3.3电动机及其应用（知识点+题型）-2025-2026学年浙教版科学八年级下册

**基本信息** 该同步练习围绕“电动机及其应用”，通过基础实验分析、原理应用、实践制作到综合拓展的分层设计，构建从科学观念到探究实践的知识巩固路径。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |题型一|磁场对通电导体作用的实验结论及影响因素|以实验现象分析题为主，强化科学观念的理解| |题型二|直流电动机构造、原理及故障分析|结合构造图和原理辨析题，培养科学思维| |题型三|自制电动机的实践操作|通过制作步骤和问题解决，提升探究实践能力| |题型四|电动机原理的综合应用与拓展|联系电磁弹射等实际情境，体现科学态度与社会责任|

八下册·科学（新教材） 3.3 电动机及其应用 目录： · 知识点梳理： · 题型梳理： 题型一 磁场对通电导体的作用 题型二 直流电动机的构造和原理 题型三 自制直流电动机 题型四 拓展提高 · 知识点梳理 一、磁场对通电导体的作用 实验操作 实验现象 实验结论 （1）把导线AB放在磁场中，合上开关使导线AB通电 导线AB在磁场中运动起来 磁场对通电导线有力的作用 （2）改变通过导线AB中 的电流方向，观察导线运动的方向 运动方向发生变化 力的方向与电流方向有关 （3）保持电流方向不变，改变磁场的方向，观察导线运动的方向 运动方向发生变化 力的方向与磁场方向有关 ★注意：若电流方向与磁场方向同时变化，则运动方向不变。 二、磁场对通电线圈的作用 放置方式 通电线圈所在平面与磁场垂直放置 通电线圈所在平面与磁场水平放置 图示 现象 线圈不转动（平衡位置） 线圈转动并最终静止在平衡位置 分析 ab边和cd边受到的力的大小相等，方向相反，线圈受力平衡。 ①线圈受到不平衡力，沿顺时针方向转动。 ②由于惯性，线圈会越过平衡位置。 ③越过平衡位置后，线圈受到阻碍它沿顺时针方向转动的力的作用，使其返回到平衡位置，不再转动。 三、电动机 1、工作原理：利用通电线圈能在磁场中转动的原理制成的。（把电能转化为机械能） 2、构造： 转子：转动部分（线圈） 定子：固定部分（磁体） 电刷：AB 换向器：铜制半环EF AB与电源相连，当线圈转动时，两个电刷交替着与半环EF相连。使通过线圈的电流方向发生变化，实现电动机的转子持续转动。 3、故障分析：通电后电动机不转动的原因： （1）电刷与半环接触不良 （2）电刷与换向器接触太紧 （3）线圈处于平衡位置 · 题型梳理 题型一 磁场对通电导体的作用 1． （2024八下·浙江丽水·期中）探究通电导线在磁场受力方向与什么因素有关时，一位同学做了如图甲、乙、丙三个实验。 其中AB表示闭合电路的一部分导线，导线上的箭头表示电流方向，F表示导线受力方向，S\N分别表示蹄形磁铁的南北极。 (1)实验________说明，通电导线在磁场中的受力方向与电流的方向有关（填“甲和乙”、“乙和丙”或者“甲和丙”下同）。 (2)实验________说明，通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关。 2． （2023八下·浙江温州·期中）小明在学习了磁场对通电导体有力的作用后，进一步查阅资料，了解到当电流与磁场方向垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度、导体在磁场中的长度以及导体中的电流强度有关。他设计了如图所示的装置，实验步骤如下： ①将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上，并让导体棒处于蹄形磁铁的中央位置： ②电源正、负极分别接a、b，给导体两端加电压U1，闭合电路，观察悬线偏转的角度α1： ③给导体两端加电压U2，且U2>U1，闭合电路，观察悬线偏转的角度α2： ④比较α1、α2的大小。 (1)根据上述实验步骤，小明想要探究的问题是__________； (2)请写出改变上述实验中导体棒运动方向的实验操作：__________； (3)小明想进一步探究磁场对通电导体的作用力大小与导体在磁场中的长度是否有关，于是他更换了另一根较长的导体棒去实验。你认为这种方法是否合理，请简要说明理由：__________。 3． （2024八下·浙江金华·期末）我国“福建舰”采用电磁弹射技术（如图甲），其核心原理是通电导体在磁场中受到力的作用。小东设计如图乙装置探究通电导体在磁场中的受力情况，实验数据如下表所示。 序号 电流表示数/A 压力传感器示数/N 直铜棒受到的磁场力/N 1 0 4.0 0 2 0.1 4.4 0.4 3 0.2 4.8 0.8 4 0.3 5.2 1.2 结合图表回答： (1)本实验探究的问题是通电导体在磁场中受到磁场力的大小与___________的关系。 (2)实验中直铜棒受磁场力的方向为__________（填“竖直向上”或“竖直向下”）。 (3)电磁弹射相比蒸汽弹射（如图丙），具有哪些优势？___________（可多选）。 A．电流调节响应快，加速更均匀 B．可控性高，便于实现不同重量的弹射需求 C．能量转换效率高，无蒸汽泄露等损耗问题 (4)为验证结论的普遍性，需补充实验，可更换__________（写出一点即可），进行多次实验并测量。 4． （2024八下·浙江湖州·期中）探究“通电导体在磁场中受力与什么因素有关”的实验，如图所示。 (1)如图甲所示，将导体ab置于蹄形磁体的两极之间，闭合开关，导体a向左运动，说明磁场对_________导体有力的作用； (2)将导体换成线圈放入磁场中，如图乙所示，闭合开关，线圈不能持续转动，是因为线圈越过了平衡位置以后，受到磁场的力要_________它的转动。为了使线圈持续转动下去，可以通过每半周改变电流的方向或改变_________的方向，生活中的电动机一般是通过换向器改变_________的方向让线圈持续转动起来的。 5． （2024八下·浙江嘉兴·期末）小科研究通电导体在磁场中受到力的作用的影响因素，将一根导体AB系挂在测力计上，并接入电路，如图所示。 (1)闭合开关，发现弹簧测力计示数变小，则此时导体AB段在磁场中受到力的方向是________； (2)调节滑动变阻器的滑片向左移动时，看到弹簧测力计示数变大，则可得出结论：________； (3)在第（2）步实验后，把磁铁的N与S极对调，看到弹簧测力计示数增大0.2N，则此时导体AB在磁场中受到磁场作用力的大小为________N。 6． （2024八下·浙江舟山·期末）科学小组同学通过实验研究磁场对通电导体的作用。 (1)小科同学连接图甲电路，当开关闭合后发现导体向右运动。若将电源正负极上的导线互换位置，改变电流方向。则闭合开关后，导体会向_________运动。 (2)小舟同学改进了实验设计，连接图乙电路，将一段金属直导体放在压力传感器上，置于一定强度的磁场中，闭合开关，记录下不同电流强度时压力传感器的示数，数据如下表所示。本实验想验证的假设是：_________。 电流大小/A 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 压力传感器示数/N 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 (3)由表格数据可知，小舟选用的金属直导体重为_________N。若只将该实验中的N、S极互换位置，其余不变，则当电流为0.4A时，压力传感器的示数是_________N。 7． （2024八下·浙江金华·期末）学习了电磁知识后，小武了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢?他将两根导线（受电磁力作用会伸长变形）平行放置后固定（如图甲所示），然后依次通上如图乙、丙、丁所示的电流，通过反复实验证实了他的猜想。请你根据图中的实验现象回答问题。 (1)对照图__，可知通电导线之间作用力大小与电流大小有关； (2)对照图乙丙，可知__； (3)如图所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将开关S闭合通较强电流，则该星形回路将（　　） A．不会变形 B．所围面积减小 C．所围面积增大 D．所围面积不变 题型二 直流电动机的构造和原理 8． （2024八下·浙江杭州·期中）如图是小明将安装好的直流电动机模型接入电路的情况。 (1)直流电动机的工作原理是 _________； (2)请说出图中两个主要结构的名称，A是_______，B是_______； (3)合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将_______； (4)闭合开关，电动机不转动，可能原因是_________。 9． （2024八下·浙江温州·期中）将矩形线圈放入磁场中处于右图所示的位置，给矩形线圈通电，发现矩形线圈会沿顺时针转动，下列说法正确的是（　　） A．该装置产生的现象在生活中的应用是发电机 B．将N磁体去除，通电后矩形线圈仍沿顺时针转动 C．此时矩形线圈处于平衡位置 D．电流方向和磁场方向同时改变，线圈的受力方向也发生改变 10． （2023八下·浙江杭州·期末）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．电动机中的线圈转动是利用了惯性，所以线圈质量越大越好 11． （2023八下·浙江杭州·月考）如图所示为直流电动机在两个不同时刻的工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．这两个时刻线圈中的电流方向相同 B．这两个时刻ab边中的电流方向相同 C．这两个时刻ab边受到的磁力方向不同 D．在同一个时刻ab边受到的磁力方向与cd边受到的磁力方向相同 12． （2024八下·浙江杭州·月考）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 13． （2024九下·浙江金华·期中）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 14． （2024八下·浙江杭州·月考）如图为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．线圈由图示位置转动180°时，ab边受力方向改变 B．电动机转动时将机械能转化为电能 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，线圈中电流方向保持不变 15． （2024八下·浙江金华·期中）利用如图所示装置研究“磁场对通电导体的作用”。 (1)应在图甲装置中的MN之间接入________（填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”）。 (2)图乙装置中，当通入恒定不变的电流后，线圈的ab段和________（填字母）段会受到力的作用。 (3)要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，其目的是________。 16． （2024八下·浙江丽水·期末）为了研究“磁场对通电导体的作用”，小科连接了甲、乙两套装置，请回答： (1)图甲装置中的 m、n之间接入_______（填“灵敏电流表”、“电源”或“灯泡”）； (2)图乙装置中，当通入电流后，线圈的 ab 和 cd段会受到力的作用。在此实验中，不能作为线圈材料的有____； A．铜 B．铝 C．铁 D．塑料 (3)要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，其目的是：当通电线圈所在平面转到与磁感线_______（填“垂直”或“平行”）时，它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。 17． （2024八下·浙江杭州·期中）在安装直流电动机模型的实验中，小赵将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图所示。 (1)直流电动机的工作原理是_____________； (2)小赵闭合开关，发现线圈不转，他用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是 __________； (3)若想改变线圈的转动方向，可采取的措施___________。 18． （2024八下·浙江绍兴·期中）图甲所示为直流电动机工作原理图。 (1)图甲中结构E、F的作用是当线圈刚转过平衡位置时，能改变线圈中的_________，使线圈持续转动； (2)图乙是安装好的直流电动机模型接入电路的情况。 ①闭合开关，电动机顺时针方向转动。若只把磁体的两极对调，则电动机的转动方向为_________（选填“顺时针”或“逆时针”）； ②闭合开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将_________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。 19． （2024八下·浙江杭州·期末）在安装直流电动机模型的实验中，小科将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示。 (1)闭合开关，发现线圈不转，他用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是____（填字母） A．磁铁没有磁性 B．电源正负极接反了 C．线圈处于平衡位置 D．电源没电了 (2)若要电动机转速加快，应将滑动变阻器的滑片向_______移动（选填“左”或“右”）。 (3)合上开关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，请写出种方法______。 (4)完成以上实验后，小科取下图甲中的电源换上小灯泡，在模型的转轴上绕上细线，如图乙所示，然后快速拉动细线，使线圈转动起来，结果小灯泡发光，此时这模型就相当于_______（选填“电动”或“发电”）机。 20． （2024八下·浙江绍兴·期中）将一节干电池正放在磁体上，再将铜质导线绕成线圈后放在电池上，如图所示。你会发现线圈竟然连续转动起来了，这是根据 ___________来实现的。下列对实验现象的判断，正确的有 ___________。（填序号） ①换用磁性更强的磁体，线圈转得更快 ②干电池用久了后，线圈转速将变慢 ③用同样长度和粗细的镍铬合金线做线圈，转速更快 ④线圈与正极间摩擦大小不影响转速的快慢 21． （2024八下·浙江·期中）如图是干簧管控制电动机工作的原理图，图中箭头所指簧片a、b端会产生__________（选填“同名”或“异名”）磁极，使电路导通，电动机转动。若调节电路中滑动变阻器的滑片，__________（选填“能”或“不能”）改变电动机转速。 22． （2024八下·浙江湖州·期中）小明在制作电动机模型时，把一段粗漆包线绕成约3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm。然后，用小刀刮两端引线的漆皮。用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁，如图甲所示。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，若左转轴下侧的绝缘漆都刮掉，可将右转轴________（选填“上侧”或“下侧”）绝缘漆都刮掉。 (2)图乙中的直流电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，该装置能在线圈________（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。 题型三 自制直流电动机 23． （2024八下·浙江·期末）如图所示是小科用磁体、铜丝和干电池等材料制作的简易电动机。 (1)该电动机的工作原理是_______； (2)闭合开关后，小科发现电动机不转动，可能原因是______。（选填字母） A．电源电压不足 B．磁体磁性太强 C．电源正负极接反了 D．线圈处于平衡位置 24． （2024八下·浙江杭州·期中）如图是小宁制作的一台简易电动机。电动机的线圈绕制好后，小宁将线圈左端引出线的绝缘漆全部刮掉，右端引出的绝缘漆_________（选填“不做处理”、“全部刮掉”或“刮掉一半”），这样做的目的是使线圈通电时能够持续转动。直流电动机中的_________结构也起到类似的作用，直流电动机的工作原理是_________，若想改变线圈的转动方向，可采的措施_________。（写出一点）。 25． （2024八下·浙江杭州·月考）如图实践小组的同学用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮去上半周或下半周。将线圈abcd放在用金属丝做成的支架mn上，并按图示连接电路，回答下列问题： (1)电磁铁的上端是_______极；电磁铁和线圈abcd在电路中的连接方式是_______（选填“串联”或“并联”）； (2)闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈转动，若只将电源的正负极互换，则线圈转动的方向会与原来的转动方向_______ ；（选填“相同”或“相反”） (3)请写出一个减小线圈转速的措施：___________。 26． （2024八下·浙江温州·期中）学校科技节某创客社团尝试制作磁悬浮旋转徽章。其核心部件是一个用漆包线手工绕制的矩形线圈。然后将两端的漆包线作一定的处理后，把线圈放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并悬置于电磁铁形成的磁场中（如图所示）。 (1)为了线圈能够持续不断地转动，需要将两端的线圈作一定的处理，下列方法可行的是（　　）（填字母）。 A．两端的漆均全部刮去 B．一端全部刮去，另一端刮去一半 C．一端全部刮去，另一端保留 (2)闭合开关，线圈可以转动，其原理是__________。 (3)若闭合开关，线圈不能转动，原因可能是（　　）（填字母，可多选）。 A．电磁铁磁性太弱 B．线圈处于平衡位置 C．通过线圈的电流太大 D．线圈与支架间的摩擦力太大 (4)若在开关右侧串联一个小灯泡，开关闭合后线圈正常转动，则小灯泡的发光情况是___________（选填“闪烁发光”或“持续发光”）。 题型四 拓展提高 27． （2024八下·浙江杭州·期中）按要求完成实验题。 (1)将一个电磁铁和白炽灯并联后接入电路，如图甲，当闭合电键时，灯L即刻点亮，随后熄灭；当断开电键时，灯闪亮后熄灭。此现象说明当闭合电键时，电磁铁的磁性强弱在短时间内的变化情况为_________（增强或减弱）；当断开电键时，灯闪亮说明电磁可在短时间内_________（选填“充电”或“供电”）。 (2)如图乙，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，棒中通有向右的电流时两线上拉力大小均为F1，若棒中电流大小不变方向相反，两线上的拉力大小均为F2，且，则铜棒所受磁场力大小为_________。（用已给字母表示） (3)如图丙是“悬空的磁环”示意图，假设甲、乙、丙三个磁环相同，质量均为m，中间塑料管是光滑的。若甲的上端为S极，则乙的上端为_________极。 (4)两根非常靠近且相互垂直的长直导线分别通以相同强度的电流，方向如图丁所示，那么两电流所产生的磁场垂直导线平面向外且最强的在填哪个区域为_________（填“1”或“2”或“3”或“4”）。 28． （2024八下·浙江绍兴·期末）蛇年春晚《秧BOT》节目中的机器人配备了直流无刷电动机进行驱动，其内部结构如图所示，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)该直流无刷电动机的工作原理是_________； (2)直流无刷电动机内部还配备了一个霍尔传感器，能对转子磁极位置进行实时监测，并将位置信息传递给相关控制器，让其中的两个螺线圈通电，并控制电流方向，以达到持续转动。若现在该电动机正在顺时针转动，则通电方案正确的是（　　）。 A． B．C． D． 1 学科网（北京）股份有限公司 $八下册·科学（新教材） 3.3 电动机及其应用 目录： · 知识点梳理： · 题型梳理： 题型一 磁场对通电导体的作用 题型二 直流电动机的构造和原理 题型三 自制直流电动机 题型四 拓展提高 · 知识点梳理 一、磁场对通电导体的作用 实验操作 实验现象 实验结论 （1）把导线AB放在磁场中，合上开关使导线AB通电 导线AB在磁场中运动起来 磁场对通电导线有力的作用 （2）改变通过导线AB中 的电流方向，观察导线运动的方向 运动方向发生变化 力的方向与电流方向有关 （3）保持电流方向不变，改变磁场的方向，观察导线运动的方向 运动方向发生变化 力的方向与磁场方向有关 ★注意：若电流方向与磁场方向同时变化，则运动方向不变。 二、磁场对通电线圈的作用 放置方式 通电线圈所在平面与磁场垂直放置 通电线圈所在平面与磁场水平放置 图示 现象 线圈不转动（平衡位置） 线圈转动并最终静止在平衡位置 分析 ab边和cd边受到的力的大小相等，方向相反，线圈受力平衡。 ①线圈受到不平衡力，沿顺时针方向转动。 ②由于惯性，线圈会越过平衡位置。 ③越过平衡位置后，线圈受到阻碍它沿顺时针方向转动的力的作用，使其返回到平衡位置，不再转动。 三、电动机 1、工作原理：利用通电线圈能在磁场中转动的原理制成的。（把电能转化为机械能） 2、构造： 转子：转动部分（线圈） 定子：固定部分（磁体） 电刷：AB 换向器：铜制半环EF AB与电源相连，当线圈转动时，两个电刷交替着与半环EF相连。使通过线圈的电流方向发生变化，实现电动机的转子持续转动。 3、故障分析：通电后电动机不转动的原因： （1）电刷与半环接触不良 （2）电刷与换向器接触太紧 （3）线圈处于平衡位置 · 题型梳理 题型一 磁场对通电导体的作用 1． （2024八下·浙江丽水·期中）探究通电导线在磁场受力方向与什么因素有关时，一位同学做了如图甲、乙、丙三个实验。 其中AB表示闭合电路的一部分导线，导线上的箭头表示电流方向，F表示导线受力方向，S\N分别表示蹄形磁铁的南北极。 (1)实验________说明，通电导线在磁场中的受力方向与电流的方向有关（填“甲和乙”、“乙和丙”或者“甲和丙”下同）。 (2)实验________说明，通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关。 【答案】(1)甲和乙 (2)甲和丙 【详解】（1）比较实验甲和乙，通电导线所在位置磁场方向相同，通电导线AB中的电流方向相反，所受磁场对它的作用力的方向也相反，说明通电导线在磁场中的受力方向与电流的方向有关。 （2）比较实验甲和丙，通电导线AB中的电流方向相同，都是从B端流向A端，将磁极对调，即所处磁场方向相反，所受磁场对它的作用力的方向也相反，说明通电导线在磁场中的受力方向与磁场的方向有关。 2． （2023八下·浙江温州·期中）小明在学习了磁场对通电导体有力的作用后，进一步查阅资料，了解到当电流与磁场方向垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度、导体在磁场中的长度以及导体中的电流强度有关。他设计了如图所示的装置，实验步骤如下： ①将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上，并让导体棒处于蹄形磁铁的中央位置： ②电源正、负极分别接a、b，给导体两端加电压U1，闭合电路，观察悬线偏转的角度α1： ③给导体两端加电压U2，且U2>U1，闭合电路，观察悬线偏转的角度α2： ④比较α1、α2的大小。 (1)根据上述实验步骤，小明想要探究的问题是__________； (2)请写出改变上述实验中导体棒运动方向的实验操作：__________； (3)小明想进一步探究磁场对通电导体的作用力大小与导体在磁场中的长度是否有关，于是他更换了另一根较长的导体棒去实验。你认为这种方法是否合理，请简要说明理由：__________。 【答案】(1)磁场对通电导体的作用力大小与导体中的电流强度的关系 (2)见解析 (3)见解析 【详解】（1）根据题意，实验中改变导体内部电流的大小，观察悬线偏转的角度，得到磁场对通电导体作用力的大小不同，因此探究的是磁场对通电导体的作用力大小与导体中的电流强度的关系。 （2）通电导体在磁场中受到力的作用与电流的方向与磁场的方向有关，因此可以改变电源的正负接线柱与a、b的接线，或将U形磁铁倒一下位置，改变磁场的方向。 （3）]在实验中，如果导体棒的长度改变了，则其电阻也会随之改变，电路中的电流会发生变化，这样不符合控制变量法的要 求，因此这样改变自变量的方法是不可行的。 3． （2024八下·浙江金华·期末）我国“福建舰”采用电磁弹射技术（如图甲），其核心原理是通电导体在磁场中受到力的作用。小东设计如图乙装置探究通电导体在磁场中的受力情况，实验数据如下表所示。 序号 电流表示数/A 压力传感器示数/N 直铜棒受到的磁场力/N 1 0 4.0 0 2 0.1 4.4 0.4 3 0.2 4.8 0.8 4 0.3 5.2 1.2 结合图表回答： (1)本实验探究的问题是通电导体在磁场中受到磁场力的大小与___________的关系。 (2)实验中直铜棒受磁场力的方向为__________（填“竖直向上”或“竖直向下”）。 (3)电磁弹射相比蒸汽弹射（如图丙），具有哪些优势？___________（可多选）。 A．电流调节响应快，加速更均匀 B．可控性高，便于实现不同重量的弹射需求 C．能量转换效率高，无蒸汽泄露等损耗问题 (4)为验证结论的普遍性，需补充实验，可更换__________（写出一点即可），进行多次实验并测量。 【答案】(1)电流大小（电流强弱） (2)竖直向下 (3)ABC (4)见解析 【详解】（1）由实验数据可知，表格中记录了电流表示数和直铜棒受到的磁场力大小，且随着电流表示数的增大，直铜棒受到的磁场力也增大，所以本实验探究的问题是通电导体在磁场中受到磁场力的大小与电流大小的关系。 （2）当电路中没有电流通过时，压力传感器示数为4.0N；当电路中有电流通过时，压力传感器示数增大。压力传感器示数增大说明直铜棒对压力传感器的压力增大，根据力的作用是相互的，可知直铜棒受到了一个竖直向下的力，即直铜棒受磁场力的方向为竖直向下。 （3）A．电磁弹射可以通过精确控制电流来实现对弹射过程的精准调节，使得被弹射物体加速更均匀，相比蒸汽弹射，其响应速度更快，能更好地满足弹射需求，故A符合题意； B．电磁弹射可以根据被弹射物体的重量精确调整电流大小，从而改变磁场力的大小，实现对不同重量物体的弹射，可控性更高，故B符合题意 C．电磁弹射是将电能直接转化为机械能，能量转换效率相对较高；而蒸汽弹射需要将水加热成蒸汽，在这个过程中存在能量损耗，并且还可能存在蒸汽泄露等问题，故C符合题意。 故选ABC。 （4）为验证结论的普遍性，需要改变实验条件进行多次实验。可以更换不同的磁场（如改变磁场强度、磁场方向等），或者更换不同的导体（如不同材质、不同形状的导体）进行多次实验并测量。 4． （2024八下·浙江湖州·期中）探究“通电导体在磁场中受力与什么因素有关”的实验，如图所示。 (1)如图甲所示，将导体ab置于蹄形磁体的两极之间，闭合开关，导体a向左运动，说明磁场对_________导体有力的作用； (2)将导体换成线圈放入磁场中，如图乙所示，闭合开关，线圈不能持续转动，是因为线圈越过了平衡位置以后，受到磁场的力要_________它的转动。为了使线圈持续转动下去，可以通过每半周改变电流的方向或改变_________的方向，生活中的电动机一般是通过换向器改变_________的方向让线圈持续转动起来的。 【答案】(1)通电 (2) 阻碍 磁场 电流 【详解】（1）将导体ab置于蹄形磁体的两极之间，闭合开关，导体中通过电流，此时导体ab向左运动，说明导体棒受到力的作用，即磁场对通电导体有力的作用。 （2）[1]将导体换成线圈放入磁场中，闭合开关，当线圈越过了平衡位置以后，由于线圈受力方向不变，上部分受向上的力，下部分受向下的力，所以此时线圈受到的力会阻碍它的转动。 [2]通电导线在磁场中受到力的方向与磁场的方向和电流的方向有关，为了使线圈持续转动下去，需要改变线圈受力方向，因此可以通过每半周改变电流的方向或改变磁场的方向。 [3]生活中的电动机一般是通过换向器在线圈刚转过平衡位置时改变线圈中电流的方向，从而使线圈持续转动起来的。 5． （2024八下·浙江嘉兴·期末）小科研究通电导体在磁场中受到力的作用的影响因素，将一根导体AB系挂在测力计上，并接入电路，如图所示。 (1)闭合开关，发现弹簧测力计示数变小，则此时导体AB段在磁场中受到力的方向是________； (2)调节滑动变阻器的滑片向左移动时，看到弹簧测力计示数变大，则可得出结论：________； (3)在第（2）步实验后，把磁铁的N与S极对调，看到弹簧测力计示数增大0.2N，则此时导体AB在磁场中受到磁场作用力的大小为________N。 【答案】(1)向上 (2)磁场强度相同时，电流越小，通电导体在磁场中受到的力越小 (3)0.1 【详解】（1）闭合开关，发现弹簧测力计示数变小，说明导线受到向上的力帮助弹簧测力计向上托起导线，因此导体AB段在磁场中受到力的方向是向上。 （2）调节滑动变阻器的滑片向左移动时，变阻器接入电路中的阻值变大，电路中的电流变小，弹簧测力计示数变大，说明通电导体棒受到的力变小，因此可得结论为：磁场强度相同时，电流越小，通电导体在磁场中受到的力越小。 （3）在第（2）步实验后，把磁铁的N与S极对调，导体棒受到的力方向发生改变，方向为向下，大小不变，则此时导体AB在磁场中受到磁场作用力的大小为 6． （2024八下·浙江舟山·期末）科学小组同学通过实验研究磁场对通电导体的作用。 (1)小科同学连接图甲电路，当开关闭合后发现导体向右运动。若将电源正负极上的导线互换位置，改变电流方向。则闭合开关后，导体会向_________运动。 (2)小舟同学改进了实验设计，连接图乙电路，将一段金属直导体放在压力传感器上，置于一定强度的磁场中，闭合开关，记录下不同电流强度时压力传感器的示数，数据如下表所示。本实验想验证的假设是：_________。 电流大小/A 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 压力传感器示数/N 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 (3)由表格数据可知，小舟选用的金属直导体重为_________N。若只将该实验中的N、S极互换位置，其余不变，则当电流为0.4A时，压力传感器的示数是_________N。 【答案】(1)左 (2)在磁场强度一定时，磁场对通电导体的作用力大小与电流大小是否有关 (3) 0.30 0.10 【详解】（1）磁场对通电导体的作用力方向与电流方向和磁场方向有关。当只改变电流方向时，导体的受力方向会发生改变。 已知原来开关闭合后导体向右运动，将电源正负极上的导线互换位置改变电流方向后，导体的受力方向改变，所以闭合开关后，导体会向左运动。 （2）由实验过程可知，小舟同学将一段金属直导体放在压力传感器上，置于一定强度的磁场中，闭合开关后，记录不同电流强度时压力传感器的示数。 这表明实验是在研究在磁场强度一定的情况下，电流大小对磁场对通电导体作用力大小的影响，所以本实验想验证的假设是：在磁场强度一定时，磁场对通电导体的作用力大小与电流大小是否有关。 （3）[1]当电流大小为0时，导体中没有电流通过，此时磁场对导体没有作用力，压力传感器的示数等于金属直导体的重力。 由表格数据可知，当电流为0时，压力传感器示数为 0.30N，所以小舟选用的金属直导体重为0.30N。 [2]由表格数据可知，当电流从0增大到0.1A时，压力传感器示数从0.30N增大到0.35N，增加了 0.35−0.30=0.05N； 当电流从0.1A增大到0.2A时，压力传感器示数从0.35N增大到0.40N，也增加了0.05N，以此类推，可得电流每增大0.1A，压力传感器示数增加0.05N。 当电流为0.4A时，相对于电流为0时，电流增大了0.4A，则压力传感器示数增加 所以此时压力传感器示数为0.30N+0.2N=0.50N 说明此时磁场对导体的作用力方向是竖直向下的。 若只将该实验中的N、S极互换位置，其余不变，则磁场对导体的作用力方向会改变，变为竖直向上。 当电流为0.4A时，磁场对导体的作用力大小不变，仍为0.2N，此时压力传感器的示数等于金属直导体的重力减去磁场对导体的作用力，即0.30N−0.2N=0.10N 7． （2024八下·浙江金华·期末）学习了电磁知识后，小武了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢?他将两根导线（受电磁力作用会伸长变形）平行放置后固定（如图甲所示），然后依次通上如图乙、丙、丁所示的电流，通过反复实验证实了他的猜想。请你根据图中的实验现象回答问题。 (1)对照图__，可知通电导线之间作用力大小与电流大小有关； (2)对照图乙丙，可知__； (3)如图所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将开关S闭合通较强电流，则该星形回路将（　　） A．不会变形 B．所围面积减小 C．所围面积增大 D．所围面积不变 【答案】(1)丙丁 (2)导线受力方向与电流方向有关 (3)C 【详解】（1）探究通电导线之间作用力大小与电流大小有关时，需要改变电流大小，但是控制电流方向相同，故选实验丙和丁。 （2）探究通电导线之间作用力大小与电流大小有关时，需要改变电流大小，但是控制电流方向相同，故选实验丙和丁。 对照图乙丙，导线中通过的电流大小相等，乙图中两条导线中电流相同，两条导线相互吸引；丙图中两条导线中电流方向相反，两条导线相互排斥；可知，线受力方向与电流方向有关。 （3）根据题意可知，星形相邻两根导线中电流方向相反，和丙图相同，那么会受到排斥力而张开，因此所围面积增大。 故选C。 题型二 直流电动机的构造和原理 8． （2024八下·浙江杭州·期中）如图是小明将安装好的直流电动机模型接入电路的情况。 (1)直流电动机的工作原理是 _________； (2)请说出图中两个主要结构的名称，A是_______，B是_______； (3)合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将_______； (4)闭合开关，电动机不转动，可能原因是_________。 【答案】(1)通电线圈在磁场中受力转动 (2) 电刷 换向器 (3)变慢 (4)见详解 【详解】（1）直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，给电动机的线圈通电后，线圈在磁场中就会受到力的作用而转动。 （2）观察 可知，A 是电刷，它与换向器接触，起到导电的作用，使电流能够流入和流出线圈；B 是换向器，它的作用是每当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈能够持续转动。 （3）当滑动变阻器的滑片 P 向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，在电源电压不变的情况下，电路中的电阻变大，电流就会变小，电动机线圈受到的作用力减小，电动机的转速越快，所以电动机的转速将变慢。 （4）闭合开关，电动机不转动，可能原因有很多；比如电源电压太低，导致通过电动机的电流太小，电动机受到的力太小，无法转动；或者电动机处于平衡位置，此时线圈受到平衡力的作用，不会转动；还可能是电路出现断路，没有电流通过电动机；也可能是电刷与换向器接触不良等。 9． （2024八下·浙江温州·期中）将矩形线圈放入磁场中处于右图所示的位置，给矩形线圈通电，发现矩形线圈会沿顺时针转动，下列说法正确的是（　　） A．该装置产生的现象在生活中的应用是发电机 B．将N磁体去除，通电后矩形线圈仍沿顺时针转动 C．此时矩形线圈处于平衡位置 D．电流方向和磁场方向同时改变，线圈的受力方向也发生改变 【答案】B 【详解】A．由图可知，此装置研究的是通电导体在磁场中受力的作用，应用是电动机，故A错误； B．将N磁体去除后，通电线圈所处的磁场方向不变，所以通电后矩形线圈仍沿顺时针转动，故B正确； C．如图可知，此时矩形线圈的ab部分和cd部分受力方向相反，因此处于非平衡状态，故C错误； D．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，当电流方向和磁场方向同时改变，线圈的受力方向不改变，故D错误。 故选B。 10． （2023八下·浙江杭州·期末）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．电动机中的线圈转动是利用了惯性，所以线圈质量越大越好 【答案】C 【详解】A．将电源两极对调，线圈转动方向改变，故A错误； B．电动机的线圈转动1周的过程中电流方向改变2次，故B错误； C．将电源两极对调，电路方向改变，再将磁极对调，线圈转动方向再次改变；因此将电源两极和磁铁两极都同时对调，线圈转动方向不变，故C正确； D．电动机是利用通电导体在磁场中受力转动的原理制成的，线圈质量越大越难转动，需要启动时的电流也越大，故D错误。 故选C。 11． （2023八下·浙江杭州·月考）如图所示为直流电动机在两个不同时刻的工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．这两个时刻线圈中的电流方向相同 B．这两个时刻ab边中的电流方向相同 C．这两个时刻ab边受到的磁力方向不同 D．在同一个时刻ab边受到的磁力方向与cd边受到的磁力方向相同 【答案】C 【详解】A．第一个图中线圈中的电流方向为d→c→b→a，第二个图中线圈中的电流方向为a→b→c→d，这两个时刻线圈中的电流方向相反，故A错误； B．这两个时刻ab边中的电流方向相反，故B错误； C．这两个时刻ab边中的电流方向不同，这两个时刻ab边受到的磁力方向不同，故C正确； D．通过ab边和cd边的电流方向相反，而磁场方向相同，那么ab边和cd边受到磁力的方向相反，故D错误。 故选C。 12． （2024八下·浙江杭州·月考）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 【详解】A．电动机的转动方向与电流的方向有关，将电源两极对调，线圈转动方向会改变，故A错误； B．电动机的线圈转动1周的过程中电流方向改变2次，故B错误； C．电动机的转动方向由电流方向和磁场方向决定，若将电源两极和磁铁两极都同时对调，则线圈转动方向不变，故C正确； D．图中线圈的平面与磁感线的方向相同，线圈不守平衡力，不是平衡位置，故D错误。 故选C。 13． （2024九下·浙江金华·期中）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 【详解】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，可以改变线圈转动方向，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），电阻不变，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，线圈受到的磁力也会增大，从而导致转速增大，故C符合题意； 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磁力减小，从而使转速减小，故D不符合题意。 故选C。 14． （2024八下·浙江杭州·月考）如图为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．线圈由图示位置转动180°时，ab边受力方向改变 B．电动机转动时将机械能转化为电能 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，线圈中电流方向保持不变 【答案】A 【详解】A．线圈由图示位置转动180°时，ab边中的电流方向改变，磁场方向不变，受力方向改变，故A正确； B．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B错误； C．在电流方向不变的条件下，对调磁体的磁极，可以改变线圈的受力方向，从而改变线圈的转动方向，不能改变线圈转动的速度，故C错误； D．电动机工作过程中，通过换向器可以改变线圈中电流方向，使线圈持续转动，故D错误。 故选A。 15． （2024八下·浙江金华·期中）利用如图所示装置研究“磁场对通电导体的作用”。 (1)应在图甲装置中的MN之间接入________（填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”）。 (2)图乙装置中，当通入恒定不变的电流后，线圈的ab段和________（填字母）段会受到力的作用。 (3)要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，其目的是________。 【答案】(1)电源 (2)cd (3)当通电线圈所在平面与磁感线垂直时（平衡位置），它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动 【详解】（1）因为通电导体在磁场中受力会运动，观察图甲可知缺少一个电源，因此利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在MN之间接入电源。 （2）通电导体在磁场中会受到力的作用，因此图乙装置中，当通入恒定不变的电流后，线圈的ab段和cd段会受到力的作用。 （3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，当通电线圈所在平面与磁感线垂直时（平衡位置），它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。 16． （2024八下·浙江丽水·期末）为了研究“磁场对通电导体的作用”，小科连接了甲、乙两套装置，请回答： (1)图甲装置中的 m、n之间接入_______（填“灵敏电流表”、“电源”或“灯泡”）； (2)图乙装置中，当通入电流后，线圈的 ab 和 cd段会受到力的作用。在此实验中，不能作为线圈材料的有____； A．铜 B．铝 C．铁 D．塑料 (3)要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，其目的是：当通电线圈所在平面转到与磁感线_______（填“垂直”或“平行”）时，它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。 【答案】(1)电源 (2)CD (3)垂直 【详解】（1）“磁场对通电导体的作用”实验需要给导体通电，所以图甲装置中的m、n之间应接入电源 ，使导体中有电流通过，从而研究磁场对通电导体的作用。 （2）线圈材料需要是导体，这样才能导电，使线圈在磁场中受力；铜、铝、铁都是导体，可以导电，但铁本身在磁场就会受到力的作用，对实验结果会造成干扰，塑料是绝缘体，不能导电，所以不能作为线圈材料的是铁、塑料，故CD符合题意，AB不符合题意。 故选CD。 （3）换向器的作用是当通电线圈所在平面转到与磁感线垂直，即线圈处于平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈持续转动 。 17． （2024八下·浙江杭州·期中）在安装直流电动机模型的实验中，小赵将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图所示。 (1)直流电动机的工作原理是_____________； (2)小赵闭合开关，发现线圈不转，他用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是 __________； (3)若想改变线圈的转动方向，可采取的措施___________。 【答案】(1)通电导体在磁场中受到力的作用 (2)线圈刚好处于平衡位置 (3)改变电流方向或改变磁场方向 【详解】（1）直流电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用这一原理制成，通电线圈在磁场中受力转动，将电能转化为机械能。 （2）线圈原来不转的原因可能是线圈刚好处于平衡位置，当线圈处于平衡位置时，线圈所受的磁场力相互平衡，合力为零，线圈就会保持静止状态，在这种情况下，用手轻轻转一下线圈，使线圈偏离平衡位置，线圈就会在磁场力的作用下开始正常转动。 （3）直流电动机线圈转动方向与电流方向和磁场方向有关，改变其中一个因素，即改变电流方向或改变磁场方向，转动方向就会改变。 18． （2024八下·浙江绍兴·期中）图甲所示为直流电动机工作原理图。 (1)图甲中结构E、F的作用是当线圈刚转过平衡位置时，能改变线圈中的_________，使线圈持续转动； (2)图乙是安装好的直流电动机模型接入电路的情况。 ①闭合开关，电动机顺时针方向转动。若只把磁体的两极对调，则电动机的转动方向为_________（选填“顺时针”或“逆时针”）； ②闭合开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将_________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。 【答案】(1)电流方向 (2) 逆时针 变小 【详解】（1）当线圈刚转过平衡位置时，改变线圈中电流的方向可以改变线圈受力的方向，可以使线圈持续转动。 （2）[1]若只把磁体的两极对调，电动机中线圈受力的方向会发生改变，电动机会逆时针转动。 [2]闭合开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，变阻器接入电路中的电阻变大，电流变小，电动机中线圈受力的大小变小，因此电动机的转速变小。 19． （2024八下·浙江杭州·期末）在安装直流电动机模型的实验中，小科将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示。 (1)闭合开关，发现线圈不转，他用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是____（填字母） A．磁铁没有磁性 B．电源正负极接反了 C．线圈处于平衡位置 D．电源没电了 (2)若要电动机转速加快，应将滑动变阻器的滑片向_______移动（选填“左”或“右”）。 (3)合上开关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，请写出种方法______。 (4)完成以上实验后，小科取下图甲中的电源换上小灯泡，在模型的转轴上绕上细线，如图乙所示，然后快速拉动细线，使线圈转动起来，结果小灯泡发光，此时这模型就相当于_______（选填“电动”或“发电”）机。 【答案】(1)C (2)左 (3)交换AB导线的位置或改变磁场方向 (4)发电机 【详解】（1）当电动机的线圈处于平衡位置时，受平衡力的作用，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。 故选C。 （2）若要电动机转速加快，可以增大电路中的电流，所以应将滑动变阻器的滑片向左移动，减小滑动变阻器的电阻，从而增大电路中的电流。 （3）线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动可以改变电流的方向，即对调电源的正负极或交换AB导线的位置，另外只改变磁场方向也能改变电动机的转动方向。 （4）取下电源换接上小灯泡，快速拉动细线，使线圈转动起来，线圈在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，小灯泡会发光，这是电磁感应现象，此时模型就相当于发电机。 20． （2024八下·浙江绍兴·期中）将一节干电池正放在磁体上，再将铜质导线绕成线圈后放在电池上，如图所示。你会发现线圈竟然连续转动起来了，这是根据 ___________来实现的。下列对实验现象的判断，正确的有 ___________。（填序号） ①换用磁性更强的磁体，线圈转得更快 ②干电池用久了后，线圈转速将变慢 ③用同样长度和粗细的镍铬合金线做线圈，转速更快 ④线圈与正极间摩擦大小不影响转速的快慢 【答案】 通电导体在磁场中受力运动 ①② 【详解】[1]电路中有电源，下方是强磁铁，具有磁场，将铜质导线绕成线圈后放在电池上时，线圈成为通电导体，线圈在磁场中受力而转动，所以发现线圈竟然连续转动起来了。 [2]线圈转动速度跟电流大小、线圈匝数、磁场强度有关。 ①换用磁性更强的磁体，磁场增强，线圈转得更快，故①正确； ②干电池用久了后，干电池的内阻增大，电流减小，线圈转速将变慢，故②正确； ③用同样长度和粗细的镍铬合金线比铜线的电阻大，在电压一定时，电流减小，则线圈转速将变慢，故③错误； ④线圈与正极间摩擦大，则转动速度快，线圈与正极间摩擦小，则转动速度慢，故线圈与正极间摩擦大小影响转速的快慢，故④错误。 故①②正确。 21． （2024八下·浙江·期中）如图是干簧管控制电动机工作的原理图，图中箭头所指簧片a、b端会产生__________（选填“同名”或“异名”）磁极，使电路导通，电动机转动。若调节电路中滑动变阻器的滑片，__________（选填“能”或“不能”）改变电动机转速。 【答案】 异名 不能 【详解】[1]干簧管中的磁性材料是指铁、钴、镍等能被磁铁吸引的材料，当有磁性物质靠近密封管时，在合适的磁场的作用下，管内的两个簧片的触点部位被磁化成为异名磁极就会互相吸引而接触，当闭合开关K，通电螺线管有磁性，图中箭头所指簧片a、b端会产生异名磁极，簧片就会吸合在一起，使电路导通，电动机转动。 [2]调节电路中的滑动变阻器的滑片，会改变低压电路中的电阻大小，改变电路中的电流，不会改变电流的方向，故不能改变电动机转速。 22． （2024八下·浙江湖州·期中）小明在制作电动机模型时，把一段粗漆包线绕成约3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm。然后，用小刀刮两端引线的漆皮。用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁，如图甲所示。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，若左转轴下侧的绝缘漆都刮掉，可将右转轴________（选填“上侧”或“下侧”）绝缘漆都刮掉。 (2)图乙中的直流电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，该装置能在线圈________（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。 【答案】(1)下侧 (2)刚转过 【详解】（1）在实验中影响线圈转向方向的因素有电流的方向和磁场的方向。在没有换向器的情况下，为了使线圈能持续转动，可采取在一个半周内让矩形线圈通电而受到磁场力的作用，另一个半周不通电而利用惯性转动，因此左右转轴应刮掉相同部位的绝缘漆。刮掉左转轴下侧的绝缘漆，则同步刮掉右转轴下侧的绝缘漆。 （2）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，从而使线圈能够持续转动。 因为当线圈转到平衡位置时，线圈受到的磁场力是一对平衡力，若不改变电流方向，线圈将无法继续转动。而换向器可以在线圈刚转过平衡位置时，及时改变线圈中的电流方向，使线圈受到的磁场力方向改变，从而使线圈能够继续转动。 所以，该装置能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。 题型三 自制直流电动机 23． （2024八下·浙江·期末）如图所示是小科用磁体、铜丝和干电池等材料制作的简易电动机。 (1)该电动机的工作原理是_______； (2)闭合开关后，小科发现电动机不转动，可能原因是______。（选填字母） A．电源电压不足 B．磁体磁性太强 C．电源正负极接反了 D．线圈处于平衡位置 【答案】(1)通电线圈在磁场中受到力的作用 (2)AD 【详解】（1）电动机的原理是利用通电线圈在磁场中受到力的作用工作的。 （2）A．电源电压不足，导致线圈受到的磁场力过小，电动机不转动，故A符合题意； B．磁体磁性太强，通电线圈受到的磁场力较大，电动机容易转动，故B不符合题意； C．电源正负极接反了，只能说明电流的方向改变了，线圈受到的磁场力方向改变， 但不会不转动，故C不符合题意； D．当电动机的线圈处于平衡位置时，受平衡力的作用，电动机可能不转，故D符合题意。 故选AD。 24． （2024八下·浙江杭州·期中）如图是小宁制作的一台简易电动机。电动机的线圈绕制好后，小宁将线圈左端引出线的绝缘漆全部刮掉，右端引出的绝缘漆_________（选填“不做处理”、“全部刮掉”或“刮掉一半”），这样做的目的是使线圈通电时能够持续转动。直流电动机中的_________结构也起到类似的作用，直流电动机的工作原理是_________，若想改变线圈的转动方向，可采的措施_________。（写出一点）。 【答案】 刮掉一半 换向器 通电导体在磁场中受到力的作用 改变电流方向 【详解】[1][2]电动机的线圈绕制好后，将线圈左端引出线的绝缘漆全部刮掉，右端引出的绝缘漆刮掉一半。这样线圈在通电的半周内受到磁场力作用而转动，另外半周没有电流通过，靠惯性转动，从而使线圈通电时能够持续转动。直流电动机中的换向器结构也起到类似的作用，它能在线圈转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向，让线圈持续转动。 [3]直流电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 [4]若想改变线圈的转动方向，可采取的措施是改变电流方向（如对调电源正负极）或改变磁场方向（如对调磁体的磁极）。 25． （2024八下·浙江杭州·月考）如图实践小组的同学用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮去上半周或下半周。将线圈abcd放在用金属丝做成的支架mn上，并按图示连接电路，回答下列问题： (1)电磁铁的上端是_______极；电磁铁和线圈abcd在电路中的连接方式是_______（选填“串联”或“并联”）； (2)闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈转动，若只将电源的正负极互换，则线圈转动的方向会与原来的转动方向_______ ；（选填“相同”或“相反”） (3)请写出一个减小线圈转速的措施：___________。 【答案】(1) N 并联 (2)相同 (3)减小电源电压 【详解】（1）[1]由图可知，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，由安培定则可知，用右手握住电磁铁，四指顺着电流方向，大拇指向上，所以电磁铁的上端是 N 极。 [2]串联电路是指电路中各元件依次连接，电流只有一条路径；并联电路是指电路中各元件并列连接，电流有多条路径；由图可知，电流分别经过电磁铁和线圈abcd，电路中有两条电流路径，所以电磁铁和线圈abcd在电路中的连接方式是并联。 （2）通电线圈在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关；当只将电源的正负极互换时，电流方向改变，同时磁场方向也因电磁铁中电流方向改变而改变，根据通电线圈在磁场中受力方向的影响因素可知，这两个因素同时改变时，线圈受力方向不变，所以线圈转动的方向会与原来的转动方向相同。 （3）影响线圈转速的因素主要有电流大小和磁场强弱；电流越小，磁场越弱，线圈转速越慢；所以减小线圈转速的措施可以是减小电源电压，在电阻一定时，电压减小，电流减小，从而减小线圈转速。 26． （2024八下·浙江温州·期中）学校科技节某创客社团尝试制作磁悬浮旋转徽章。其核心部件是一个用漆包线手工绕制的矩形线圈。然后将两端的漆包线作一定的处理后，把线圈放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并悬置于电磁铁形成的磁场中（如图所示）。 (1)为了线圈能够持续不断地转动，需要将两端的线圈作一定的处理，下列方法可行的是（　　）（填字母）。 A．两端的漆均全部刮去 B．一端全部刮去，另一端刮去一半 C．一端全部刮去，另一端保留 (2)闭合开关，线圈可以转动，其原理是__________。 (3)若闭合开关，线圈不能转动，原因可能是（　　）（填字母，可多选）。 A．电磁铁磁性太弱 B．线圈处于平衡位置 C．通过线圈的电流太大 D．线圈与支架间的摩擦力太大 (4)若在开关右侧串联一个小灯泡，开关闭合后线圈正常转动，则小灯泡的发光情况是___________（选填“闪烁发光”或“持续发光”）。 【答案】(1)B (2)通电线圈在磁场中受力转动 (3)ABD (4)闪烁发光 【详解】（1）若把两端的漆全部刮去，当线圈转过平衡位置时，电流方向不能改变，受到的磁场力会阻碍线圈继续转动，无法持续转动；而一端全部刮去，另一端刮去一半，在一个半周内受到磁场力作用而转动，另一个半周没有电流通过，利用惯性转动，这样就能持续转动，这种设计相当于电动机中换向器；若一端全部刮去，另一端保留，电路无法形成通路，线圈不能转动，故B符合题意，AC不符合题意。 故选B。 （2）闭合开关后，线圈中有电流通过，处于磁场中，根据电动机的原理，通电导体在磁场中会受到力的作用，从而使线圈转动。 （3）A．电磁铁磁性太弱，对通电线圈产生的作用力就小，可能无法使线圈转动，故A符合题意； B．当线圈处于平衡位置时，线圈受力平衡，不会转动，此时需要人工轻推一下，使其越过平衡位置就能转动起来，故B符合题意； C．通过线圈的电流太大，会使线圈受到的磁场力更大，更有利于线圈转动，而不是不能转动，故C不符合题意； D．线圈与支架间的摩擦力太大，会阻碍线圈的转动，导致线圈不能转动，故D符合题意。 故选ABD。 （4）当采用一端全部刮去，另一端刮去一半的处理方式时，线圈在一个半周内有电流通过，小灯泡发光；另一个半周没有电流通过，小灯泡不发光，所以小灯泡是闪烁发光的。 题型四 拓展提高 27． （2024八下·浙江杭州·期中）按要求完成实验题。 (1)将一个电磁铁和白炽灯并联后接入电路，如图甲，当闭合电键时，灯L即刻点亮，随后熄灭；当断开电键时，灯闪亮后熄灭。此现象说明当闭合电键时，电磁铁的磁性强弱在短时间内的变化情况为_________（增强或减弱）；当断开电键时，灯闪亮说明电磁可在短时间内_________（选填“充电”或“供电”）。 (2)如图乙，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，棒中通有向右的电流时两线上拉力大小均为F1，若棒中电流大小不变方向相反，两线上的拉力大小均为F2，且，则铜棒所受磁场力大小为_________。（用已给字母表示） (3)如图丙是“悬空的磁环”示意图，假设甲、乙、丙三个磁环相同，质量均为m，中间塑料管是光滑的。若甲的上端为S极，则乙的上端为_________极。 (4)两根非常靠近且相互垂直的长直导线分别通以相同强度的电流，方向如图丁所示，那么两电流所产生的磁场垂直导线平面向外且最强的在填哪个区域为_________（填“1”或“2”或“3”或“4”）。 【答案】(1) 变强 供电 (2)F2-F1 (3)N (4)1 【详解】（1）[1][2]因为电磁铁的线圈是一个储能元件，当闭合开关时，灯L1即刻点亮，随后熄灭，说明在总电流不变的情况下，电磁铁中的电流逐渐增大，磁铁的磁性变强；当断开开关时，灯会闪亮后熄灭，说明电磁铁在断电后释放了其储存的电能，使灯闪亮，流过电磁铁的电流是逐渐减小的（相当于供电过程）。 （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2F1+F=G① 当电流反向时，磁场力变为竖直向下，此时同样根据导体棒受力平衡有2F2=G+F② 由①和②可得G=F1+F2 则F=F2-F1 （3）依据题意可知，若甲的上端为S极，则甲的下端为N极，磁环间相互排斥，同名磁极相互排斥，则乙环的上端为N极。 （4）竖直导线有向下的电流，根据右手定则可知，图中1、4区域的磁场向外；水平导线有水平向右的电流，则图中1、2区域的磁场垂直纸面向外，叠加后区域1垂直纸面向外的磁场最强。 28． （2024八下·浙江绍兴·期末）蛇年春晚《秧BOT》节目中的机器人配备了直流无刷电动机进行驱动，其内部结构如图所示，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)该直流无刷电动机的工作原理是_________； (2)直流无刷电动机内部还配备了一个霍尔传感器，能对转子磁极位置进行实时监测，并将位置信息传递给相关控制器，让其中的两个螺线圈通电，并控制电流方向，以达到持续转动。若现在该电动机正在顺时针转动，则通电方案正确的是（　　）。 A． B．C． D． 【答案】(1)通电线圈在磁场中受力运动 (2)C 【详解】（1）根据题意，机器人配备了直流无刷电动机进行驱动，即因通电受力而运动，则该直流无刷电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力运动。 （2）A．图中只有一个线圈通电，不符合要求，故A错误； B．根据安培定则可知，左下角的电磁铁上端磁极为S极，对转子施加排斥力；右下角的电磁铁上端为N极，对转子施加吸引力，现在线圈逆时针转动，故B错误； C．根据安培定则可知，左下角的电磁铁上端磁极为N极，对转子施加吸引力；右下角的电磁铁上端为S极，对转子施加排斥力，现在线圈顺时针转动，故C正确； D．据图可知，三个线圈通电，不符合要求，故D错误。 故选C。 1 学科网（北京）股份有限公司 $