20.4 电动机 同步知识点对点讲义-2025-2026学年人教版九年级全一册物理

本讲义聚焦“电动机”核心知识点，从磁场对通电导线的作用切入，探究力的方向与电流、磁场方向的关系，再分析通电线圈转动及平衡位置问题，通过换向器解决连续转动难题，最终构建电动机构造（转子、定子）、原理及应用（如扬声器）的完整知识链。 该资料以科学探究为主线，设计多步骤实验（如导体棒在磁场中运动方向探究）培养科学探究能力，结合例题和中考真题强化科学思维，联系工业机器人等生活实例深化物理观念。课中辅助实验教学，课后易错点分析助力学生查漏补缺。

第二十章 电与磁 第4节 电动机 · 导入 电力机车、电梯、电风扇、冰箱、洗衣机、机器人（图20.4-1），以及各种电动玩具都离不开电动机。电动机已经应用在现代社会生产生活的各个方面。给电动机通电，它就能够转动。这是为什么？ 图20.4-1 工业机器人 · 知识点对点 一、磁场对通电导线的作用☆☆☆ 知识1 通电导体棒在磁场中的运动☆ 实验 通电导体棒在磁场中运动 提出问题 我们知道磁体在磁场中受到力的作用。磁体间通过磁场相互作用，通电导线周围有磁场，那么通电导线是不是也会在磁场中受到力的作用呢？如果受到力的作用，力的方向与什么因素有关？ 猜想 通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向可能与磁场的方向、导体中电流的方向有关。 设计并进行实验 图示 实验现象 实验分析 实验过程 图20.4-2 磁场中的导体棒 1 按照如图20.4-2所示装置，用两根平行的金属导轨，把导体棒ab支起来，并且让导体棒位于蹄形磁体的磁场中，接通电源，观察现象。 导体棒ab向左运动 导体棒ab通电后在磁场中受到力的作用 2 在实验1中，去掉蹄形磁体，接通电源，观察现象 导体棒ab不运动 与实验1中现象对比，说明磁场对通电导线有力的作用 3 保持N极、S极位置不变，把电源的正、负极对调后接入电路，使通过导体棒ab的电流方向与原来相反，接通电源，观察现象 导体棒ab向右运动 说明导体棒ab受力方向与电流方向有关 4 保持导体棒ab中的电流方向与实验中相同，把磁体的两个磁极对调，让磁场方向与原来方向相反，接通电源，观察现象。 导体棒ab向右运动 说明导体棒ab受力方向与磁场方向有关 5 在实验1中，同时改变导体棒ab中的电流方向和磁场方向，接通电源，观察现象。 导体棒ab向左运动 当电流方向与磁方向同时改变时，导体棒ab受力方向不变 实验结论 通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关系。 当电流的方向或磁场（磁感线）的方向有一个变的相反时，通电导线受力的方向也变得相反；当电流的方向和磁场（磁感线）的方向同时变得相反时，通电导线受力的方向不变。 · 例题 考点：通电导线在磁场中受到力的作用 1．（2025秋•夏津县期末）如图所示是电流表的内部结构示意图。当电流通过线圈时，线圈在磁场中转动从而带动指针偏转。下列选项图中和电流表工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 考点：探究磁场对通电导线的作用 2．（2025秋•南安市期末）小聪利用如图所示的装置做“探究磁场对通电导体的作用”实验。 （1）导体ab应选用轻质的　 　 （选填“铁棒”或“铝棒”）。 （2）接通电源，导体ab向右运动，该过程中　 　 能转化为　 　 能。 （3）将图中磁体的N、S极对调，观察到导体ab向　 　 运动，说明通电导体在磁场中受到力的方向与　 　 有关。 （4）如果将滑动变阻器的滑片向左移动，闭合开关，发现导体ab不动或运动得很慢这说明通电导体所受磁场力的大小与　 　 有关。 考点：影响通电导体在磁场中所受磁场力大小的因素 3．（2025•朔州模拟）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 考点：影响通电导线在磁场中所受磁场力方向的因素 4．（2025秋•威远县期末）实验表明，感应电流的方向与导体在磁场中运动的方向和　 　 方向有关；通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和　 　 方向有关。 考点：通电导线在磁场中的受力情况 5．（2025春•无锡校级月考）灵敏电流计的内部结构是当线圈中通入微小电流时，会带动与之相连的指针发生偏转，下列选项中能揭示其工作原理的实验是（　　） A． B． C． D． 知识2 通电线圈在磁场中的转动☆ 实验 通电线圈在磁场中转动 提出问题 实验中的直导线运动一段距离就会离开磁场，很难持续地运动。如果把一个通电线圈放在磁场中，它又会怎样运动呢？ 探究过程 验中按照如图20.4-3所示，把一个线圈放在磁场中，接通电源，让电流通过线圈，观察发生的现象。 图20.4-3 通电线圈不能连续转动 探究发现 线圈开始转动，但是不能连续转动，在图乙所示位置左右摆动几下，最后停在图乙所示的位置。 探究分析 （1）图甲中，线圈开始通电时，ab和cd两边在同一磁场中，电流方向相反，因此受到磁场的作用力方向相反，ab边受到向上的力，cd边受到向下的力，这两个力不再同一直线上，于是就使线圈开始转动。 （2）当转到图乙所示位置时，线圈受到的两个力在同一条直线上，大小相等、方向相反，两个力彼此平衡，这一位置称为线圈的平衡位置。 （3）线圈由于惯性会越过平衡位置转到图丙所示位置，此时，ab边受到向上的力，cd边受到向下的力，两个力大小相等、方向相反，不能使线圈继续顺时针转动，反而要使线圈反向转动，使其再回到图乙所示位置。 原因分析 线圈不能连续转动，是因为线圈越过了平衡位置以后，受到的力要阻碍它的转动。要使线圈连续转动起来，必须使线圈越过平衡位置时，能够及时改变线圈中两边的受力方向 解决办法 （1）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，这样线圈的转动不平稳，动力弱 （2）继续改进，在线圈转动的后半周，设法改变电流的方向，使线圈在后半周也获得同方向转动的动力，线圈会平稳、有力地转动下去。实现这一目的的装置叫换向器。 拓展 左手定则：把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，手心面向N极（叉进点出），四指指向电流所指方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向． · 例题 考点：磁场对通电线框的作用 6．（2025•吉安县一模）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 考点：左手定则 7．（2023•定远县校级一模）通电直导线在磁场中受到磁场力的方向可以用左手定则来判断：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过掌心，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指的方向就是通电直导线所受磁场力的方向，如图甲所示。请你判断：图乙中的线圈是　 　 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动的。 知识3 换向器☆ 项目 内容 构造 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。 图20.4-4 换向器 作用 当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。 图20.4-5 如图20.4-5所示，无论线圈的哪个边，只要它处于靠近磁体S极的一侧，其中的电流都是从我们这边朝纸内的方向流去，这时它的受力方向总是相同的（向上），线圈就可以不停地转动下去了。 · 例题 考点：换向器的构造及作用 8．（2025•松北区一模）实验器材是学习物理的重要工具，熟练使用器材可以更好的认识物理世界。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．利用测电笔可以辨别电池的正极和负极 D．利用换向器可以改变电动机线圈中电流方向 二、电动机的基本构造☆☆ 知识1 电动机☆ 项目 内容 定义 利用直流电源供电的电动机叫做直流电动机。 原理 通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的 能量转化 电能转化为机械能 结构 线圈和磁体两部分组成，能够转动的部分叫做转子，固定不动的部分叫做定子。 图20.4-6 电动机 图20.4-7 一种直流电动机的转子 工作过程 调节 电动机线圈的转向与转速均可调节 （1）转向的影响因素：电流的方向和磁场的方向 （2）转速的影响因素：电流的大小、磁场的强弱和线圈的匝数 · 例题 考点：电动机的基本构造 9．（2025•泗水县三模）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。 考点：电动机工作原理 10．（2026春•道里区校级月考）2026年央视春晚上，AI机器人与演员同台共为观众带来了科技与艺术融合的精彩表演。下列关于机器人运动过程中的物理知识分析，正确的是（　　） A．该机器人的身高约为180dm B．制造机器人的控制芯片核心材料是超导体 C．给机器人充电时，主要将化学能转化为电能 D．机器人的动力装置是电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受力的作用 考点：电动机转向与速度的调节 11．（2025秋•成都期末）小张做了一个有趣的实验，如图所示，以塑料管为连接轴将两个玩具电动机A、B的转轴连接起来，把小灯泡与电动机A连接，电源与电动机B连接，闭合开关后，灯亮了起来。两个电动机中起到发电机作用的是　 　 ；若只将电池正负极对调，闭合开关后电动机B的转动方向会　 　 。 考点：电动机的能量转化 12．（2025秋•平陆县期末）可充电扫地机器人是一种能对地面进行自动吸尘的智能家用电器，如图所示。下列关于扫地机器人的说法，正确的是（　　） A．充电时，它的电池相当于电源 B．扫地时，它的电池相当于用电器 C．充电时，它的电池将电能转化为化学能 D．扫地时，它的电池将化学能转化为机械能 考点：直流电动机的应用 13．（2025•扬州三模）将一段裸铜导线弯成如图甲所示形状的线框，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”，如图乙所示。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 知识2 扬声器☆ 项目 内容 作用 把电信号转换成声信号的一种装置 构造 永磁体、线圈、锥形纸盆等构成，如图20.4-7所示 图20.4-8 扬声器的构造示意图 原理 通电线圈在磁场中受力运动，当线圈中通有电流时，线圈受到磁场的作用而运动；当线圈中的电流反向时，线圈向相反方向运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的大小和方向不断变化，电流的方向影响纸盆运动的方向，电流的大小影响纸盆振动的幅度，于是扬声器就发出了随电流变化的声音。 应用 收音机、电视机、音响中都有扬声器 · 例题 考点：扬声器 14．（2025秋•桃城区期末）如图所示，下列操作或物理知识与结果对应正确的是（　　） A．甲：电磁感应→扬声器发声 B．乙：闭合开关→电磁铁一直有磁性 C．丙：同名磁极相斥→磁体相互远离 D．丁：闭合开关→小磁针静止不动 · 易错 × √ 1误认为直流电动机中，电流方向不变 实际电动机中换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时，自动昂改变通入线圈中的电流方强，使线圈连续转动。电动机有直流电动机和交流电动机两种。二者工作原理相同，这里的“直流”和“交流”是相对外电路而言的，外电路供电的电源为直流电源的即为直流电动机，外电路供电的电源为交流电源的即为交流点攻击，而内电路（即线圈）中的电流方向都改变。 · 中考真题 考点：通电导线在磁场中受到力的作用 1．（2024•湖北）下列设备利用了通电导线在磁场中受力工作的是（　　） A．司南 B．电饭煲 C．手持电风扇 D．风力发电机 考点：探究磁场对通电导线的作用 2．（2023•襄阳）小明利用如图所示的装置进行多次实验探究得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做 　 　 磁感线运动时，电路中就产生感应电流。若将装置中的电流表换成电源，闭合开关后会发现，导体棒摆动，则说明通电导体在磁场受到 　 　 的作用。 考点：影响通电导线在磁场中所受磁场力方向的因素 3．（2025•广东）如图所示实验中，闭合开关，导体ab向右运动。下列操作能让导体ab向左运动的是（　　） A．改变电压大小 B．改变电流方向 C．改变电流大小 D．改变导体ab长度 考点：通电导线在磁场中的受力情况 4．（2025•南通）如图所示，利用静电喷涂枪给物体喷漆。接通电源，电动机开始转动，负压发生器使喷枪内气压减小吸入涂料，涂料雾化成小颗粒并带上负电荷，从喷枪飞向被涂物。下列现象与物理知识对应不正确的是（　　） A．负压发生器使涂料吸入喷枪——大气压强 B．通电后电动机线圈受力转动——电磁感应现象 C．涂料喷出后颗粒间相互排斥——电荷间的作用力 D．涂料变干后粘牢在物体表面——分子间的作用力 考点：扬声器 5．（2025•河北）如图所示，下列操作或物理知识与结果对应正确的是（　　） A．甲：电磁感应→扬声器发声 B．乙：闭合开关→电铃发声 C．丙：同名磁极相斥→小车相互靠近 D．丁：导线触接电池负极→小磁针静止不动 考点：电动机工作原理 6．（2025•广安）如图是2024年杭州马拉松推出的机器狗配速员，机器狗内部电动机的工作原理是（　　） A．电磁感应现象 B．通电导体在磁场中受到力的作用 C．电流的磁效应 D．电流的热效应 考点：电动机转向与速度的调节 7．（2025•济南）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 考点：电动机的能量转化 8．（2025•云南）《本草纲目》记载“琥珀如血色，以布拭热，吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦，“吸得芥子”是因为琥珀摩擦带电能够 　 　 轻小的芥子。如图所示是心理健康教育设施“减压花”，人在花下喊出减压口令，花瓣会在电动机驱动下绽放，此过程中电能转化为花瓣的 　 　 （选填“机械”或“内”）能。 考点：直流电动机的应用 9．（2025•新疆）下列设备或用电器中，利用了电动机工作的是（　　） A．发电机 B．洗衣机 C．电视机 D．汽油机 第 2 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二十章 电与磁 第4节 电动机 · 导入 电力机车、电梯、电风扇、冰箱、洗衣机、机器人（图20.4-1），以及各种电动玩具都离不开电动机。电动机已经应用在现代社会生产生活的各个方面。给电动机通电，它就能够转动。这是为什么？ 图20.4-1 工业机器人 · 知识点对点 一、磁场对通电导线的作用☆☆☆ 知识1 通电导体棒在磁场中的运动☆ 实验 通电导体棒在磁场中运动 提出问题 我们知道磁体在磁场中受到力的作用。磁体间通过磁场相互作用，通电导线周围有磁场，那么通电导线是不是也会在磁场中受到力的作用呢？如果受到力的作用，力的方向与什么因素有关？ 猜想 通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向可能与磁场的方向、导体中电流的方向有关。 设计并进行实验 图示 实验现象 实验分析 实验过程 图20.4-2 磁场中的导体棒 1 按照如图20.4-2所示装置，用两根平行的金属导轨，把导体棒ab支起来，并且让导体棒位于蹄形磁体的磁场中，接通电源，观察现象。 导体棒ab向左运动 导体棒ab通电后在磁场中受到力的作用 2 在实验1中，去掉蹄形磁体，接通电源，观察现象 导体棒ab不运动 与实验1中现象对比，说明磁场对通电导线有力的作用 3 保持N极、S极位置不变，把电源的正、负极对调后接入电路，使通过导体棒ab的电流方向与原来相反，接通电源，观察现象 导体棒ab向右运动 说明导体棒ab受力方向与电流方向有关 4 保持导体棒ab中的电流方向与实验中相同，把磁体的两个磁极对调，让磁场方向与原来方向相反，接通电源，观察现象。 导体棒ab向右运动 说明导体棒ab受力方向与磁场方向有关 5 在实验1中，同时改变导体棒ab中的电流方向和磁场方向，接通电源，观察现象。 导体棒ab向左运动 当电流方向与磁方向同时改变时，导体棒ab受力方向不变 实验结论 通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关系。 当电流的方向或磁场（磁感线）的方向有一个变的相反时，通电导线受力的方向也变得相反；当电流的方向和磁场（磁感线）的方向同时变得相反时，通电导线受力的方向不变。 · 例题 考点：通电导线在磁场中受到力的作用 1．（2025秋•夏津县期末）如图所示是电流表的内部结构示意图。当电流通过线圈时，线圈在磁场中转动从而带动指针偏转。下列选项图中和电流表工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：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，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、发电机是利用电磁感应现象制成的，与电流表的制成原理无关，故A错误。B、图是奥斯特实验，说明通电导体的周围存在磁场，与电流表的制成原理无关，故B错误。C、电磁铁是利用电流的磁效应制成的，与电流表的工作原理无关，故C错误。D、电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的理论制成的，故D正确。故选：D。 考点：探究磁场对通电导线的作用 2．（2025秋•南安市期末）小聪利用如图所示的装置做“探究磁场对通电导体的作用”实验。 （1）导体ab应选用轻质的　铝棒　 （选填“铁棒”或“铝棒”）。 （2）接通电源，导体ab向右运动，该过程中　电　 能转化为　机械　 能。 （3）将图中磁体的N、S极对调，观察到导体ab向　左　 运动，说明通电导体在磁场中受到力的方向与　磁场方向　 有关。 （4）如果将滑动变阻器的滑片向左移动，闭合开关，发现导体ab不动或运动得很慢这说明通电导体所受磁场力的大小与　电流大小　 有关。 【解答】解：（1）为了确保实验中导体不受磁场的额外影响，应选择非磁性材料。铁棒是磁性材料，而铝棒是非磁性材料，因此应选择铝棒。 （2）力可以改变物体的运动状态，当导体ab通电后在磁场中运动，说明磁场对通电导体有力的作用。在这个过程中，消耗电能，得到导体ab的机械能，因此是将电能转化为机械能。 （3）将磁体的N、S极对调，磁场方向改变了，观察到导体ab向左运动，说明导体ab受到磁体对其的作用力方向发生变化，从而说明通电导体在磁场中受到力的方向与磁场方向有关。 （4）滑动变阻器滑片向左移动，闭合开关，变阻器连入电路的电阻变大，导致电路中电流减小，导体ab运动变慢，可知导体ab所受磁场力的大小发生变化，这说明通电导体所受磁场力的大小与电流大小有关。 故答案为：（1）铝棒；（2）电；机械；（3）左；磁场方向；（4）电流大小。 考点：影响通电导体在磁场中所受磁场力大小的因素 3．（2025•朔州模拟）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 【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。 考点：影响通电导线在磁场中所受磁场力方向的因素 4．（2025秋•威远县期末）实验表明，感应电流的方向与导体在磁场中运动的方向和　磁场　 方向有关；通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和　磁场　 方向有关。 【解答】解：在探究电磁感应现象的实验中，保持导体在磁场中运动的方向不变，只改变磁场的方向，电流计的指针偏转方向发生改变，同理保持磁场的方向不变，只改变导体在磁场中运动的方向，电流计的指针偏转方向也会发生改变，说明感应电流的方向和磁场方向有关。 在探究通电导体在磁场中受力情况的实验中，保持电流方向不变，只改变磁场方向，导体运动的方向发生改变，同理保持磁场方向不变，只改变电流方向，导体运动的方向也会发生改变，说明通电导体在磁场中受力的方向和磁场方向有关。 故答案为：磁场；磁场。 考点：通电导线在磁场中的受力情况 5．（2025春•无锡校级月考）灵敏电流计的内部结构是当线圈中通入微小电流时，会带动与之相连的指针发生偏转，下列选项中能揭示其工作原理的实验是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：灵敏电流计的制成原理是通电线圈在磁场中受力而转动。 A．电磁铁是利用电流的磁效应制成的，与电流表的工作原理无关，故A不符合题意； B．图中是奥斯特实验，说明通电导体的周围存在磁场，与电流表的制成原理无关，故B不符合题意； C．通电导线在磁场中受力运动，与灵敏电流计的工作原理相同，故C符合题意； D．闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，这是电磁感应现象，故D不符合题意。 故选：C。 知识2 通电线圈在磁场中的转动☆ 实验 通电线圈在磁场中转动 提出问题 实验中的直导线运动一段距离就会离开磁场，很难持续地运动。如果把一个通电线圈放在磁场中，它又会怎样运动呢？ 探究过程 验中按照如图20.4-3所示，把一个线圈放在磁场中，接通电源，让电流通过线圈，观察发生的现象。 图20.4-3 通电线圈不能连续转动 探究发现 线圈开始转动，但是不能连续转动，在图乙所示位置左右摆动几下，最后停在图乙所示的位置。 探究分析 （1）图甲中，线圈开始通电时，ab和cd两边在同一磁场中，电流方向相反，因此受到磁场的作用力方向相反，ab边受到向上的力，cd边受到向下的力，这两个力不再同一直线上，于是就使线圈开始转动。 （2）当转到图乙所示位置时，线圈受到的两个力在同一条直线上，大小相等、方向相反，两个力彼此平衡，这一位置称为线圈的平衡位置。 （3）线圈由于惯性会越过平衡位置转到图丙所示位置，此时，ab边受到向上的力，cd边受到向下的力，两个力大小相等、方向相反，不能使线圈继续顺时针转动，反而要使线圈反向转动，使其再回到图乙所示位置。 原因分析 线圈不能连续转动，是因为线圈越过了平衡位置以后，受到的力要阻碍它的转动。要使线圈连续转动起来，必须使线圈越过平衡位置时，能够及时改变线圈中两边的受力方向 解决办法 （1）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，这样线圈的转动不平稳，动力弱 （2）继续改进，在线圈转动的后半周，设法改变电流的方向，使线圈在后半周也获得同方向转动的动力，线圈会平稳、有力地转动下去。实现这一目的的装置叫换向器。 拓展 左手定则：把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，手心面向N极（叉进点出），四指指向电流所指方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向． · 例题 考点：磁场对通电线框的作用 6．（2025•吉安县一模）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 【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。 考点：左手定则 7．（2023•定远县校级一模）通电直导线在磁场中受到磁场力的方向可以用左手定则来判断：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过掌心，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指的方向就是通电直导线所受磁场力的方向，如图甲所示。请你判断：图乙中的线圈是　顺时针　 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动的。 【解答】解：由图乙知，磁感线是水平向左的；线圈里左边导线电流方向是垂直向里；右边导线电流方向是垂直向外； 根据左手定则，伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过掌心，四指指向电流的方向（即线圈里左边导线的电流方向垂直向里），大拇指所指的方向为磁场力的方向，所以此时线圈里左边导线所受磁场力方向为竖直向上； 同理可知：线圈里右边导线所受磁场力方向为竖直向下；则线圈是顺时针转动的。 故答案为：顺时针。 知识3 换向器☆ 项目 内容 构造 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。 图20.4-4 换向器 作用 当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。 图20.4-5 如图20.4-5所示，无论线圈的哪个边，只要它处于靠近磁体S极的一侧，其中的电流都是从我们这边朝纸内的方向流去，这时它的受力方向总是相同的（向上），线圈就可以不停地转动下去了。 · 例题 考点：换向器的构造及作用 8．（2025•松北区一模）实验器材是学习物理的重要工具，熟练使用器材可以更好的认识物理世界。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．利用测电笔可以辨别电池的正极和负极 D．利用换向器可以改变电动机线圈中电流方向 【解答】解：A、利用重垂线可以检查墙壁是否竖直，故A正确； B、利用验电器可以检测物体是否带电，故B正确； C、利用测电笔可以辨别火线和零线，故C错误； D、利用换向器可以改变电动机线圈中电流方向，故D正确。 故选：C。 二、电动机的基本构造☆☆ 知识1 电动机☆ 项目 内容 定义 利用直流电源供电的电动机叫做直流电动机。 原理 通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的 能量转化 电能转化为机械能 结构 线圈和磁体两部分组成，能够转动的部分叫做转子，固定不动的部分叫做定子。 图20.4-6 电动机 图20.4-7 一种直流电动机的转子 工作过程 调节 电动机线圈的转向与转速均可调节 （1）转向的影响因素：电流的方向和磁场的方向 （2）转速的影响因素：电流的大小、磁场的强弱和线圈的匝数 · 例题 考点：电动机的基本构造 9．（2025•泗水县三模）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　不在同一直线上　 ；经过图乙位置的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于　惯性　 不会静止。 【解答】解：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不在同一直线上；经过图乙位置的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于惯性不会静止。 故答案为：不在同一直线上；惯性。 考点：电动机工作原理 10．（2026春•道里区校级月考）2026年央视春晚上，AI机器人与演员同台共为观众带来了科技与艺术融合的精彩表演。下列关于机器人运动过程中的物理知识分析，正确的是（　　） A．该机器人的身高约为180dm B．制造机器人的控制芯片核心材料是超导体 C．给机器人充电时，主要将化学能转化为电能 D．机器人的动力装置是电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受力的作用 【解答】解：A、该机器人的身高约为180cm，故A错误； B、制造机器人的控制芯片核心材料是半导体，故B错误； C、给机器人充电时，主要将电能转化为化学能储存在电池中，故C错误； D、电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用而转动，故D正确。 故选：D。 考点：电动机转向与速度的调节 11．（2025秋•成都期末）小张做了一个有趣的实验，如图所示，以塑料管为连接轴将两个玩具电动机A、B的转轴连接起来，把小灯泡与电动机A连接，电源与电动机B连接，闭合开关后，灯亮了起来。两个电动机中起到发电机作用的是　A　 ；若只将电池正负极对调，闭合开关后电动机B的转动方向会　改变　 。 【解答】解：据图可知，右边的电路有电源，当B电路闭合后，B会转动，说明B是电动机，电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，电能转化为机械能；若只将电池正负极对调，闭合开关后电动机B的转动方向会改变； B转动同时会带动A转动，由于电动机内部是有磁场和线圈组成，所以A在B的带动下，线圈会做切割磁感线运动，故A相当于一个发电机，发电机是根据电磁感应现象制成的，机械能转化为电能。 故答案为：A；改变。 考点：电动机的能量转化 12．（2025秋•平陆县期末）可充电扫地机器人是一种能对地面进行自动吸尘的智能家用电器，如图所示。下列关于扫地机器人的说法，正确的是（　　） A．充电时，它的电池相当于电源 B．扫地时，它的电池相当于用电器 C．充电时，它的电池将电能转化为化学能 D．扫地时，它的电池将化学能转化为机械能 【解答】解：AC．充电时，它的电池消耗电能，相当于用电器，将电能转化为化学能储存起来，故A错误，C正确； BD．扫地时，它的电池向外输出电能，相当于电源，将化学能转化为电能，故BD错误。 故选：C。 考点：直流电动机的应用 13．（2025•扬州三模）将一段裸铜导线弯成如图甲所示形状的线框，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”，如图乙所示。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 【解答】解：A．线框会转动是由于磁场对电流有力的作用，是受到磁场力的作用，故A错误； B．电动机将电能主要转化为机械能，少了转化为内能，故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，磁场方向向上，而电流方向流入负极的，根据左手定则，受力右侧向纸内，左侧向外，那么从上向下看，线框做逆时针转。故C正确； D．如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，只有半个线圈受力转动，受力方向不变，线框不会上下振动，故D错误。 故选：C。 知识2 扬声器☆ 项目 内容 作用 把电信号转换成声信号的一种装置 构造 永磁体、线圈、锥形纸盆等构成，如图20.4-7所示 图20.4-8 扬声器的构造示意图 原理 通电线圈在磁场中受力运动，当线圈中通有电流时，线圈受到磁场的作用而运动；当线圈中的电流反向时，线圈向相反方向运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的大小和方向不断变化，电流的方向影响纸盆运动的方向，电流的大小影响纸盆振动的幅度，于是扬声器就发出了随电流变化的声音。 应用 收音机、电视机、音响中都有扬声器 · 例题 考点：扬声器 14．（2025秋•桃城区期末）如图所示，下列操作或物理知识与结果对应正确的是（　　） A．甲：电磁感应→扬声器发声 B．乙：闭合开关→电磁铁一直有磁性 C．丙：同名磁极相斥→磁体相互远离 D．丁：闭合开关→小磁针静止不动 【解答】解：A、扬声器发声是因为通电导体在磁场中受到力的作用。当扬声器中的线圈通过电流时，线圈会受到永久磁铁的磁场力的作用，带动与线圈相连的纸盆振动，纸盆振动发声，而不是电磁感应现象，故A错误。 B、闭合开关，电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性吸引衔铁，敲击铃碗发声，所以乙中闭合开关电铃发声，当开关持续闭合、电路持续有电流的情况下，电磁铁才会保持磁性，一旦电流消失，磁性就不复存在，故B错误。 C、丙图中相邻的两个磁极都是N极，根据同名磁极相斥，两个磁铁应该相互远离，故C正确。 D、丁图中导线触接电池负极，导线中有电流通过，通电导体周围存在磁场，小磁针受到磁力作用会转动，而不是静止不动，故D错误。 故选：C。 · 易错 × √ 1误认为直流电动机中，电流方向不变 实际电动机中换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时，自动昂改变通入线圈中的电流方强，使线圈连续转动。电动机有直流电动机和交流电动机两种。二者工作原理相同，这里的“直流”和“交流”是相对外电路而言的，外电路供电的电源为直流电源的即为直流电动机，外电路供电的电源为交流电源的即为交流点攻击，而内电路（即线圈）中的电流方向都改变。 · 中考真题 考点：通电导线在磁场中受到力的作用 1．（2024•湖北）下列设备利用了通电导线在磁场中受力工作的是（　　） A．司南 B．电饭煲 C．手持电风扇 D．风力发电机 【解答】解：A、因为地球是一个巨大的磁体，司南能够指示南北方向是因为受到地磁场的作用，故A错误； B、电饭煲是利用电流的热效应工作的，故B错误； C、手持电风扇主体是电动机，是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理制成的，故C正确； D、发电机是利用电磁感应原理制成的，将机械能转化为电能，故D错误。 故选：C。 考点：探究磁场对通电导线的作用 2．（2023•襄阳）小明利用如图所示的装置进行多次实验探究得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做 　切割　 磁感线运动时，电路中就产生感应电流。若将装置中的电流表换成电源，闭合开关后会发现，导体棒摆动，则说明通电导体在磁场受到 　力　 的作用。 【解答】解：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应电流，这是电磁感应现象。 若将装置中的电流表换成电源，闭合开关后会发现，通过导体棒有电流，导体棒摆动，则说明通电导体在磁场受到力的作用。 故答案为：切割；力。 考点：影响通电导线在磁场中所受磁场力方向的因素 3．（2025•广东）如图所示实验中，闭合开关，导体ab向右运动。下列操作能让导体ab向左运动的是（　　） A．改变电压大小 B．改变电流方向 C．改变电流大小 D．改变导体ab长度 【解答】解：改变电流方向或磁场方向后，导体受力方向与原来相反，这时导线ab将改变运动方向；所以若要使ab向左运动，可以采取的方法是交换电源正负极上的接线或交换磁铁两极的位置，故B正确，ACD错误。 故选：B。 考点：通电导线在磁场中的受力情况 4．（2025•南通）如图所示，利用静电喷涂枪给物体喷漆。接通电源，电动机开始转动，负压发生器使喷枪内气压减小吸入涂料，涂料雾化成小颗粒并带上负电荷，从喷枪飞向被涂物。下列现象与物理知识对应不正确的是（　　） A．负压发生器使涂料吸入喷枪——大气压强 B．通电后电动机线圈受力转动——电磁感应现象 C．涂料喷出后颗粒间相互排斥——电荷间的作用力 D．涂料变干后粘牢在物体表面——分子间的作用力 【解答】解：A、负压发生器使喷枪内气压减小，外界大气压大于喷枪内气压，在大气压强的作用下将涂料吸入喷枪，故A正确。 B、通电后电动机线圈受力转动是基于通电导体在磁场中受力的原理，而电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流的现象，二者原理不同，故B错误。 C、涂料雾化成小颗粒并带上负电荷，根据电荷间的作用力规律，同种电荷相互排斥，所以涂料喷出后颗粒间会相互排斥，故C正确。 D、涂料变干后粘牢在物体表面，是因为分子间存在引力，使涂料分子与物体表面分子相互吸引，故D正确。 故选：B。 考点：扬声器 5．（2025•河北）如图所示，下列操作或物理知识与结果对应正确的是（　　） A．甲：电磁感应→扬声器发声 B．乙：闭合开关→电铃发声 C．丙：同名磁极相斥→小车相互靠近 D．丁：导线触接电池负极→小磁针静止不动 【解答】解：A、扬声器发声是因为通电导体在磁场中受到力的作用。当扬声器中的线圈通过电流时，线圈会受到永久磁铁的磁场力的作用，带动与线圈相连的纸盆振动，纸盆振动发声，而不是电磁感应现象，故A错误。 B、闭合开关，电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性吸引衔铁，敲击铃碗发声，所以乙中闭合开关电铃发声，操作与结果对应正确，故B正确。 C、丙图中车上相邻的两个磁极都是N极，根据同名磁极相斥，两个小车应该相互远离，而不是相互靠近，故C错误。 D、丁图中导线触接电池负极，导线中有电流通过，通电导体周围存在磁场，小磁针受到磁力作用会转动，而不是静止不动，故D错误。 故选：B。 考点：电动机工作原理 6．（2025•广安）如图是2024年杭州马拉松推出的机器狗配速员，机器狗内部电动机的工作原理是（　　） A．电磁感应现象 B．通电导体在磁场中受到力的作用 C．电流的磁效应 D．电流的热效应 【解答】解：机器狗内部电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故B正确，ACD错误。 故选：B。 考点：电动机转向与速度的调节 7．（2025•济南）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 【解答】解：A、只增强磁铁的磁性可以增加电动机的转动速度，不能改变转动方向，故A错误。 B、只减少线圈的匝数可以改变电动机的转动速度，不能改变转动方向，故B错误。 C、只升高电源的电压，可以改变电动机的转动速度，不能改变转动方向，故C错误。 D、只对调磁体的两极，可以改变转动方向，故D正确。 故选：D。 考点：电动机的能量转化 8．（2025•云南）《本草纲目》记载“琥珀如血色，以布拭热，吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦，“吸得芥子”是因为琥珀摩擦带电能够 　吸引　 轻小的芥子。如图所示是心理健康教育设施“减压花”，人在花下喊出减压口令，花瓣会在电动机驱动下绽放，此过程中电能转化为花瓣的 　机械　 （选填“机械”或“内”）能。 【解答】解：（1）吸得芥子”是因为琥珀摩擦带电，带电体具有能够吸引轻小物体的性质； （2）人在花下喊出减压口令，花瓣会在电动机驱动下绽放，此过程中消耗了电能，转化为花瓣的机械能。 故答案为：吸引；机械。 考点：直流电动机的应用 9．（2025•新疆）下列设备或用电器中，利用了电动机工作的是（　　） A．发电机 B．洗衣机 C．电视机 D．汽油机 【解答】解：电动机的原理是通电导体在磁场中受力而运动。A、发电机的工作原理是电磁感应现象，故A错误； B、洗衣机的主要部件是电动机，是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的，故B正确；C、电视机工作时，主要将电能转化为光能和声能，故C错误； D、汽油机是内燃机，把内能转化为机械能，故D错误。 故选：B。 第 2 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $