻器，当夹子向左移动时，铅笔芯接入电路的长度变短，电阻变小。根据欧姆定律可知，电源电压不变，电路的总电阻变小，电路中的电流变大，所以灯泡的实际功率变大，灯泡会变得越来越亮，故D错误。 故选A。 跟踪训练2请结合图甲、乙回答下列有关电动机工作过程的问题。 (1)电动机的工作原理是磁场对 有力的作用。图甲中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 。 (2)图乙中线圈所在的位置 （选填“是”或“不是”）平衡位置，图中A、B组成的装置叫 ，它的作用是在线圈 （选填“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 。 【答案】(1) 通电线圈 电流方向不同 (2) 是 换向器 刚转过 机械能 【详解】（1）[1][2]电动机的工作原理是磁场对通电导体（或流）有力的作用。图甲中，线圈左右两边框 ab、cd 的受力方向相反，原因是两边电流方向相反。 （2）[1][2][3][4]图乙中，线圈平面与磁感线垂直，这个位置叫做平衡位置（因为此时两边受力大小相等、方向相反且在同一直线上，合力为零）。图中 A、B 组成的部件叫做换向器。它的作用是在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。电动机工作时把电能转化为机械能。 跟踪训练3如图所示，使线圈位于两磁极间，请你看图回答下列问题：    ①通电后，图1中ab段导线的电流方向是 （选择“由a到b”、“由b到a”）； ②图1中ab段导线受磁场力的方向向上，用箭头标示出图3中ab段导线所受磁场力的方向； 线圈转过图2所示位置，用 （填写一种器材名称）可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈，这是因为导体在磁场中运动的方向与 方向有关； ③若把图1中的电源换为电阻，快速转动线圈，电阻发热，此过程机械能先转化为 能再转化为 能。 【答案】 由a到b 换向器 电流 电 内 【详解】（1）[1]由于电流从电源的正极出发，故此时图1中ab的电流方向是由a到b。 （2）[2][3]导体在磁场中受力的方向与电流方向有关，据图2能看出，再向下转动，磁场力会阻碍线圈运动，故此时必须改变线圈中的受力方向，所以可以通过换向器改变线圈中的电流方向使得线圈持续顺时针转动。 （3）[4][5]若把图2中的电源换为电阻，快速转动线圈，此时相当于一个发电机，即能产生电能，故是将机械能转化为电能的过程，同时电阻发热，这是电流的热效应，该过程是将电能转化为内能的过程。 【能力培优练】 1．某科技小组的同学用金属丝、铁芯、螺线管、电源自制了一个电磁铁，如图所示，螺线管产生的磁场使小磁针静止在如图所示状态。下列判断正确的是（　　） A．通电螺线管的右侧是S极 B．电源右端为正极 C．把小磁针取走后，通电螺线管周围的磁场仍存在 D．利用图中原理制成了电动机 【答案】C 【详解】AB．小磁针左侧是N极，根据异名磁极相互吸引得到通电螺线管的左侧是S极，右端是N极，由安培定则可知电流从螺线管的左端流入，所以电源的左端是正极，故AB错误； C．通电螺线管周围存在磁场，把小磁针取走，磁场依然存在，故C正确； D．电磁铁是利用电流的磁效应，电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用，不能利用图中原理制成了电动机，故D错误。 故选C。 2．小珠自制了一个扬声器，如图所示，塑料桶底部紧密粘贴着线圈，线圈上方放置一个强磁体，在线圈中通入方向不断改变的电流后，塑料桶振动发声。下列说法正确的是（　　） A．强磁体周围的磁感线是真实存在的 B．将一个小磁针靠近强磁体，它静止时南极所指方向为该点磁场方向 C．磁场对线圈的力的方向随电流方向的改变而改变 D．该扬声器与发电机的工作原理相同 【答案】C 【详解】A．磁体周围的磁感线是假想的，故A错误； B．小磁针静止时，N（北）极所指的方向为该点的磁场方向，故B错误； CD．在线圈上方放置一个强磁铁用来产生磁场，在线圈中通入交变电流后，通电线圈在磁场中受力运动，将电能转化为机械能，带动纸杯振动发声，这与电动机的原理相同；通电线圈在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关，所以磁场对线圈的力的方向随电流方向改变而改变，故C正确，D错误。 故选C。 3．如图所示，下列说法正确的是（　　） A．甲图中电源右端是负极，小磁针的A端是N极 B．乙图中该电流一定时，匝数越多磁性越弱 C．丙图中当水位升高到B时，红灯会发光报警 D．丁图中模型的原理是通电导体在磁场中受力 【答案】C 【详解】A．甲图螺线管的左端为N极，右端为S极，根据磁极间相互作用的规律，A端为S极，根据安培定则，电流应从右端流入，故右端为电源的正极，故A错误； B．电磁铁的磁性与电流大小、线圈匝数有关，乙图中该电流一定时，匝数越多吸引的大头针越多，表明磁性越强，故B错误； C．丙图中当水位升高到B时，控制电路被接通，电磁铁将衔铁吸下，红灯被接通，红灯会发光报警，故C正确； D．丁图中模型的原理是导体切割磁感线产生感应电流，为电磁感应现象，属于发电机的原理，故D错误。 故选C。 4．如图所示，下列描述正确的是（　　） A．图甲，描述的是同名磁极间的磁感线 B．图乙，地球是一巨大的磁体，它的磁场分布与如图放置的条形磁铁相似 C．图丙，放在通电螺线管上方的小磁针静止时，小磁针左侧为N极 D．图丁，该实验装置能够说明发电机的原理 【答案】C 【详解】A．由于磁体的外部，磁感线总是从磁体的N极出发，回到S极，图中为两个N极，所以磁感线都是指向外的，故A错误； B．地球本身是一个巨大的磁体，地球周围的磁场叫做地磁场，它的磁场分布与条形磁铁相似，但磁铁的北极在地理南极附近，故B错误； C．电流是从螺线管的左端流入右端流出，利用安培定则可以确定螺线管的左端为S极，右端为N极，根据同名磁极相互排斥知，小磁针的左端是N极，故C正确； D．图中有电源，演示的是通电导体在磁场中受力的作用，是电动机原理图，故D错误。 故选C。 5．如图所示是一款磁悬浮蓝牙音箱，可实现与手机的无线信息传递。底座通电后，上面的磁体音箱就会在底座产生的磁场作用下悬浮起来。下列说法不正确的是（       ） A．音箱悬浮利用了同名磁极相互排斥 B．可以通过调节底座电流控制音箱的高度 C．音箱悬浮时在竖直方向受到两个力的作用 D．底座通电后能产生磁场，与电动机的工作原理相同 【答案】D 【详解】A．音箱悬浮时处于平衡状态受力平衡，它受到竖直向下的重力和竖直向上的磁场的作用力，是一对平衡力，故A正确，不符合题意； B．底座电流变化会改变电磁铁的磁性强弱，从而改变对音箱的斥力大小，斥力变化会导致音箱悬浮高度改变，故B正确，不符合题意； C．音箱悬浮时处于平衡状态受力平衡，它受到竖直向下的重力和竖直向上的磁场的作用力，故C正确，不符合题意； D．底座通电后能产生磁场是电流的磁效应，而电动机的工作原理通电导体在磁场中受力的作用，二者原理不同，故D错误，符合题意。 故选D。 6．关于如图所示的电和磁知识，下列描述错误的是（    ） A．图甲中自制电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的 B．图乙说明电流周围存在磁场 C．图丙中电风扇可以将电能转化为机械能 D．图丁中地磁场周围的磁感线是真实存在的 【答案】D 【详解】A．图甲中有电源，通电后导体中有电流流过，自制电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的，故A正确，不符合题意； B．图乙为奥斯特实验，通电后小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场，故B正确，不符合题意； C．图丙中电风扇内有电动机，可以将电能转化为机械能，故C正确，不符合题意； D．图丁中地磁场周围的磁场是真实存在的，磁感线不是真实存在的，磁感线是人们建立的物理模型，故D错误，符合题意。 故选D。 7．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 【详解】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。 8．小应自制了一个直流电动机模型，如图所示。回形针做成两个支架，分别与电池两极相连。用漆包铜线绕成一个线圈，以线圈引线为轴，用小刀刮去轴的一端全部绝缘漆，另一端只刮去上半周绝缘漆。将线圈放在支架上，磁体放在线圈边，闭合开关，轻轻拨动线圈，此时线圈顺时针转动，则下列说法错误的是（    ） A．若仅改变磁极方向，线圈会逆时针转动 B．若再增加一节干电池，线圈转动速度加快 C．刮去上半周绝缘漆，作用相当于换向器 D．工作时将机械能转化为电能 【答案】D 【详解】A．电动机转动方向与电流、磁场方向有关，改变磁极方向（磁场方向改变），线圈会逆时针转动，故A正确，不符合题意； B．增加一节干电池，电流增大，线圈受力增大，转动速度加快，故B正确，不符合题意； C．刮去上半周绝缘漆的设计，作用相当于换向器，使线圈持续转动，故C正确，不符合题意； D．直流电动机工作时是电能转化为机械能，而非机械能转化为电能，故D错误，符合题意。 故选D。 9．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 【详解】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。 10．利用图甲装置“观察磁场对通电直导线的作用”，在M、N之间接入电源，通电后轻质铝棒AB向左运动，若只调换磁体的N、S极，通电后铝棒AB将向 运动；图乙中，不改变线圈中的电流方向，线圈 （能/不能）持续转下去。 【答案】 右 不能 【详解】[1]导体受力方向与电流方向及磁场方向有关。在M、N之间接入电源，通电后轻质铝棒AB向左运动，若电流的方向不变，只调换磁体的N、S 极，改变磁场的方向，通电后铝棒AB的受力方向也发生改变，故将向右运动。 [2]由图乙知，线圈越过了平衡位置以后，由于不改变线圈中的电流方向，ab受到竖直向上的磁场力作用，cd受到竖直向下的磁场力作用，且两个力的大小相等，作用效果相互抵消，因此线圈不会持续转下去。 11．电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。如图所示，在做让线圈转起来的实验中，将线圈两端引线的漆皮的一端全部刮掉，另一端只刮半周，其作用与直流电动机中 （填结构名称）的作用相同。线圈通电后是沿顺时针转动，若将电源两极对调，线圈的转动方向为 （选填“顺时针”或“逆时针”），除此之外，还可以通过改变 的办法，来改变电动机转动方向。 【答案】 换向器 逆时针 对调磁极 【详解】[1]电动机能连续转动是利用了换向器使线圈在平衡位置自动改变线圈中的电流方向，在做让线圈转起来的实验中，将线圈两端引线的漆皮的一端全部刮掉，另一端只刮半周，其目的就是让线圈持续转动，所以其作用与直流电动机中换向器的作用相同。 [2][3]电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动。磁场对其有力的作用，力的方向与两个因素有关：一是电流方向，二是磁场方向。两者有任何一个因素发生改变，导体运动方向就会发生改变，所以线圈通电后是沿顺时针转动，若将电源两极对调，线圈的转动方向为逆时针，除此之外，还可以通过对调磁极的办法，来改变电动机转动方向。 12．如图所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，螺线管E端为 （选填“N”或“S”）极，若将电源的正负极对调，从O点沿转轴观察，线圈将 （选填“顺时针转动”或“逆时针转动”）。 【答案】 N 顺时针转动 【详解】[1]由图可知，电流从螺线管E左端流入，F端流出，根据安培定则可判断出螺线管的E端为N极。 [2]因为电动机中通电线圈的转动方向与电流方向和磁场方向有关，只改变其中一个因素，转动方向改变；若同时改变电流方向和磁场方向，转动方向不变。将电源的正负极对调，根据安培定则，两个螺线管的磁极改变，F端为N极，P端为S极，磁场方向改变；线圈中的电流方向也改变，即磁场方向和电流方向同时改变，所以线圈的转动方向不变，仍顺时针转动。 13．我国磁悬浮技术世界领先，图1为常导磁吸悬挂式列车，原理如图2，图2中通电螺线管的下端为 极（选填“N”“S”）：根据图3，判定图2中a接电源的 极（选填“正”“负”）。图4为列车推进的原理图，线框abcd通有电流，ad边处于方向垂直纸面向里的磁场中，受到向右的磁场力；bc边处于方向 （选填“垂直纸面向里”“垂直纸面向外”“沿纸面向右”）磁场中，也受到向右的磁场力：列车前进过程中，实现的能量转化是 能转化 能。 【答案】 S 正 垂直纸面向外 电 动 【详解】[1]根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的原理可知，常导磁吸悬挂式列车，须异名磁极相互吸引，所以通电螺线管的下端应为S极。 [2]图3中，小磁针的S极指向上方，异名磁极互相吸引，因此通电螺线管的下端为N极，根据安培定则可知，图2中通电螺线管中的电流应从通电螺线管的下端流入，所以判定图2中a为正极。 [3]通电导体在磁场中受到的力的作用的方向与电流方向和磁场方向有关，由题意可知，ad边处于方向垂直纸面向里的磁场中，受到向右的磁场力，而bc边中的电流方向与ad边中的电流方向相反，想要受到方向相同的磁场力，则磁场方向要与ad边所在的磁场的方向相反，所以可知bc边处于方向垂直纸面向外的磁场中。 [4][5]列车前进过程中，消耗了电能，得到了动能，故电能转化为动能。 14．探究磁场对电流的作用装置如图：    （1）此装置与 （填“电动机”或“发电机”）的工作原理相同； （2）闭合开关，发现导体向左运动，能使导体向右运动的是 （选填所有符合要求的选项序号）。 ①将蹄形磁体的磁极对调   ②将连接电源正负极的导线对调  ③将滑动变阻器的滑片向左调 【答案】 电动机 ①② 【详解】（1）[1]闭合开关后，会发现导体棒运动，说明通电导体在磁场中会受力运动，这是电动机的工作原理。 （2）[2] 通电导体在磁场中会受力运动，且受力的方向与磁场的方向和电流的方向有关，故要使导体改为向右运动，可以将蹄形磁体的磁极对调，也可以将连接电源正负极的导线对调，调节滑动变阻器的滑片可以改变电流大小从而改变受到的磁场力的强弱。故选①②。 15．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。 【链接中考】 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．（2025·甘肃兰州·中考真题）图甲是某蔬菜大棚里使用的一种温度自动报警器，在温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指温度时，扬声器响起，发出报警信号。下列说法错误的是（    ） A．动圈式扬声器的工作原理与图乙所示原理相同 B．温度低于金属丝下端所指温度时，电磁铁断电失去磁性，衔铁被释放，扬声器停止报警 C．温度计与金属丝相当于控制电磁铁的开关，实现了高温自动化报警 D．煤油可用作自动报警器温度计中的工作液体 【答案】D 【详解】A．图乙所示原理和扬声器都是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的，故A正确，不符合题意； B．温度低于金属丝下端所指温度时，电路断路，线圈中没有电流通过，衔铁被释放，扬声器停止报警，故B正确，不符合题意； C．温度升高时，水银柱上升，与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，使触点接触，右侧电路接通，电铃发出报警信号，故C正确，不符合题意； D．煤油是绝缘体，不能用煤油温度计来做开关，故D错误，符合题意。 故选D。 3．（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 【详解】[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 4．（2025·湖北武汉·中考真题）如图所示是直流电铃的原理图。衔铁与弹性片相连，自然情况下弹性片是和螺钉接触的。 (1)闭合开关，电磁铁A端为 极，电磁铁吸引衔铁，敲击铃碗发声，此时电路中 电流通过，接着弹性片又和螺钉接触，如此往复。 (2)下列装置中和电铃一样也用到了电磁铁的是 （填序号）。 ①电磁起重机②小小电动机③电磁继电器 【答案】(1) N 没有 (2)①③ 【详解】（1）[1]安培定则内容为：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。标出右边电磁铁中电流方向，如下图所示： 用右手握住电磁铁，使四指指向电流的方向，则大拇指指向A端，所以A端为N极。 [2]当电磁铁吸引衔铁时，弹性片与螺钉分离，此时电路处于断路状态，所以电路中没有电流通过。接着弹性片又和螺钉接触，电路又形成通路，如此往复。 （2）①电磁起重机是利用电磁铁来搬运钢铁材料的装置，通电时，电磁铁有磁性，能吸引钢铁材料；断电时，电磁铁失去磁性，钢铁材料就会落下，所以电磁起重机用到了电磁铁，故①符合题意； ②电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的，没有用到电磁铁，故②不符合题意； ③电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的开关，当控制电路接通时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使工作电路闭合；当控制电路断开时，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的作用下复位，使工作电路断开，所以电磁继电器用到了电磁铁，故③符合题意。 故选①③。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 通电导线在磁场中受到的作用力 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 磁场对通电导体的作用 1 题型2 通电导线在磁场中的受力方向的影响因素 4 题型3 电动机的工作原理 10 【能力培优练】 15 【链接中考】 25 【重难题型讲解】 题型1 磁场对通电导体的作用 1、通电直导线置于磁场中的实验探究：如图所示，将直导线 ab 放在两根平行的导体轨道上，并静置于蹄形磁体中间，导体轨道与电源、开关串联。闭合开关接通电路，观察直导线 ab 是否运动。 实验中观察到直导线 ab 通电后由静止变为运动，说明通电导线在磁场中受到了力的作用。 2、磁场对通电导线的作用：通电导线在磁场中会受到力的作用（通电导线在磁场中受到磁力的作用，发生运动）。磁力的方向和电流方向、磁场方向有关。 3、磁场对通电线圈的作用 （1）通电线圈在磁场中受力会发生转动，但不能持续转动。 （2）如果不能使通过线圈的电流发生改变，通电线圈则不能持续的转动下去。 【探究归纳】磁场对通电导体会产生力的作用（即安培力），该力的方向与磁场方向、电流方向均垂直（可用左手定则判断）。 【典例1-1】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 【典例1-2】白炽灯是一种电流通过灯丝，灯丝发热发光的家庭照明电器，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝抖动，说明 对 有力的作用。 跟踪训练1如图，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力。以下实验与电磁弹射器工作原理一致的是（　　） A． B． C． D． 跟踪训练2在2024年5月份，太阳发出的太阳风暴是自2003年以来影响地球最强烈的一次。如图所示，太阳风是从太阳发出的带电粒子流。地磁场可以使大部分带电粒子流在经过地球时发生 （选填“偏转”或“不偏转”），从而保护地球，原因是 。 题型2 通电导线在磁场中的受力方向的影响因素 1、探究磁场对通电导线的作用 实验器材：马蹄磁铁，导线，导轨，电源，开关 实验步骤： （1）把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线，会发现导线会运动，说明通电导线在磁场中受到力的作用。 （2）把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线的电流方向与原来相反，观察这时导线的运动方向。 （3）保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极，使磁场的方向与原来相反，观察这时导线的运动方向。 （4）同时改变电流的方向与磁场的方向，观察这时导线的运动方向；由此实验可以验证通电导线在磁场中 受到力的作用及受力的方向与电流方向、磁场方向的关系。 实验结论：通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系。当电流 的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。如果同时改变电流的方向和磁感 线的方向，通电导线受力的方向不变。 2、影响通电导体在磁场中所受磁场力大小的因素：通电导体在磁场中要受力而运动，通电导体在磁场中所受磁场力的大小与通过导体的电流大小和磁场的强弱有关，通过导体的电流越大，磁场越强，导体受到的磁场力就越大。 3、动圈式扬声器和耳机构造如图：永久磁体、线圈、锥形纸盆。 （1）原理：通电导体在磁场中受力。 （2）工作过程：扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，使得在一个瞬间和下一个瞬间产生不同方向的磁场，线圈就不断地来回振动，纸盆也就振动起来，便发出了声音。 （3）话筒把声信号转化为电信号，扬声器把电信号转化为声信号；话筒中机械能转化为电能，扬声器中电能转化为机械能。 【探究归纳】磁场对通电导体会产生力的作用，且力的大小与电流大小、磁场强弱、导体在磁场中的有效长度相关，此现象实现了电能向机械能的转化，是电动机工作的核心原理。 【典例2-1】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 【典例2-2】如图所示，两根绝缘细线吊着一根铜棒，空间存在垂直纸面的匀强磁场，铜棒中未通过电流时，铜棒在拉力和 力的作用下保持平衡；若此时铜棒通向右的电流时两线上拉力大小均为，不改变电流大小，将电流方向改为向左时两线上的拉力大小均为，且，两次磁场力的大小相同，则铜棒所受磁场力大小为 （用F1、F2表示磁场力大小）。 【典例2-3】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 （铁棒/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。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 ，理由是：磁场方向相同， 方向相反。这两个力 （是/不是）一对平衡力。 (3)如图丙，小明自制了一个电动机，为了使线圈持续转动，下图中四种不同方式刮漆（标黑色部分表示未刮漆），通电后线圈能持续转动的是 图；这种方法刮漆，线圈在平衡位置附近时会 （选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”）。 跟踪训练1图甲是扬声器的构造侧面示意图，图乙是扬声器的磁体和线圈正面示意图，N、S分别代表环形磁铁的北极和南极。当线圈接通电时，线圈受到磁铁的作用而向内运动。下列选项中通电线圈受到磁铁的作用运动情况正确的是（未画出磁感线）（　　） A．线圈受到磁铁的作用而向内运动 B．线圈受到磁铁的作用而向内运动 C．线圈受到磁铁的作用而向内运动 D．线圈静止不动 跟踪训练2图为一个动圈式扬声器的结构示意图，当某一瞬间通过其线圈的电流如图所示时，线圈的右端为 极，跟永久磁体相互作用，带动锥形纸盆运动起来；当电流方向改变时，线圈的运动方向将 （选填“改变”或“不变”）。 跟踪训练3在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中，小亮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）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 有力的作用； （2）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 ，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关； （3）小亮通过科学猜想并进行实验验证，证明了通电导体在磁场中的受力方向还与 有关； （4）试验时小亮应该选 （选填“铁棒”或“铜棒”）做材料制成导体棒ab。 题型3 电动机的工作原理 1、电动机 电动机构造 转子—转动的线圈；定子—固定不动的磁体 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 线圈在磁场中的转动 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 换向器 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 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 2、使电动机线圈连续转动的方法 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。 电动机工作的原理示意图： 3、电动机优点：有效率高、噪声小等优点，被广泛应用于工业、交通运输、家用电器等领域，并且随着技术的进步，电动机的应用会越来越广泛。 【归纳总结】电动机是利用 “磁场对通电线圈有力的作用”的原理工作的装置，主要由定子（提供磁场）、转子（线圈）和换向器组成，工作时将电能转化为机械能，广泛应用于各类用电器中。 【典例3-1】下列实验装置能体现电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【典例3-2】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。 【典例3-3】小金做了一个如图所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒ab水平向右移动，发现导体棒cd也随之运动起来，在此实验中： （1）利用装置乙，把导体cd换成线圈，就可以制成直流电动机，直流电动机的工作原理是 。在cd棒运动过程中，是将电能转化成 能。直流电动机工作时，能够使线圈持续不停地转动下去是靠 这一结构来实现的。 （2）某些公交车上安装的“车窗爆破器”的工作原理是：当爆破器中的线圈有电流通过时，爆破器中的“钨钢头”会产生一个瞬间的冲击力。如图装置中 （选填“甲”或“乙”）部分的工作原理与“车窗爆破器”的相似。 （3）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 C．只改变磁场方向        D．增强磁场 跟踪训练1如图所示，下列说法正确的是（    ） A．利用图甲的实验结论可以解释电铃的工作原理 B．图乙装置可用来探究发电机工作的原理 C．图丙装置可用来探究条形磁铁周围磁场的方向 D．在图丁的装置中，当夹子向左移动时，灯泡会变的越来越暗 跟踪训练2请结合图甲、乙回答下列有关电动机工作过程的问题。 (1)电动机的工作原理是磁场对 有力的作用。图甲中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 。 (2)图乙中线圈所在的位置 （选填“是”或“不是”）平衡位置，图中A、B组成的装置叫 ，它的作用是在线圈 （选填“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 。 跟踪训练3如图所示，使线圈位于两磁极间，请你看图回答下列问题：    ①通电后，图1中ab段导线的电流方向是 （选择“由a到b”、“由b到a”）； ②图1中ab段导线受磁场力的方向向上，用箭头标示出图3中ab段导线所受磁场力的方向； 线圈转过图2所示位置，用 （填写一种器材名称）可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈，这是因为导体在磁场中运动的方向与 方向有关； ③若把图1中的电源换为电阻，快速转动线圈，电阻发热，此过程机械能先转化为 能再转化为 能。 【能力培优练】 1．某科技小组的同学用金属丝、铁芯、螺线管、电源自制了一个电磁铁，如图所示，螺线管产生的磁场使小磁针静止在如图所示状态。下列判断正确的是（　　） A．通电螺线管的右侧是S极 B．电源右端为正极 C．把小磁针取走后，通电螺线管周围的磁场仍存在 D．利用图中原理制成了电动机 2．小珠自制了一个扬声器，如图所示，塑料桶底部紧密粘贴着线圈，线圈上方放置一个强磁体，在线圈中通入方向不断改变的电流后，塑料桶振动发声。下列说法正确的是（　　） A．强磁体周围的磁感线是真实存在的 B．将一个小磁针靠近强磁体，它静止时南极所指方向为该点磁场方向 C．磁场对线圈的力的方向随电流方向的改变而改变 D．该扬声器与发电机的工作原理相同 3．如图所示，下列说法正确的是（　　） A．甲图中电源右端是负极，小磁针的A端是N极 B．乙图中该电流一定时，匝数越多磁性越弱 C．丙图中当水位升高到B时，红灯会发光报警 D．丁图中模型的原理是通电导体在磁场中受力 4．如图所示，下列描述正确的是（　　） A．图甲，描述的是同名磁极间的磁感线 B．图乙，地球是一巨大的磁体，它的磁场分布与如图放置的条形磁铁相似 C．图丙，放在通电螺线管上方的小磁针静止时，小磁针左侧为N极 D．图丁，该实验装置能够说明发电机的原理 5．如图所示是一款磁悬浮蓝牙音箱，可实现与手机的无线信息传递。底座通电后，上面的磁体音箱就会在底座产生的磁场作用下悬浮起来。下列说法不正确的是（       ） A．音箱悬浮利用了同名磁极相互排斥 B．可以通过调节底座电流控制音箱的高度 C．音箱悬浮时在竖直方向受到两个力的作用 D．底座通电后能产生磁场，与电动机的工作原理相同 6．关于如图所示的电和磁知识，下列描述错误的是（    ） A．图甲中自制电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的 B．图乙说明电流周围存在磁场 C．图丙中电风扇可以将电能转化为机械能 D．图丁中地磁场周围的磁感线是真实存在的 7．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 8．小应自制了一个直流电动机模型，如图所示。回形针做成两个支架，分别与电池两极相连。用漆包铜线绕成一个线圈，以线圈引线为轴，用小刀刮去轴的一端全部绝缘漆，另一端只刮去上半周绝缘漆。将线圈放在支架上，磁体放在线圈边，闭合开关，轻轻拨动线圈，此时线圈顺时针转动，则下列说法错误的是（    ） A．若仅改变磁极方向，线圈会逆时针转动 B．若再增加一节干电池，线圈转动速度加快 C．刮去上半周绝缘漆，作用相当于换向器 D．工作时将机械能转化为电能 9．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 。 10．利用图甲装置“观察磁场对通电直导线的作用”，在M、N之间接入电源，通电后轻质铝棒AB向左运动，若只调换磁体的N、S极，通电后铝棒AB将向 运动；图乙中，不改变线圈中的电流方向，线圈 （能/不能）持续转下去。 11．电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。如图所示，在做让线圈转起来的实验中，将线圈两端引线的漆皮的一端全部刮掉，另一端只刮半周，其作用与直流电动机中 （填结构名称）的作用相同。线圈通电后是沿顺时针转动，若将电源两极对调，线圈的转动方向为 （选填“顺时针”或“逆时针”），除此之外，还可以通过改变 的办法，来改变电动机转动方向。 12．如图所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，螺线管E端为 （选填“N”或“S”）极，若将电源的正负极对调，从O点沿转轴观察，线圈将 （选填“顺时针转动”或“逆时针转动”）。 13．我国磁悬浮技术世界领先，图1为常导磁吸悬挂式列车，原理如图2，图2中通电螺线管的下端为 极（选填“N”“S”）：根据图3，判定图2中a接电源的 极（选填“正”“负”）。图4为列车推进的原理图，线框abcd通有电流，ad边处于方向垂直纸面向里的磁场中，受到向右的磁场力；bc边处于方向 （选填“垂直纸面向里”“垂直纸面向外”“沿纸面向右”）磁场中，也受到向右的磁场力：列车前进过程中，实现的能量转化是 能转化 能。 14．探究磁场对电流的作用装置如图：    （1）此装置与 （填“电动机”或“发电机”）的工作原理相同； （2）闭合开关，发现导体向左运动，能使导体向右运动的是 （选填所有符合要求的选项序号）。 ①将蹄形磁体的磁极对调   ②将连接电源正负极的导线对调  ③将滑动变阻器的滑片向左调 15．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。 【链接中考】 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．（2025·甘肃兰州·中考真题）图甲是某蔬菜大棚里使用的一种温度自动报警器，在温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指温度时，扬声器响起，发出报警信号。下列说法错误的是（    ） A．动圈式扬声器的工作原理与图乙所示原理相同 B．温度低于金属丝下端所指温度时，电磁铁断电失去磁性，衔铁被释放，扬声器停止报警 C．温度计与金属丝相当于控制电磁铁的开关，实现了高温自动化报警 D．煤油可用作自动报警器温度计中的工作液体 3．（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。 4．（2025·湖北武汉·中考真题）如图所示是直流电铃的原理图。衔铁与弹性片相连，自然情况下弹性片是和螺钉接触的。 (1)闭合开关，电磁铁A端为 极，电磁铁吸引衔铁，敲击铃碗发声，此时电路中 电流通过，接着弹性片又和螺钉接触，如此往复。 (2)下列装置中和电铃一样也用到了电磁铁的是 （填序号）。 ①电磁起重机②小小电动机③电磁继电器 / 学科网（北京）股份有限公司 $