第三单元第3讲电动机- 2025-2026学年浙教版八年级科学下册寒假讲义

第3讲 电动机 知识点01 磁场对通电导体的作用 1、通电导体在磁场中受力而运动 ①在图甲位置时线圈ab和cd两段受力方向相反且在同一直线上,大小相等,成为一对平衡力,线圈就不转动。 （平衡位置：线圈平面与磁场方向垂直） ②在图乙位置时线圈ab和cd两段受力方向相反且不在同一直线上,线圈就转动。 当线圈继续转动到平衡位置时，会在平衡位置附近摆地动几下后停下来。 【注意】受力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，导线的受力方向改变；同时改变电流方向和磁场方向，导线的受力方向不变。即： “一变二不变” 2、通电线圈在磁场中的受力而运动 【即学即练1】课堂上，老师做了如图所示的演示实验，给直导线（铝棒）通电，观察到直导线运动起来。 (1)实验现象说明 对放入其中的通电导体有力的作用， （选填“发电机”或“电动机”）就是利用这种现象制成的。 (2)将磁极上下对调，观察直导线的运动情况，这样操作是为了研究通电导体在磁场中受力的方向与 的关系。 【即学即练2】用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源，发现导体ab向右运动；把电源正负极对调后接入电路，发现导体ab向左运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力(　　) A．方向与电流方向有关 B．方向与磁感线方向有关 C．大小与电流大小有关 D．大小与磁场强弱有关 知识点02 电动机的构造 1、电动机原理 工作原理：给磁场中的线圈通以直流电，线圈将发生转动，转到平衡位置时利用换向器改变电流方向，保持线圈持续转动。 换向器作用：自动改变线圈内的电流方向，使线圈持续转动。 能量转换：电能转化为机械能。 转动方向：与电流方向和磁场方向有关。“一变二不变” 转动速度：与电流大小和磁场强弱有关。电流越大、磁场强度越大、转速越快。 2、电动机结构 转子：即电动机中可以转动的部分，主要包括线圈、换向器。 定子：即电动机中不能转动的部分，主要包括磁铁、电刷 换向器：当线圈转到平衡位置时，改变线圈中的电流方向，使线圈能连续转动 【即学即练3】2025年春晚的舞台上，一群机器人伴随着音乐翩翩起舞，动作整齐划一，令人惊叹。这些机器人能够灵活运动，主要依赖于内部安装的电动机。下列关于电动机的说法中，正确的是（　　）A．电动机的工作原理是电磁感应 B．电动机的转动速度与电流大小无关 C．电动机工作时，将电能主要转化为机械能 D．改变电动机中电流的方向，其转动方向不会改变 【即学即练4】如图所示是电机示意图，对于图示的说法，正确的是(　　) A．图中绘出的是直流电动机的示意图，线圈正好转到平衡位置 B．图中绘出的是直流电动机示意图，线圈受到磁场的作用力而转动 C．图中绘出的是交流发电机的示意图，此时导线切割磁感线，线圈中产生电流 D．图中绘出的是交流发电机的示意图，此时导线不切割磁感线，线圈中没有电流 课堂练习 1. 如图所示，甲、乙两图中的矩形线圈，给它们通电，则下列说法中正确的是(　　) A．甲中线圈转动，乙中线圈不转动 B．乙中线圈转动，甲中线圈不转动 C．甲、乙中的线圈都会转动 D．甲、乙中的线圈都不会转动 2. 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．工作时线圈中的电流方向改变两次 3．如图是由一节干电池、铜导线和强磁铁组成的简易电动机（线框上端的弯折位置与正极接触，磁铁吸附在电池负极的是S极），放手后从上往下看线圈顺时针转动，为了增大转速，以下操作可以达到目的的是（　　） A．对调电池正负极位置 B．对调强磁铁南北极位置 C．增加一节干电池 D．减弱磁铁的磁性 4．如图所示，在条形磁铁N极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现（　　） A．线圈仅作平动，不转动 B．线圈仅作转动，不平动 C．从上往下看，线圈做顺时针方向转动，同时靠近磁铁 D．从上往下看，线圈做逆时针方向转动，同时靠近磁铁 5．下面的四幅图中能反映电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 6．“⊗”表示导线中的电流方向垂直于纸面向里；“⊙”表示导线中的电流方向垂直于纸面向外。螺线管通电后外部磁场的情况，如图所示，此时通电导线受到的力F向上．以下小京对力方向的判断，正确的是（　　） A． B． C． D． 7.如图所示，虚线区域内的“×”为垂直纸面的磁感线。当线框从位置A向右匀速移动到位置B时，线框内产生感应电流的情况，下列说法中正确的是（　　） A．无→有→无→有→无 B．无→有→无 C．没有感应电流 D．一直有感应电流 8. 手机无线充电技术逐步成熟。如图是手机无线充电的示意图，充电底座里的送电线圈接通交流电，从而产生变化的磁场，使手机内的受电线圈中产生一定的电流完成充电。在下图中的实验原理与图甲中受电线圈相同的是（　　） A. B. C. D. 9. 小敏了解到发光二极管（LED）具有单向导电性，如图甲，当电流从“+”极流入时，LED灯会发光，当电流从“﹣”极流入时，LED灯则不发光。小敏设想用LED灯来研究“感应电流的方向与哪些因素有关”，于是将两个相同的LED灯反向并联后接到线路中，与线圈构成闭合电路，并进行了如下实验操作： ①条形强磁铁（钕铁硼强磁铁）的N极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中（如图乙），发现A灯发光，B灯不发光； ②再将插入线圈中的条形强磁铁快速向上拔出，发现B灯发光，A灯不发光。 （1）实验中，将两个相同的LED灯反向并联的目的是 　 　。 （2）通过上述实验可以获得的结论是 　 　。 （3）在图乙中，若要想证明“感应电流的方向与磁场方向有关”，在做了上述步骤①后，还应该补做的实验是 　 　。 （4）结合上述已获得的结论，小明按图丙实验：将S极朝下放置于线圈中的条形强磁铁快速向上拔出，可以观察到灯A、B的发光情况是 　 　。 A．A灯发光，B灯不发光 B．B灯发光，A灯不发光 C．A和B灯均不发光 D．A和B灯均发光 10．如图所示，进行通电导线在磁场中受力运动实验，回答下列问题： （1）把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会发现导线ab　 　(填“运动”或“静止”)。（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，这时导线ab　 　。 （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，这时导线ab将反向运动。由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，而且受力的方向跟　 　方向和　 　方向都有关系。（4）若增大电源电压或增强磁体的磁性，导体的运动速度会　 　(填“加快”或“减慢”)，这说明导体在磁场中受到力的作用，力的大小跟　 　和　 　有关。 课后巩固 1．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180°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上 D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向上 2．通电线圈在磁场里处于平衡位置时，下列说法中正确的是（　　） A．磁感线与线圈平面平行，线圈不受力 B．磁感线与线圈平面垂直，线圈不受力 C．磁感线与线圈平面平行，线圈受到平衡力 D．磁感线与线圈平面垂直，线圈受到平衡力 3．据了解，新型公交车的玻璃上已经安装了自动爆玻器（如图所示），它相当于一个电控安全锤。危急时刻，司机只需按下开关通电，自动爆玻器磁场中的线圈就会产生一个冲击力，带动钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实现击碎玻璃的目的。下列四幅图中能反映自动爆玻器主要工作原理的是（　　） A． B． C． D． 4．研究人员制造了一种可以在水下工作的水母机器人（如图），伞状体中放入永磁铁，给薄膜内的导体通一定电流时，薄膜能运动。下列选项与其工作原理一致的是（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，两条导线相互垂直，但相隔一小段距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流按图示方向通过两条导线时，导线CD将（垂直于纸面向里看）（　　） A．顺时针方向转动，同时靠近导线AB B．逆时针方向转动，同时靠近导线AB 　C．顺时针方向转动，同时离开导线AB D．逆时针方向转动，同时离开导线AB 6．如图所示为直流电动机的工作原理，下列相关分析中正确的是（　　） A．将电源两极对调，线圈转动方向不变 B．电动机的线圈转动1周的过程中电流方向改变4次 C．将电源两极和磁铁两极都同时对调，线圈转动方向不变 D．图中的线圈正处于平衡位置 7．如图所示是直流发电机的工作原理图，下列说法正确的是（　　） A．直流发电机能将电能转化为机械能 B．线圈ab边和cd边中感应电流的方向相反 C．将磁体的磁极位置对调，ab边中感应电流方向不变 D．换向器的作用是使线圈转过平衡位置后自动转动下去 8．如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．电动机是利用电流的磁效应原理工作的 B．线圈由图示位置转动180°时，ab边受力方向改变 C．对调磁体的磁极，可以改变线圈转动的速度 D．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能 9．如图甲，我国研制的大客机C919于5月5日首飞成功。 C919机舱内覆有一层高孔率“超细航空级玻璃棉”，能很好地保温与吸收噪音，其单丝纤维直径只有3～5μm；1m3的质量为5kg。机舱内先进的“呼吸系统”，使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时，能将机外﹣50℃以下的冷空气不断压缩；导致送入舱内的空气温度达到50℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱内气压和温度达到舒适值。 （1）图所示实验中，能反映电动机工作原理的是 　 　 ； A． B． C． D． （2）如图乙是模拟空调温控装置原理的简化电路，电源电压为6V，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流大于等于某一值时，接通受控电路使空调工作； ①若将R1的阻值适当减小，则受控电路将在比设定温度 　 　 （选填“高”或“低”）的温度下被接通； ②当电阻R1调到1kΩ时，能接通受控电路。已知热敏电阻的电流随电压变化的I﹣U图像如图丙，则此时控制电路中的电流为 　 　 A； （3）飞机利用测距传感器来判断离地高度。若某测距传感器的阻值R1与离地高度h的关系如图a所示，如图b所示的检测电路，电源电压恒定，要使高度表（实质是电流表或电压表）的示数能随飞行高度的增大而增大，则此高度表应安装在 　 　 （选填“1”、“2”或“3”）位置，该高度表示数刻度 　 　 （选填“均匀”或“不均匀”）。 10．在跨学科实践课上，某小组开展了“设计小型电动感应系统——制作小型电动机”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程遇到的一些困难，请你帮助小组完成下列内容： 【项目实施】 ①经过课堂学习，图甲是直流电动机模型，图乙是小组同学自制的简易电动机模型电路。闭合开关，发现线圈不转，小杭用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始转动。造成这一现象的原因是 　 　 。 ②小组同学发现转动半圈后无法持续转动，为了让电动机持续转动，该组同学想到将线圈转轴一端的漆包线只刮上半周，另一端需 　 　 （选填“刮去上半周”、“刮去下半周”或“全部刮去”）处理才能达到目的。 ③如图乙所示，小杭换用三节电池供电，发现线圈转速变快了。不改变电源电压，他想在电路中串联一个元件 　 　 ，可以方便的调节线圈转动的速度。 11．如图所示为小金同学制作的简易直流电动机模型。他用金属丝做成两个支架，分别与电池的两极相连。用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮。将线圈放在支架上，磁体放在线圈下。接通电源后且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。 （1）按照小金这种方法刮漆，线圈在平衡位置附近会　 　 。 A．自动改变线圈中的电流方向 B．切断线圈中的电流 （2）小金安装好后发现电动机不转，可能的原因是　 　 。（填序号） ①接线柱接触不良 ②电池没电 ③磁体磁极互换 ④线圈刚好在平衡位置 ⑤转子和定子间摩擦力太大 （3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是　 　 ，这时可进行的有效尝试是　 　 。 46 / 46 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3讲 电动机 知识点01 磁场对通电导体的作用 1、通电导体在磁场中受力而运动 ①在图甲位置时线圈ab和cd两段受力方向相反且在同一直线上,大小相等,成为一对平衡力,线圈就不转动。 （平衡位置：线圈平面与磁场方向垂直） ②在图乙位置时线圈ab和cd两段受力方向相反且不在同一直线上,线圈就转动。 当线圈继续转动到平衡位置时，会在平衡位置附近摆地动几下后停下来。 【注意】受力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，导线的受力方向改变；同时改变电流方向和磁场方向，导线的受力方向不变。即： “一变二不变” 2、通电线圈在磁场中的受力而运动 【即学即练1】课堂上，老师做了如图所示的演示实验，给直导线（铝棒）通电，观察到直导线运动起来。 (1)实验现象说明 对放入其中的通电导体有力的作用， （选填“发电机”或“电动机”）就是利用这种现象制成的。 (2)将磁极上下对调，观察直导线的运动情况，这样操作是为了研究通电导体在磁场中受力的方向与 的关系。 【答案】(1) 磁场 电动机 (2)磁场方向 【即学即练2】用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源，发现导体ab向右运动；把电源正负极对调后接入电路，发现导体ab向左运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力(　　) A．方向与电流方向有关 B．方向与磁感线方向有关 C．大小与电流大小有关 D．大小与磁场强弱有关 【答案】A 【解析】ab向右运动，说明它受到的磁力向右；ab向左运动，说明它受到的磁力向左。电源的正负极对调，则通过ab的电流方向发生改变，则这个事实可以说明通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关，故A正确，而B、C、D错误。 知识点02 电动机的构造 1、电动机原理 工作原理：给磁场中的线圈通以直流电，线圈将发生转动，转到平衡位置时利用换向器改变电流方向，保持线圈持续转动。 换向器作用：自动改变线圈内的电流方向，使线圈持续转动。 能量转换：电能转化为机械能。 转动方向：与电流方向和磁场方向有关。“一变二不变” 转动速度：与电流大小和磁场强弱有关。电流越大、磁场强度越大、转速越快。 2、电动机结构 转子：即电动机中可以转动的部分，主要包括线圈、换向器。 定子：即电动机中不能转动的部分，主要包括磁铁、电刷 换向器：当线圈转到平衡位置时，改变线圈中的电流方向，使线圈能连续转动 【即学即练3】2025年春晚的舞台上，一群机器人伴随着音乐翩翩起舞，动作整齐划一，令人惊叹。这些机器人能够灵活运动，主要依赖于内部安装的电动机。下列关于电动机的说法中，正确的是（　　） A．电动机的工作原理是电磁感应 B．电动机的转动速度与电流大小无关 C．电动机工作时，将电能主要转化为机械能 D．改变电动机中电流的方向，其转动方向不会改变 【答案】C 【解答】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、电动机的转动速度与电流大小有关，故B错误； C、电动机工作时，将电能主要转化为机械能，故C正确； D、改变电动机中电流的方向，其转动方向会改变，故D错误； 故选：C。 【即学即练4】如图所示是电机示意图，对于图示的说法，正确的是(　　) A．图中绘出的是直流电动机的示意图，线圈正好转到平衡位置 B．图中绘出的是直流电动机示意图，线圈受到磁场的作用力而转动 C．图中绘出的是交流发电机的示意图，此时导线切割磁感线，线圈中产生电流 D．图中绘出的是交流发电机的示意图，此时导线不切割磁感线，线圈中没有电流 【答案】B 【解析】A.图中绘出的是直流电动机的示意图，此时左边线圈受力向上，右边线圈受力向下，则线圈顺时针转动，不处于平衡状态，故A错误； B.图中绘出的是直流电动机示意图，线圈受到磁场的作用力而转动，故B正确； CD.图中电动机的电源为直流电源，因此为直流电动机，故C、D错误。 课堂练习 1. 如图所示，甲、乙两图中的矩形线圈，给它们通电，则下列说法中正确的是(　　) A．甲中线圈转动，乙中线圈不转动 B．乙中线圈转动，甲中线圈不转动 C．甲、乙中的线圈都会转动 D．甲、乙中的线圈都不会转动 【答案】A 【解析】左手定则：伸开左手，让磁感线垂直穿过手心，四指指尖朝向电流方向，此时大拇指所指的方向就是导体的受力方向，据此分析判断即可。 假设电流方向沿abcd方向流入线圈。ab：伸开左手，手心朝向左侧，四指指尖朝向纸内，此时大拇指指向下面，则ab受到磁力向下。cd：伸开左手，手心朝向左侧，四指指尖朝向纸外，此时大拇指指向上面，则cd受到磁力向上。 甲图中的两个力促使线圈沿逆时针方向转动，而乙图中的两个力相互抵消，不能使线圈转动。 故A正确，而B、C、D错误。 2. 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．工作时线圈中的电流方向改变两次 【答案】D 【解答】解：A、电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的，且所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，故仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向，若仅改变磁极方向，线圈会逆时针转动，故A正确； B、电动机中通电线圈受力大小与电流大小和磁场强度有关，若再增加一节干电池，线圈中的电流增大，线圈转动速度加快，故B正确； C、使线圈连续不停地转动下去是靠换向器来实现的，刮去上半周绝缘漆，作用相当于换向器，故C正确； D、电动机工作过程中有半圈线圈中没有电流，故D错误。 3．如图是由一节干电池、铜导线和强磁铁组成的简易电动机（线框上端的弯折位置与正极接触，磁铁吸附在电池负极的是S极），放手后从上往下看线圈顺时针转动，为了增大转速，以下操作可以达到目的的是（　　） A．对调电池正负极位置 B．对调强磁铁南北极位置 C．增加一节干电池 D．减弱磁铁的磁性 【答案】C 【解答】解：AB、对调电池正负极位置、对调强磁铁南北极位置，改变电流方向和磁场方向，但不能增大转速，故AB不符合题意； C、增加一节干电池后，电池的总电压会增大（如果两节电池串联）。根据欧姆定律，电压增大时，通过线圈的电流也会增大。电流增大，线圈受到的安培力也会增大，从而导致转速增大，故C正确； D、减弱磁铁的磁性会导致磁场强度减弱，磁场强度减弱会导致安培力减小，从而使转速减小，故D错误。 故选：C。 4．如图所示，在条形磁铁N极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现（　　） A．线圈仅作平动，不转动 B．线圈仅作转动，不平动 C．从上往下看，线圈做顺时针方向转动，同时靠近磁铁 D．从上往下看，线圈做逆时针方向转动，同时靠近磁铁 【答案】C 【解析】先根据右手定则判断出线圈产生的磁场，然后再根据磁极间的相互作用分析线圈的转动情况。 右手握住线圈，弯曲的四指指尖向下，此时大拇指指向纸面内部，则纸面内部为线圈的N极，纸面外部为线圈的S极。因为异名磁极相互吸引，因此从上往下看，线圈做顺时针方向转动，同时靠近磁铁，故C正确，而A、B、D错误。 5．下面的四幅图中能反映电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解： A、当导线圈运动时，电流表的指针会发生偏转，即会产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的原理，故A错误； B、此实验研究的是通电导体在磁场中受到力的作用，能够反映电动机的工作原理，故B正确； C、此图研究的是电磁铁的磁性强弱和线圈匝数的关系，故C错误。 D、闭合电路的一根导线做切割磁感线运动，电流表会有示数。此图研究的是电磁感应现象，不符合题意，故D错误 6．“⊗”表示导线中的电流方向垂直于纸面向里；“⊙”表示导线中的电流方向垂直于纸面向外。螺线管通电后外部磁场的情况，如图所示，此时通电导线受到的力F向上．以下小京对力方向的判断，正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：由图可知，当磁感线方向向左时，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向上的； A、根据安培定则可知，螺线管的左端为N极，右端为S极，导体周围磁感线方向向左时，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向上的；故A错误； B、根据安培定则可知，螺线管的左端为N极，右端为S极，导体周围磁感线方向向左，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向上的，故B错误； C、磁感线方向向右时，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向下的，故C错误； D、磁感线方向向右时，导线中的电流方向垂直于纸面向外，导体的受力方向是向上的，故D正确。 7.如图所示，虚线区域内的“×”为垂直纸面的磁感线。当线框从位置A向右匀速移动到位置B时，线框内产生感应电流的情况，下列说法中正确的是（　　） A．无→有→无→有→无 B．无→有→无 C．没有感应电流 D．一直有感应电流 【答案】A 【解析】解：感应感应电流的条件可知，线框A进入磁场前，不能切割磁感线，因此无感应电流产生； 当线框A从刚进入到全部进入前，符合产生感应电流的条件，此时有感应电流产生； 当线框A全部进入磁场后，整个闭合电路都在磁场中，不符合部分导体，因此无感应电流产生； 当线框A刚从磁场中出来到全部出来前，符合产生感应电流的条件，此时有感应电流产生； 当线框A全部出来后，不能切割磁感线，因此无感应电流产生。故A选择正确。 8. 手机无线充电技术逐步成熟。如图是手机无线充电的示意图，充电底座里的送电线圈接通交流电，从而产生变化的磁场，使手机内的受电线圈中产生一定的电流完成充电。在下图中的实验原理与图甲中受电线圈相同的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】A．该图是探究磁极间相互作用规律的实验，故A不符合题意； B．该图中线圈在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，会使电流计指针偏转，这是电磁感应现象，故B符合题意； C．由图可知，该装置中有电磁铁，利用的是电流的磁效应，故C不符合题意； D．该图中有电源，通电导体在磁场中受力会运动，是电动机原理，故D不符合题意。 9. 小敏了解到发光二极管（LED）具有单向导电性，如图甲，当电流从“+”极流入时，LED灯会发光，当电流从“﹣”极流入时，LED灯则不发光。小敏设想用LED灯来研究“感应电流的方向与哪些因素有关”，于是将两个相同的LED灯反向并联后接到线路中，与线圈构成闭合电路，并进行了如下实验操作： ①条形强磁铁（钕铁硼强磁铁）的N极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中（如图乙），发现A灯发光，B灯不发光； ②再将插入线圈中的条形强磁铁快速向上拔出，发现B灯发光，A灯不发光。 （1）实验中，将两个相同的LED灯反向并联的目的是 　 　。 （2）通过上述实验可以获得的结论是 　 　。 （3）在图乙中，若要想证明“感应电流的方向与磁场方向有关”，在做了上述步骤①后，还应该补做的实验是 　 　。 （4）结合上述已获得的结论，小明按图丙实验：将S极朝下放置于线圈中的条形强磁铁快速向上拔出，可以观察到灯A、B的发光情况是 　 　。 A．A灯发光，B灯不发光 B．B灯发光，A灯不发光 C．A和B灯均不发光 D．A和B灯均发光 【答案】（1）判断电流的方向；（2）感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关； （3）条形强磁铁的S极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中，观察两灯泡的发光情况；（4）A。 【解析】解：（1）LED灯具有单向导电性，实验中选用LED灯是为了便于判断电流的方向； （2）条形强磁铁的N极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中，发现A灯发光，B灯不发光；再将插入线圈中的条形强磁铁快速向上拔出，发现B灯发光，A灯不发光，这说明导体切割磁感线的运动方向不同，电流方向不同，故结论为：感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关； （3）若要想证明“感应电流的方向与磁场方向有关”，应改变磁场的方向，而其他条件不变，即条形强磁铁的S极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中，观察两灯泡的发光情况； （4）由题意可知，感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线的运动方向有关； 由题中的实验步骤和现象可得乙丁两图； 现在将S极朝下放置于线圈中的条形强磁铁快速向上拔出（如图丙），丙图和丁图相比，导体切割磁感线的运动方向相同，磁场方向相反，则此时产生感应电流的方向与图丁相反，所以此时观察到灯A、B的发光情况是：A灯发光，B灯不发光，故A正确，BCD错误。 10．如图所示，进行通电导线在磁场中受力运动实验，回答下列问题： （1）把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会发现导线ab　 　(填“运动”或“静止”)。（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，这时导线ab　 　。 （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，这时导线ab将反向运动。由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，而且受力的方向跟　 　方向和　 　方向都有关系。（4）若增大电源电压或增强磁体的磁性，导体的运动速度会　 　(填“加快”或“减慢”)，这说明导体在磁场中受到力的作用，力的大小跟　 　和　 　有关。 【答案】（1）运动（2）反向运动（3）电流；磁场（4）加快；电流的大小；磁场的强弱 【解析】（1）把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会发现导线ab运动。 （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，这时导线ab受到作用力的方向相反，因此反向运动。 （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，这时导线ab将反向运动。由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，而且受力的方向跟电流方向和磁场方向都有关系。 （4）若增大电源电压或增强磁体的磁性，导体的运动速度会加快，这说明导体在磁场中受到力的作用，力的大小跟电流的大小和磁场的强弱有关。 课后巩固 1．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180°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上 D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向上 【答案】C 【解答】解：A、在图示位置，电流沿dcba流过线圈，磁场方向向右，dc边受到磁场的作用力向下，对于ab边，电流方向由b到a，ab边受到磁场的作用力向上，故A错误。 B、当线圈由图示位置转过180°时，由于换向器的作用，电流沿abcd流过线圈，故B错误。 C、线圈转过180°时，dc边电流方向由c到d，磁场方向不变，根据左手定则，dc边受到磁场的作用力向上，故C正确。 D、线圈转过180°时，ab边电流方向由a到b，磁场方向不变，根据左手定则，ab边受到磁场的作用力向下，故D错误。 故选：C。 2．通电线圈在磁场里处于平衡位置时，下列说法中正确的是（　　） A．磁感线与线圈平面平行，线圈不受力 B．磁感线与线圈平面垂直，线圈不受力 C．磁感线与线圈平面平行，线圈受到平衡力 D．磁感线与线圈平面垂直，线圈受到平衡力 【答案】D 【解答】解：通电线圈在磁场中受力而转动，当线圈转到平面与磁感线方向垂直时，据左手定则能判断出此时线圈受到大小相等、方向相反、作用在同一个线圈上，作用在同一条直线的两个磁场力的作用，故据二力平衡的知识知，这两个力是平衡力。 故选：D。 3．据了解，新型公交车的玻璃上已经安装了自动爆玻器（如图所示），它相当于一个电控安全锤。危急时刻，司机只需按下开关通电，自动爆玻器磁场中的线圈就会产生一个冲击力，带动钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实现击碎玻璃的目的。下列四幅图中能反映自动爆玻器主要工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解：由题意可知，自动爆玻器的工作原理是通电线圈（导体）在磁场中受到力的作用而运动； A、该实验是奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，故A不符合题意； B、该实验中，当导体中通过电流时，通电导体在磁场中受力的作用而运动，与自动爆玻器工作原理相同，故B符合题意； C、该装置的主要部件是电磁铁，电磁铁的工作原理是电流的磁效应，故C不符合题意； D、该实验说明闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时，会产生感应电流，是机械能转化为电能，故D不符合题意； 故选：B。 4．研究人员制造了一种可以在水下工作的水母机器人（如图），伞状体中放入永磁铁，给薄膜内的导体通一定电流时，薄膜能运动。下列选项与其工作原理一致的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：水母机器人是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。 A、该装置可以探究影响电磁铁磁性强弱的因素，故A不符合题意； B、该装置可以探究通电导体的周围存在磁场，故B不符合题意； C、该装置可以探究通电导体在磁场中会受到力的作用，故C符合题意； D、该装置可以探究闭合电路的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，故D不符合题意。 故选：C。 5．如图所示，两条导线相互垂直，但相隔一小段距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流按图示方向通过两条导线时，导线CD将（垂直于纸面向里看）（　　） A．顺时针方向转动，同时靠近导线AB B．逆时针方向转动，同时靠近导线AB 　C．顺时针方向转动，同时离开导线AB D．逆时针方向转动，同时离开导线AB 【答案】B 6．如图所示为直流电动机的工作原理，下列相关分析中正确的是（　　） A．将电源两极对调，线圈转动方向不变 B．电动机的线圈转动1周的过程中电流方向改变4次 C．将电源两极和磁铁两极都同时对调，线圈转动方向不变 D．图中的线圈正处于平衡位置 【答案】C 【解答】解：A、直流电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关，将电源两极对调，会改变电流方向，根据左手定则，线圈转动方向会改变，故A错误。 B、直流电动机中换向器的作用是当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。线圈每转一周，经过平衡位置2次，所以电流方向改变2次，故B错误。 C、将电源两极和磁铁两极都同时对调，电流方向和磁场方向同时改变，线圈转动方向不变，故C正确。 D、当线圈平面与磁感线垂直时，线圈的两个边受到两个大小相等、方向相反且作用在同一条直线上的力，此时线圈处于平衡位置，图中磁感线与线圈不垂直，故D错误。 故选：C。 7．如图所示是直流发电机的工作原理图，下列说法正确的是（　　） A．直流发电机能将电能转化为机械能 B．线圈ab边和cd边中感应电流的方向相反 C．将磁体的磁极位置对调，ab边中感应电流方向不变 D．换向器的作用是使线圈转过平衡位置后自动转动下去 【答案】B 【解答】解：A、直流发电机是把机械能转化为直流电能的设备，而不是将电能转化为机械能，故A错误。 B、当发电机的电枢被其他机器带动以均匀速逆时针旋转时，线圈转到图1.1.b所示位置时，用右手定则可以判断出 ab 段导体产生的感应电动势方向为b→a；cd段导体产生的感应电动势方向为d→c，线圈ab边和cd边中感应电流的方向相反，故B正确。 C、感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线的运动方向有关，将磁体的磁极位置对调，即磁场方向改变，ab 边中感应电流方向会改变，故C错误。 D、换向器的作用是把电枢线圈内的交流电动势转化为脉动直流电动势，而使线圈转过平衡位置后自动转动下去是依靠线圈的惯性，故D错误。 故选：B。 8．如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．电动机是利用电流的磁效应原理工作的 B．线圈由图示位置转动180°时，ab边受力方向改变 C．对调磁体的磁极，可以改变线圈转动的速度 D．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能 【答案】B 【解答】解：A、电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故A错误； B、线圈由图示位置转动180°时，ab边的电流方向改变，磁场方向不变，受力方向改变，故B正确； C、对调磁体的磁极，可以改变线圈转动的方向，故C错误； D、电动机工作过程中，消耗的电能主要转化为机械能，部分转化为内能，故D错误。 9．如图甲，我国研制的大客机C919于5月5日首飞成功。 C919机舱内覆有一层高孔率“超细航空级玻璃棉”，能很好地保温与吸收噪音，其单丝纤维直径只有3～5μm；1m3的质量为5kg。机舱内先进的“呼吸系统”，使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时，能将机外﹣50℃以下的冷空气不断压缩；导致送入舱内的空气温度达到50℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱内气压和温度达到舒适值。 （1）图所示实验中，能反映电动机工作原理的是 　 　 ； A． B． C． D． （2）如图乙是模拟空调温控装置原理的简化电路，电源电压为6V，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流大于等于某一值时，接通受控电路使空调工作； ①若将R1的阻值适当减小，则受控电路将在比设定温度 　 　 （选填“高”或“低”）的温度下被接通； ②当电阻R1调到1kΩ时，能接通受控电路。已知热敏电阻的电流随电压变化的I﹣U图像如图丙，则此时控制电路中的电流为 　 　 A； （3）飞机利用测距传感器来判断离地高度。若某测距传感器的阻值R1与离地高度h的关系如图a所示，如图b所示的检测电路，电源电压恒定，要使高度表（实质是电流表或电压表）的示数能随飞行高度的增大而增大，则此高度表应安装在 　 　 （选填“1”、“2”或“3”）位置，该高度表示数刻度 　 　 （选填“均匀”或“不均匀”）。 【答案】（1）A；（2）①低；②0.002；（3）3；不均匀。 【解答】解：（1）A．图中有电源，闭合开关后，导线会在磁场中运动起来，能反映电动机工作原理，故A符合题意； B．图为探究电磁感应实验装置图，说明闭合电路部分导体切割磁感线时会产生感应电流，故B不符合题意； C．图中是电磁继电器，利用的是电流的磁效应，故C不符合题意； D．图中转动风扇叶，小灯泡发光，这是发电现象，反映发电机的工作原理，故D不符合题意。 故选A。 （2）若将R1的阻值适当减小，这时R2的大小不变，根据知道，电路中的电流变大，当控制电路中的电流大于等于某一值时，接通受控电路使空调工作，由于热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，这时R2对应的温度较低，即受控电路将在比设定温度低的温度下被接通。 由图丙知道，热敏电阻的电压是4V时，此时电路中电流是2mA，电阻R1阻值是1kΩ，那么电阻R1的电压是U1＝1000Ω×0.002A＝2V 两电阻的电压之和等于电源电压，符合题意，所以此时控制电路中的电流为0.002A。 （3）由题意知道，高度表的示数能随飞行高度的增大而增大。当飞行高度增大时，电阻R1的大小也在变大，从图b可以看到，不可能是安装在2位置，因其串联在电路中，这是放电流表的，电流在变小；也不是在1位置，因为高度增加时流过R0的电流在变小，R0的电压也在变小；应该是3位置，电阻R1的电压在变大，所以将电压表安装在3位置。 从图a可以看到，设R1＝kh+R'，R1的电压是U1，电源电压是U，由欧姆定律知道 R1的电压U1与飞机飞行高度h的函数关系式不是正比例关系，可知该高度表示数刻度是不均匀的。 10．在跨学科实践课上，某小组开展了“设计小型电动感应系统——制作小型电动机”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程遇到的一些困难，请你帮助小组完成下列内容： 【项目实施】 ①经过课堂学习，图甲是直流电动机模型，图乙是小组同学自制的简易电动机模型电路。闭合开关，发现线圈不转，小杭用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始转动。造成这一现象的原因是 　 　 。 ②小组同学发现转动半圈后无法持续转动，为了让电动机持续转动，该组同学想到将线圈转轴一端的漆包线只刮上半周，另一端需 　 　 （选填“刮去上半周”、“刮去下半周”或“全部刮去”）处理才能达到目的。 ③如图乙所示，小杭换用三节电池供电，发现线圈转速变快了。不改变电源电压，他想在电路中串联一个元件 　 　 ，可以方便的调节线圈转动的速度。 【答案】当电动机的线圈处于平衡位置时，受平衡力的作用；只刮上半周或全部刮去。；滑动变阻器。 【解答】解：（1）当电动机的线圈处于平衡位置时，受平衡力的作用，故可能电动机不转，拨动一下后，打破平衡，电动机便转动起来，并且靠惯性能转过平衡位置，连续转动； （2）该线圈之所以能转动，是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的，但是该线圈在转过平衡位置时，此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动，故为了使线圈持续转动，将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动； （3）改变电流大小，能调节线圈转动的速度，根据欧姆定律知，串联一个滑动变阻器，改变电路中电阻可改变电流大小。 11．如图所示为小金同学制作的简易直流电动机模型。他用金属丝做成两个支架，分别与电池的两极相连。用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮。将线圈放在支架上，磁体放在线圈下。接通电源后且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。 （1）按照小金这种方法刮漆，线圈在平衡位置附近会　 　 。 A．自动改变线圈中的电流方向 B．切断线圈中的电流 （2）小金安装好后发现电动机不转，可能的原因是　 　 。（填序号） ①接线柱接触不良 ②电池没电 ③磁体磁极互换 ④线圈刚好在平衡位置 ⑤转子和定子间摩擦力太大 （3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是　 　 ，这时可进行的有效尝试是　 　 。 【答案】（1）B；（2）①②④⑤；（3）电流太小（或者磁场太弱、开始线圈处在平衡位置、摩擦力太大）；增大电流（或者增强磁场、用手推一下线圈使其转过平衡位置、转轴处加润滑油）。 【解答】解：（1）按上述方法刮漆，当线圈刚转过平衡位置时，能切断线圈中的电流，利用线圈的惯性转动半周，从而保证线圈能够持续转动，故选B； （2）①接线柱接触不良，线圈中就没有电流，会导致电动机不转； ②电池没电，线圈中就没有电流，会导致电动机不转； ③磁体磁极互换，线圈受到磁力的方向改变，只会改变线圈的旋转方向，而不能导致不转； ④线圈刚好在平衡位置，电磁力的方向阻碍线圈继续转动，会导致电动机不转； ⑤转子和定子间摩擦力太大，而电磁力不足以让它转动，会导致电动机不转。 故选①②④⑤； （3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，排除无电流的情况，原因可能是电流太弱、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置、摩擦力太大等，这时可进行有针对性的偿试，包括换新电池使电流增大，换较强的磁场，用手推一下线圈使其转过平衡位置、转轴处加润滑油等。 46 / 46 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $