20.4 电动机 同步练-2025-2026学年人教版九年级全一册物理

20.4电动机 一．选择题（共8小题） 1．用如图所示的装置探究磁场对通电直导线的作用，给铝棒AB通电，观察到AB向右运动，要使AB通电后向左运动，下列做法中可行的是（　　） A．仅换用磁性更强的蹄形磁体 B．仅增加AB中的电流强度 C．仅将蹄形磁体的N、S极对调 D．仅将铝棒AB换成铜棒 2．2024年5月1日8时许，我国第三艘航空母舰福建舰从江南造船厂解缆起航，赴相关海域开展首次航行试验。福建舰采用了最先进的电磁弹射器，电磁弹射器的弹射车处于强磁场中，当弹射车内的导体有强电流通过时，弹射车就给舰载机提供强大的推力而快速起飞。下列各图能正确反映电磁弹射器工作原理的是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示是扬声器（喇叭）的结构图，当扬声器的线圈中通入携带声音的信息、时刻变化的电流时，线圈会在永久磁体的作用下受到力的作用并带动纸盆振动发声，下列说法中正确的是（　　） A．扬声器工作时是将机械能转化为电能 B．扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动 C．锥形纸盆振动得越快，响度越大 D．扬声器的工作原理与发电机的工作原理相同 4．如图所示为无线骨传导耳机，其发声元件为扬声器，由其发出的声音可以不经过人的外耳道而通过颅骨进行传播，从而使人听到声音。下列能反映耳机的扬声器工作原理的是（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，某同学自制了一个扬声器，将线圈紧密粘贴在纸杯底部，在线圈上方放置一个强磁体，在线圈中通入交变电流后，纸杯振动发声。下列说法正确的是（　　） A．该扬声器的工作原理是电磁感应现象 B．磁场对线圈的力的方向随电流方向的改变而改变 C．自制的扬声器产生的声音不是振动产生的 D．线圈中的电流不会产生磁场 6．小明拆开了实验室某电流表，看到内部结构大致如图所示。通电后发现，内部线圈转动会带动螺旋弹簧以及指针偏转。下列说法错误的是（　　） A．它利用了通电导体在磁场中受到力的作用的原理 B．通过电流表的电流越大，螺旋弹簧的形变越大 C．螺旋弹簧的形变越大，指针偏转越明显 D．若电流从负接线柱流入，内部线圈不会受到力的作用 7．图甲是小明自制了一个电磁秋千玩具，其原理如图乙所示。闭合开关后，推动一下永磁体，它在电磁铁排斥作用下来回摆动。下列说法正确的是（　　） A．电流从导线的A端流入螺线管 B．通电螺线管的下端为N极 C．通电螺线管周围真实存在磁感线 D．改变导线中电流方向，通电螺线管磁性强弱会改变 8．电动车轻便、节能、环保，是人们最喜爱的出行工具。启动车辆后，只需向后旋转把手（如图甲），就能调节车速。调速装置本质上是一个电位器，乙图是模拟电动车工作的电路实物图，下列分析正确的是（　　） A．为避免生锈，滑片可以用塑料制成 B．乙图中，若顺时针旋转滑片，电动机的转速变慢 C．乙图中，若顺时针旋转滑片，电动机的电压变大 D．增大电位器电阻丝的横截面积，可以增大调节车速的范围 二．多选题（共1小题） （多选）9．如图所示是实验室中电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中的电流越大，指针偏转角度越大。则下列说法正确的是（　　） A．该装置利用了电流的热效应原理 B．线圈中有电流通过时，把电能全部转化为内能 C．改变线圈中的电流方向，其转动方向也会改变 D．线圈中的电流越大，其所受的磁场力越大 三．填空题（共8小题） 10．如图，移动变阻器R1的滑片向 　 　 移，导线AB受力摆动就增大，说明磁场对通电导体的作用力大小与 　 　 有关；移动变阻器R2的滑片向 　 　 移，导线AB受力摆动也增大。 11．白炽灯是一种电流通过灯丝，灯丝发热发光的照明电器，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝晃动，说明通电导体在磁场中　 　 ，由此原理可以制成　 　 （选填“发电机”或“电动机”）。 12．如图甲所示，“×”代表磁场方向垂直纸面向里，通电导体的受力方向与电流方向和磁场方向有关，如果导体ab的电流方向向上，导体ab受到向左的力的作用，若一电子沿图乙所示的方向运动，该电子受到向　 　 （选填“左”或“右”）的力，理由是　 　 13．动圈式扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。图甲是扬声器的构造示意图，它主要由固定的永久磁体、可以活动的线圈和锥形纸盆构成。 （1）如图乙，若把扬声器的A接线柱接电源的正极，B接负极，则线圈的右端是 　 　 极（选填“N”或“S”）。 （2）用“⊗”表示导线中的电流垂直纸面向内，“⊙”表示导线中的电流垂直纸面向外，线圈中P处的导线受到磁场的力FP方向如图丙所示，请在图丙中画出线圈Q处受力的方向； （3）把音频信号输入扬声器时，固定在扬声器附近的分贝仪示数如图丁；仅调节音量旋钮后，分贝仪的示数如图戊，则扬声器发出的声音一定发生改变的是 　 　 （选填“音调”、“响度”或“音色”）； （4）扬声器把 　 　 能转化为 　 　 能； （5）如图己，在发出声音的扬声器前方放置一根点燃的蜡烛，发现烛焰在跳动，说明 　 　 。 14．物理老师打开电流表的外壳让同学们观察电流表内部结构，其结构示意图如图甲所示，给线圈通入电流后，线圈会顺时针转动。若撤去磁体，再给电表线圈通入大小和方向均相同的电流，指针将　 　 （选填“不动”“顺时针转动”或“逆时针转动”）；若将磁铁两个磁极对调，再给线圈通入大小相同方向相反的电流，电表指针将沿　 　 （选填“顺”或“逆”）时针转动。把线圈拆出来，其侧面示意图如图乙所示，若通入图中标注方向的电流，它的A端是　 　 （选填“N”或“S”）极。 15．研究电动机的工作过程，电动机的工作原理是磁场对 　 　 有力的作用。图1中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 　 　 。线圈从图示位置再转动90度后线圈将恰好达到平衡位置，并最终停在该位置，图2中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 　 　 。 16．如图甲所示为某物理小组制作出的神奇的转框，将金属线弯成一个线框，与干电池和吸附在干电池上圆柱形金属磁体分别接触，这样金属框就可以绕电池持续转动，图乙为该实验装置的电路示意图，转框可用的金属材料是 　 　 ；若想使转框反方向旋转，可采取的措施是 　 　 。 17．随着国内电车的持续发展，目前已经出现部分电车的纯电续航里程可以达到1032千米。在使用过程中，纯电动汽车利用电动机主要将　 　 能转化为机械能，实现废气零排放，与传统燃油车相比，主要优势是　 　 。 四．作图题（共1小题） 18．如图所示，表示电流垂直纸面向外的通电导线，表示电流垂直纸面向里的通电导线。根据图甲中通电导体的受力情况，画出乙、丙、丁中通电导体受力的方向。 五．实验探究题（共3小题） 19．中国深圳大疆创新科技有限公司作为全球顶尖的无人机制造商，推出的精灵系列“四旋翼”无人机备受用户欢迎。它采用4个电动机带动螺旋桨转动，对下方空气施力的同时获得升力，下表是该无人机的部分参数： 电源额定电压 电池容量 电动机工作电压 每个电动机额定功率 电动机数量 整机质量 15V 5000mA•h 12V 50W 4 2kg （1）无人机绕过障碍物的过程中，其运动状态 　 　 （选填“发生”或“未发生”）改变。如图乙是无人机竖直向上运动的v﹣t图象，由图象可知，在0～5s内，无人机受到的升力 　 　 （填“大于”“等于”或“小于”）重力；在5～10s内，无人机受到的升力等于 　 　 N。该无人机通过螺旋桨转动获得升力，运用的原理是物体间力的作用是 　 　 的。 （2）无人机旋翼是利用通电线圈在 　 　 中受力转动的原理工作的，增大线圈中的电流，旋翼的转速会 　 　 （选填“变快”或“变慢”）。 （3）电动机在工作时要保持其两端电压为12V不变，通过电子调速器（简称电调）来控制电动机的电流从而改变电动机的功率，每一个电动机连接一个电调，那么电动机和电调的连接方式是 　 　 （选填“并联”或“串联”），若电源电压全部加在某一电动机和电调的两端，则电动机和电调的电压之比为 　 　 。 20．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吗？ （2）如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，导体静止不动。闭合开关后，导体 　 　 ，说明磁场对通电导体有力的作用； （3）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，导体ab运动方向 　 　 ，说明通电导体在磁场中的受力方向与 　 　 有关； （4）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； （5）实验时小亮应该选 　 　 （选填“铁棒”或“铜棒”）做材料制成导体棒ab。 21．图甲是“探究磁场对通电导体的作用”实验装置。 （1）在实验时，是通过观察　 　 来显示通电导体在磁场中受到磁场力的作用。 （2）移动滑动变阻器的滑片到适当位置，闭合开关，发现金属棒ab向右运动。保持磁场方向不变，只改变电路中的电流方向，闭合开关，发现金属棒ab向左运动；保持电流方向不变，只把磁体的N、S极调换一下，发现金属棒ab向左运动；让磁场方向、电流方向同时改变，发现金属棒ab向右运动。根据观察到的实验现象，进行分析，可以得到的结论是：磁场对通电导体有力的作用，且力的方向与　 　 和　 　 有关。 （3）根据该实验原理，小明用一段漆包铜线绕成线圈，自制了一个如图乙所示的简易电动机，用小刀刮去两端的漆皮，另一端只刮去半圈。按这种方法刮漆的目的有两个：一是使线圈能够　 　 ，二是这一部位能起到　 　 （填某一部件的名称）的作用。 （4）下列装置中用到该实验原理的是　 　 （填字母）。 A．扬声器 B．动圈式话筒 C．发电机 参考答案与试题解析 一．选择题（共8小题） 1．用如图所示的装置探究磁场对通电直导线的作用，给铝棒AB通电，观察到AB向右运动，要使AB通电后向左运动，下列做法中可行的是（　　） A．仅换用磁性更强的蹄形磁体 B．仅增加AB中的电流强度 C．仅将蹄形磁体的N、S极对调 D．仅将铝棒AB换成铜棒 【分析】通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与两个因素有关：一个是磁场方向，另一个是电流方向。如果只改变一个因素，则导体受力方向改变，如果同时改变两个因素，则导体受力方向不变。 【解答】解：A、仅换用磁性更强的蹄形磁体，能增大AB的运动速度，不会改变运动方向，故A错误； B、仅增加AB中的电流强度，能增大AB的运动速度，不会改变运动方向，故B错误； C、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C正确； D、将铝棒AB换成铜棒，电流方向不改变，磁场方向不改变，受力运动方向不改变，故D错误。 故选：C。 【点评】要改变磁场中通电直导线的运动方向，只改变电流方向和磁场方向中的一个即可，两个因素不能同时改变。 2．2024年5月1日8时许，我国第三艘航空母舰福建舰从江南造船厂解缆起航，赴相关海域开展首次航行试验。福建舰采用了最先进的电磁弹射器，电磁弹射器的弹射车处于强磁场中，当弹射车内的导体有强电流通过时，弹射车就给舰载机提供强大的推力而快速起飞。下列各图能正确反映电磁弹射器工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【分析】（1）奥斯特实验，说明电流周围存在磁场； （2）电磁铁磁性的大小与电流的大小和线圈的匝数有关； （3）通电导体在磁场中受到磁场力的作用； （4）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流。 【解答】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，其原理与电动机相同。 A．图A是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故A不符合题意； B．图B是探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，故B不符合题意； C．图C有电源，通电导体在磁场中受力运动，是电动机原理，故C符合题意； D．图D没有电源，是探究电磁感应现象的实验，故D不符合题意。 故选：C。 【点评】对于电磁学中的电流磁效应、磁场对通电导体有力的作用、电磁感应等实验要注意区分，属常见题型。 3．如图所示是扬声器（喇叭）的结构图，当扬声器的线圈中通入携带声音的信息、时刻变化的电流时，线圈会在永久磁体的作用下受到力的作用并带动纸盆振动发声，下列说法中正确的是（　　） A．扬声器工作时是将机械能转化为电能 B．扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动 C．锥形纸盆振动得越快，响度越大 D．扬声器的工作原理与发电机的工作原理相同 【分析】动圈式话筒的工作原理是：电磁感应现象的应用。工作过程是：声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器。 音调与频率有关，频率越大，音调越高。 【解答】解：AB、扬声器把电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受力原理来工作的，在工作中是将电能转化为机械能，故A错误、B正确； C、锥形纸盆振动得越快，音调越大，故C错误； D、扬声器把电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受力原理来工作的，电磁感应现象是发电机的工作原理，故D错误。 故选：B。 【点评】本题主要考查学生对动圈式话筒的构造和原理的了解和掌握，是一道中等题。 4．如图所示为无线骨传导耳机，其发声元件为扬声器，由其发出的声音可以不经过人的外耳道而通过颅骨进行传播，从而使人听到声音。下列能反映耳机的扬声器工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【分析】扬声器的线圈中通过携带声音信息、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。 【解答】解：无线骨传导耳机的扬声器的原理是磁场对通电导体有力的作用。 A．是奥斯特实验，证明通电导线周围存在磁场，故A不正确； B．是探究电磁铁磁性强弱影响因素的实验装置，故B不正确； C．是电磁感应现象实验装置原理图，故C不正确； D．是探究磁场对通电导体有力的作用的实验装置，故D正确。 故选：D。 【点评】本题是一道综合了电和磁多个知识点的题目，做题时要对照相关的物理知识，仔细分析每一种情况的对错。 5．如图所示，某同学自制了一个扬声器，将线圈紧密粘贴在纸杯底部，在线圈上方放置一个强磁体，在线圈中通入交变电流后，纸杯振动发声。下列说法正确的是（　　） A．该扬声器的工作原理是电磁感应现象 B．磁场对线圈的力的方向随电流方向的改变而改变 C．自制的扬声器产生的声音不是振动产生的 D．线圈中的电流不会产生磁场 【分析】（1）扬声器的工作原理：通电线圈在磁场中受到力的作用； （3）扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置，它的原理是通电线圈在磁场中受力而运动，由此带动纸盆振动发出声音； （4）通电导线圈周围存在磁场。 【解答】解：A．该扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用而运动，故A错误； B．通电导体在磁场中所受力的方向与电流方向和磁场方向有关，因此磁场对线圈的力的方向随电流方向的改变而改变，故B正确； C．自制的扬声器产生的声音是振动产生的，故C错误； D．因为电流的磁效应，线圈中的电流也会产生磁场，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查扬声器和电磁继电器的工作原理、电磁感应现象、磁场对电流的作用以及电生磁现象，这是常考题，有一定的难度。 6．小明拆开了实验室某电流表，看到内部结构大致如图所示。通电后发现，内部线圈转动会带动螺旋弹簧以及指针偏转。下列说法错误的是（　　） A．它利用了通电导体在磁场中受到力的作用的原理 B．通过电流表的电流越大，螺旋弹簧的形变越大 C．螺旋弹簧的形变越大，指针偏转越明显 D．若电流从负接线柱流入，内部线圈不会受到力的作用 【分析】首先利用图示的装置分析出其制成原理，即通电线圈在磁场中受力转动，线圈的转动可以带动指针的偏转。然后据此选择正确的选项。 【解答】解：实验室某电流表通电后发现，内部线圈转动会带动螺旋弹簧以及指针偏转，因此其原理为通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大。因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。 A、通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电导体在磁场中受到力的作用，故A正确； BC、通过电流表的电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大，螺旋弹簧的形变越大，指针偏转越明显，故BC正确； D、若电流从负接线柱流入，磁场方向不变，线圈内电流方向改变，通电线圈受力方向改变，故D错误。 故选：D。 【点评】在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的制成原理；对不同测量工具的制成原理，是一个热点题型，需要重点掌握。 7．图甲是小明自制了一个电磁秋千玩具，其原理如图乙所示。闭合开关后，推动一下永磁体，它在电磁铁排斥作用下来回摆动。下列说法正确的是（　　） A．电流从导线的A端流入螺线管 B．通电螺线管的下端为N极 C．通电螺线管周围真实存在磁感线 D．改变导线中电流方向，通电螺线管磁性强弱会改变 【分析】B．磁极间的相互作用规律：同名磁极相排斥，异名磁极相吸引； A．根据安培定则判断电流方向； C．磁感线是假想的曲线，通电螺线管外不存在磁感线； D．电磁铁的磁性强弱和电流大小、线圈匝数有关。 【解答】解：B.根据题意，永磁体的下端为S极，与通电螺线管上端相互排斥，因此通电螺线管上端的磁极为S极，下端的磁极为N极，故B正确，符合题意； A．根据安培定则可知，电流从电磁铁的B端流入，A端流出，故A错误，不符合题意； C．磁感线是假想的曲线，通电螺线管外不存在磁感线，故C错误，不符合题意； D．电磁铁由螺线管和铁芯两部分组成，电磁铁的磁性强弱和电流大小、线圈匝数有关，改变导线中电流方向，通电螺线管磁性强弱不会改变，故D错误，不符合题意。 故选：B。 【点评】本题主要考查了磁极间的相互作用，安培定则的应用，磁感线的概念，以及通电螺线管磁性强弱的影响因素。 8．电动车轻便、节能、环保，是人们最喜爱的出行工具。启动车辆后，只需向后旋转把手（如图甲），就能调节车速。调速装置本质上是一个电位器，乙图是模拟电动车工作的电路实物图，下列分析正确的是（　　） A．为避免生锈，滑片可以用塑料制成 B．乙图中，若顺时针旋转滑片，电动机的转速变慢 C．乙图中，若顺时针旋转滑片，电动机的电压变大 D．增大电位器电阻丝的横截面积，可以增大调节车速的范围 【分析】（1）导体是容易导电的物体； （2）根据串联电路电阻与电流、电压特点进行判断； （3）长度与材料相同时，横截面越大，电阻越小。 【解答】解：A、调速装置本质上是一个电位器，滑片需要起到导电作用，所以必须选用导体，而塑料是绝缘体，无法导电，故A错误； BC、由图乙所示，电位器接入的部分是滑片的下方电阻丝的长度，若顺时针旋转滑片，电路中电阻丝的长度变短，电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的源电压一定时，电流变大，转速变快，根据U＝IR得，电动机两端电压变大，故B错误，C正确； D、当电位器电阻丝的横截面积增大时，最大电阻值减小，所以，电位器阻值变化小，分压变化小，因此调节车速的范围变小，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了有关电阻和导体的知识，属于基础题。 二．多选题（共1小题） （多选）9．如图所示是实验室中电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中的电流越大，指针偏转角度越大。则下列说法正确的是（　　） A．该装置利用了电流的热效应原理 B．线圈中有电流通过时，把电能全部转化为内能 C．改变线圈中的电流方向，其转动方向也会改变 D．线圈中的电流越大，其所受的磁场力越大 【分析】首先利用图示的装置分析出其制成原理，即通电线圈在磁场中受力转动，线圈的转动可以带动指针的偏转；然后找出与电流表的原理相同的选项即可。 【解答】解：A、通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，故A错误； B、线圈中有电流通过时，电能转化为机械能和内能，故B错误； C、改变线圈中的电流方向，其转动方向会发生改变，故C正确； D、电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大，因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小，故D正确。 故选：CD。 【点评】在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的制成原理；对不同测量工具的制成原理，是一个热点题型，需要重点掌握。 三．填空题（共8小题） 10．如图，移动变阻器R1的滑片向 　右　 移，导线AB受力摆动就增大，说明磁场对通电导体的作用力大小与 　磁场的强弱　 有关；移动变阻器R2的滑片向 　左　 移，导线AB受力摆动也增大。 【分析】首先判断左侧构成了电磁铁，滑动变阻器的滑动可改变其磁场的强弱，同时，右侧是通电导线在磁场中受力，其受力的大小与磁场的强弱和电流的大小有关。 【解答】解：如图可知，左侧构成了电磁铁，滑动变阻器的滑动可改变其磁场的强弱，右侧是通电导线在磁场中受力，其受力的大小与磁场的强弱和电流的大小有关。 故移动变阻器R1的滑片向右，电路中电流增大，电磁铁磁性增强，导线ab受力摆动就增大，说明磁场对通电导体的作用力与磁场的强弱有关； 移动变阻器R2的滑片向左移，导线中电流增大，导线ab受力摆动也增大，说明磁场对通电导线的作用力大小与电流的大小有关。 故答案为：右；磁场的强弱；左。 【点评】本题同时考查了电流的变化，对磁场强弱以及通电导体在磁场中受力情况的影响，设计较为巧妙，考查了两个较为重要的知识点。 11．白炽灯是一种电流通过灯丝，灯丝发热发光的照明电器，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝晃动，说明通电导体在磁场中　受到力的作用　 ，由此原理可以制成　电动机　 （选填“发电机”或“电动机”）。 【分析】通电导体在磁场中受力运动，电动机就是利用这个原理制成的。 【解答】解：通电导体在磁场中受力运动，所以将磁体靠近发光的灯泡时，灯泡中有电流通过，并且是交流电，所以会受到磁场力的作用，并且方向在时刻改变，所以灯丝会晃动；电动机是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。 故答案为：受到力的作用；电动机。 【点评】该题考查了通电导线在磁场中受力运动和电动机的原理等知识，是一道基础性题目，难度不大。 12．如图甲所示，“×”代表磁场方向垂直纸面向里，通电导体的受力方向与电流方向和磁场方向有关，如果导体ab的电流方向向上，导体ab受到向左的力的作用，若一电子沿图乙所示的方向运动，该电子受到向　右　 （选填“左”或“右”）的力，理由是　电子定向移动形成电流，电子定向移动的方向与电流的方向相反，与甲图对比可知，电流方向相反，磁场方向不变，则受力方向改变　 【分析】通电导体的受力方向与电流方向和磁场方向有关，若其中一个因素改变，则受力方向会改变；电子带负电，电子定向移动的方向与电流的方向相反。 【解答】解： 电子带负电，电子定向移动的方向与电流的方向相反，由图可知，电子向上运动，则电流的方向是向下的；与甲图对比可知，磁场方向不变，而电流方向相反，所以电子受到力的方向为向右。 故答案为：右；电子定向移动形成电流，电子定向移动的方向与电流的方向相反，与甲图对比可知，电流方向相反，磁场方向不变，则受力方向改变。 【点评】本题考查了电流的方向、磁场对电流的作用，难度不大。 13．动圈式扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。图甲是扬声器的构造示意图，它主要由固定的永久磁体、可以活动的线圈和锥形纸盆构成。 （1）如图乙，若把扬声器的A接线柱接电源的正极，B接负极，则线圈的右端是 　N　 极（选填“N”或“S”）。 （2）用“⊗”表示导线中的电流垂直纸面向内，“⊙”表示导线中的电流垂直纸面向外，线圈中P处的导线受到磁场的力FP方向如图丙所示，请在图丙中画出线圈Q处受力的方向； （3）把音频信号输入扬声器时，固定在扬声器附近的分贝仪示数如图丁；仅调节音量旋钮后，分贝仪的示数如图戊，则扬声器发出的声音一定发生改变的是 　响度　 （选填“音调”、“响度”或“音色”）； （4）扬声器把 　电　 能转化为 　机械　 能； （5）如图己，在发出声音的扬声器前方放置一根点燃的蜡烛，发现烛焰在跳动，说明 　声音可以传递能量　 。 【分析】（1）根据安培定则确定通电线圈的磁极； （2）通电导线在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关，当只改变其中一个方向时受力方向会相反，当同时改变电流和磁场方向时受力方向不变； （3）分贝是声音响度的单位，分贝仪显示的是声音的响度大小； （4）扬声器的原理是通电导体在磁场中受力运动； （5）声音可以传递信息和能量。 【解答】解：（1）若把扬声器的A接线柱接电源的正极，B接负极，则电流从线圈的左侧流入，右侧流出，由安培定则可知，通电线圈的右端是N极； （2）由图可知，线圈Q处导线中的电流方向与线圈中P处的导线的电流方向相反，导线所处的磁场方向相反，由通电导线在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向关系可知，线圈Q处受力的方向与线圈中P处的导线受到磁场的力FP方向相同，如图所示： （3）分贝是声音响度的单位，分贝仪的示数发生了变化，说明扬声器发出的声音一定发生改变的是响度； （4）扬声器的原理是通电导体在磁场中受力运动，扬声器工作时，把电能转化为机械能； （5）在发出声音的扬声器前方放置一根点燃的蜡烛，发现烛焰在跳动，说明声音可以传递能量。 故答案为：（1）N；（2）见解析；（3）响度；（4）电；机械；（5）声音可以传递能量。 【点评】本题考查了安培定则、通电导体在磁场中受到力的作用、能量的转化、声音的利用等，属于综合题。 14．物理老师打开电流表的外壳让同学们观察电流表内部结构，其结构示意图如图甲所示，给线圈通入电流后，线圈会顺时针转动。若撤去磁体，再给电表线圈通入大小和方向均相同的电流，指针将　不动　 （选填“不动”“顺时针转动”或“逆时针转动”）；若将磁铁两个磁极对调，再给线圈通入大小相同方向相反的电流，电表指针将沿　顺　 （选填“顺”或“逆”）时针转动。把线圈拆出来，其侧面示意图如图乙所示，若通入图中标注方向的电流，它的A端是　S　 （选填“N”或“S”）极。 【分析】（1）电流表利用的是通电导体在磁场中受力运动； （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； （3）根据安培定则判断线圈的磁极。 【解答】解：（1）电流表指针偏转的原因是通电线圈在磁场中受力转动，电流表通电后线圈转动，带动指针偏转，撤去磁体再次通电，指针不动； （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，若将磁铁两个磁极对调，再给线圈通入大小相同方向相反的电流，受力方向不变，电表指针偏转方向不变； （3）由图乙可知，电流从线圈上方流入，由安培定则可知，B端为N极，A端为S极。 故答案为：不动；顺；S。 【点评】本题考查电流表的工作原理、安培定则的应用和影响通电导体在磁场中受力方向的因素，属于基础题。 15．研究电动机的工作过程，电动机的工作原理是磁场对 　通电导体　 有力的作用。图1中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 　电流方向不同　 。线圈从图示位置再转动90度后线圈将恰好达到平衡位置，并最终停在该位置，图2中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 　换向器　 。 【分析】电动机是利用通电线圈在磁场中受到力的作用。 导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关。 换向器可以自动改变磁场中的电流方向。 【解答】解：电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用。 电流在ab边和cd边的方向不同，磁场方向相同，受力方向改变。 线圈从图示位置再转动90度后线圈将恰好达到平衡位置，并最终停在该位置，图2中的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器。 故答案为：通电导体；电流方向不同；换向器。 【点评】本题考查的是电动机的基本原理；知道换向器的作用。 16．如图甲所示为某物理小组制作出的神奇的转框，将金属线弯成一个线框，与干电池和吸附在干电池上圆柱形金属磁体分别接触，这样金属框就可以绕电池持续转动，图乙为该实验装置的电路示意图，转框可用的金属材料是 　铜　 ；若想使转框反方向旋转，可采取的措施是 　调换电池的正负极或调换磁体的N、S极　 。 【分析】结合电动机的工作原理分析；电动机的转动方向由电流方向和磁场方向决定。 【解答】解：转框可用的金属材料是导体，如铜、铝；电动机的转动方向由电流方向和磁场方向决定，若想使转框反方向旋转，可采取的措施是调换电池的正负极或调换磁体的N、S极。 故答案为：铜；调换电池的正负极或调换磁体的N、S极。 【点评】此题考查了电动机的工作原理。 17．随着国内电车的持续发展，目前已经出现部分电车的纯电续航里程可以达到1032千米。在使用过程中，纯电动汽车利用电动机主要将　电　 能转化为机械能，实现废气零排放，与传统燃油车相比，主要优势是　环保低碳　 。 【分析】电动机工作时主要将电能转化为机械能，纯电动汽车的主要优势是环保低碳。 【解答】解：纯电动汽车利用电动机在使用过程中消耗电能，使汽车能够前进，主要是将电能转化为机械能。 纯电动汽车在行驶过程中无尾气排放，不会产生二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物等气体，有助于减少空气污染，主要优势是环保低碳。 故答案为：电；环保低碳。 【点评】本题考查电动机的能量转化和电动汽车的优势，难度不大。 四．作图题（共1小题） 18．如图所示，表示电流垂直纸面向外的通电导线，表示电流垂直纸面向里的通电导线。根据图甲中通电导体的受力情况，画出乙、丙、丁中通电导体受力的方向。 【分析】先由已知的甲图中关系明确磁场的方向，利用受力方向与磁场方向和电流方向的关系确定：一个方向变化，受力方向变化，两个方向同时变化，受力方向不变；再分别对乙、丙、丁求解。 【解答】解：由甲图知，磁场方向向下，电流方向垂直纸面向外，导体受力方向向右。 乙相对甲而言，磁场方向发生了变，电流方向不变，导体受力方向向左； 丙相对甲而言，磁场方向不变，电流方向改变，则导体受力方向向左； 丁相对甲而言，电流方向改变，磁场方向改变，则导体受力方向不变，向右；如图所示： 【点评】本题由已知的甲图中关系明确磁场的方向和电流的方向，其他三图利用电流方向、与磁场方向确定受力的方向。 五．实验探究题（共3小题） 19．中国深圳大疆创新科技有限公司作为全球顶尖的无人机制造商，推出的精灵系列“四旋翼”无人机备受用户欢迎。它采用4个电动机带动螺旋桨转动，对下方空气施力的同时获得升力，下表是该无人机的部分参数： 电源额定电压 电池容量 电动机工作电压 每个电动机额定功率 电动机数量 整机质量 15V 5000mA•h 12V 50W 4 2kg （1）无人机绕过障碍物的过程中，其运动状态 　发生　 （选填“发生”或“未发生”）改变。如图乙是无人机竖直向上运动的v﹣t图象，由图象可知，在0～5s内，无人机受到的升力 　大于　 （填“大于”“等于”或“小于”）重力；在5～10s内，无人机受到的升力等于 　20　 N。该无人机通过螺旋桨转动获得升力，运用的原理是物体间力的作用是 　相互　 的。 （2）无人机旋翼是利用通电线圈在 　磁场　 中受力转动的原理工作的，增大线圈中的电流，旋翼的转速会 　变快　 （选填“变快”或“变慢”）。 （3）电动机在工作时要保持其两端电压为12V不变，通过电子调速器（简称电调）来控制电动机的电流从而改变电动机的功率，每一个电动机连接一个电调，那么电动机和电调的连接方式是 　串联　 （选填“并联”或“串联”），若电源电压全部加在某一电动机和电调的两端，则电动机和电调的电压之比为 　4：1　 。 【分析】（1）物体速度变化、运动方向变化都属于运动状态变化； 分析图乙可知，由图像可知，在0～5s内，无人机的速度是加速运动，分析受力； 在5s～10s内，无人机的速度是匀速运动，无人机受到的升力等于重力； 力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的； （2）通电导体在磁场中受到磁力作用，磁力的大小与电流大小有关； （3）根据题意和串并联电路的特点可判断电动机和电调的连接方式；根据串联电路电压特点求出电动机和电调的电压之比。 【解答】解：（1）无人机绕过障碍物的过程中，运动的方向发生了改变，其运动状态发生改变； 分析图乙可知，由图像可知，在0～5s内，无人机做加速运动，则无人机处于非平衡状态，升力大于重力； 在5s～10s内，无人机的速度是匀速运动，受到的力是平衡力，大小相等，所以无人机受到的升力等于重力， G＝mg＝2kg×10N/kg＝20N； 无人机螺旋桨高速旋转向下击打空气，对空气有一个向下的力，同时空气对螺旋桨有一个向上的力使无人机获得向上的升力，这是利用物体间力的作用是相互的； （2）无人机旋翼主要组成部分有电动机，是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的，增大线圈中的电流，则磁力变大，旋翼的转速会变快； （3）由题意知，每一个电动机连接一个电调，通过电子调速器（简称电调）来控制电动机的电流从而改变电动机的功率，故电动机和电调的连接方式是串联。 根据串联电路电压规律可知，电调两端的电压：U电调＝U﹣U电动机＝15V﹣12V＝3V， 则电动机和电调的电压之比：U电动机：U电调＝12V：3V＝4：1。 故答案为：（1）发生；大于；20；相互；（2）磁场；变快；（3）串联；4：1。 【点评】本题是一道以多旋翼无人机为背景的信息给予题，主要考查运用能量转化知识和能量的计算、相互作用力知识、串联电路的特点等知识，是一道综合题，难度不大。 20．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 　磁场　 ，磁体会对通电导体产生力的作用吗？ （2）如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，导体静止不动。闭合开关后，导体 　运动　 ，说明磁场对通电导体有力的作用； （3）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，导体ab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）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 　电流方向　 有关； （5）实验时小亮应该选 　铜棒　 （选填“铁棒”或“铜棒”）做材料制成导体棒ab。 【分析】（1）通电导体周围存在磁场； （2）通电导体在磁场中受到力的作用； （3）（4）通电导体在磁场中受力方向和磁场方向和电流方向有关； （5）铜棒不被磁化吸引，适合做实验导体。 【解答】解：（1）根据课本奥斯特实验知：通电导体周围存在磁场。 （2）将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，导体静止不动，闭合开关后，电路中有电流，导体ab开始运动，说明磁场对通电导体有力的作用。 （3）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，磁场方向改变，电流方向不变，导体ab运动方向发生变化，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。 （4）断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，磁场方向不变，电流方向改变，导体ab运动方向改变，说明通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向有关。 （5）由（3）（4）分析可知，通电导体在磁场中受力方向与电流方向及磁场方向有关，如果同时改变磁场方向和电流方向，通电导体在磁场中受力方向不变，且没有控制变量，所以不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。铁棒会被磁铁吸引，影响实验；铜棒不被磁化吸引，适合做实验导体。 故答案为：（1）磁场；（2）运动； （3）相反；磁场方向； （4）电流方向； （5）铜棒。 【点评】此题考查了磁场对通电导体的作用、能量的转化，难度不大，属基础题目。 21．图甲是“探究磁场对通电导体的作用”实验装置。 （1）在实验时，是通过观察　金属棒ab的运动　 来显示通电导体在磁场中受到磁场力的作用。 （2）移动滑动变阻器的滑片到适当位置，闭合开关，发现金属棒ab向右运动。保持磁场方向不变，只改变电路中的电流方向，闭合开关，发现金属棒ab向左运动；保持电流方向不变，只把磁体的N、S极调换一下，发现金属棒ab向左运动；让磁场方向、电流方向同时改变，发现金属棒ab向右运动。根据观察到的实验现象，进行分析，可以得到的结论是：磁场对通电导体有力的作用，且力的方向与　电流的方向　 和　磁场的方向　 有关。 （3）根据该实验原理，小明用一段漆包铜线绕成线圈，自制了一个如图乙所示的简易电动机，用小刀刮去两端的漆皮，另一端只刮去半圈。按这种方法刮漆的目的有两个：一是使线圈能够　导电　 ，二是这一部位能起到　换向器　 （填某一部件的名称）的作用。 （4）下列装置中用到该实验原理的是　A　 （填字母）。 A．扬声器 B．动圈式话筒 C．发电机 【分析】（1）在探究“磁场对通电导线的作用”实验中，通过观察金属棒的是否移动，判断是否受力； （2）通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向两个因素有关：一个是磁场方向，另一个是电流方向。如果只改变一个因素，则导体受力方向改变，如果同时改变两个因素，则导体受力方向不变； （3）换向器的作用是当线圈刚转过平衡位置时，能够自动改变线圈中的电流方向，使线圈能够持续转动下去； （4）根据扬声器、动圈式话筒、发电机的工作原理分析。 【解答】解：（1）由图可知，闭合开关，电路中有电流通过，导体棒ab受力在磁场中运动，是通过观察金属棒ab的运动来显示通电导体在磁场中受到磁场力的作用，判断受力的方向。 （2）闭合开关，发现金属棒ab向右运动；保持磁场方向不变，只改变电路中的电流方向，发现金属棒ab向左运动；保持电流方向不变，只把磁铁的N、S极调换一下，闭合开关，发现金属棒ab向左运动，说明通电导体受力的方向与磁场的方向有关；让磁场方向、电流方向同时改变，发现金属棒ab向右运动，通电导体受力的方向不变；综上所述磁场对通电导线有力的作用，且力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。 （3）将线圈两端引线的漆皮，金属具有导电性，一端全部刮掉，金属能够导电；二是另一端只刮去半周，当线圈刚转过平衡位置时，线圈由于惯性转过另半圈；它的作用就相当于电动机中的换向器。 （4）A．扬声器的原理是电导体在磁场中受到磁场力的作用，故A符合题意； BC．动圈式话筒和发电机的原理是电磁感应，故BC不符合题意； 故选A。 故答案为：（1）金属棒ab的运动； （2）电流的方向；磁场的方向； （3）导电；换向器； （4）A。 【点评】此题主要考查了探究“磁场对通电导线的作用”实验、电动机的工作原理、换向器在电动机中的作用等知识，难度不大。 学科网（北京）股份有限公司 $