第19讲 电动机及其应用-2025-2026学年浙教版八年级科学下册高频考点过关复习
2026-05-03
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55页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版八年级下 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第3节 电动机及其应用 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 36.95 MB |
| 发布时间 | 2026-05-03 |
| 更新时间 | 2026-05-03 |
| 作者 | 元芳科学 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57673551.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
该初中科学讲义以“电动机及其应用”为核心,通过知识框架图系统梳理磁场对通电导线的作用、电动机构造与原理、扬声器工作原理等内容,清晰呈现受力方向影响因素、换向器作用等重难点,构建“现象-原理-应用”的递进知识脉络。
讲义亮点在于分层练习设计,从基础选择(如电动机能量转化判断)到实验探究(如探究受力方向与电流关系),融入科学思维与探究实践素养。含电动机不转动原因分析等方法指导,助力不同学生掌握知识,为教师实施精准复习提供有力支持。
内容正文:
第19讲 电动机及其应用
一:磁场对通电导线的作用
1.磁场对通电导线的作用
(1)磁场对通电导线的作用:通电导线在磁场中受到力的作用。
(2)通电导线在磁场中受力的方向的影响因素:通电导线在磁场中受力的方向跟电流的方向、磁感线的方向有关。当电流方向与磁感线方向中的一个变得相反时,通电导线受力的方向也相反;当电流方向与磁感线方向同时相反时,受力方向不变。
(3)能量转化:通电导线在磁场中受力运动的过程,消耗了电能,获得了机械能。
①电流周围存在磁场,因此我们可以把通电导线看成一个磁体,通电导线和其他磁体距离较近时,它们就会通过各自的磁场而发生相互作用。即磁场对通电导线的作用,实质是磁体和磁体间通过磁场而发生的相互作用。
②不是在任何情况下通电导体在磁场中都会受到力的作用。当通电导体中的电流方向与磁场方向相同或相反(即导体中的电流方向与磁场方向平行)时,导体不受磁场力的作用。
③当通电导体中电流的方向与磁场方向垂直时,导体所受磁场的作用力最大。
2.磁场对通电线图的作用
如图所示,将通电线圈放在磁场中,线圈受到磁场力会开始转动。转过180°时,分析可知,此时的电流方向与最开始刚好相反,而磁场方向不变,则此时线圈受到的磁场力方向与之前相反,因此线圈可以转过一个角度,但不能持续转动。
二:电动机的基本构造
1.电动机的基本构造:电动机由两部分组成——能够转动的线圈(转子)和固定不动的磁体(定子)。电动机工作时,转子在定子中飞快地转动。
2.电动机的工作原理:电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的(或者通电导线在磁场中到力的作用)。
3.线图的平衡位置
如图所示,当线圈转到线圈平面与磁场方向垂直的位置时,流过线圈上下两个边的电流方向相反,磁场方向相同,此时上下两个边受力大小相等、方向相反,且作用在同一条直线上。这个位置叫线圈的平衡位置。
4.线圈在磁场中不能连续转动
5.使线圈连续转动的两种方法
(1)在线圈越过平衡位置后停止对线圈供电,由于惯性,线圈继续转动。转动半周后再继续供电,线圈又受到同方向转动的力,会继续转动下去。
将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮掉半周,这样即可实现对线圈只供电半周。给线圈通电并用手轻推一下,线圈就会不停地转下去。
(2)利用换向器: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,这样,线圈会平稳、有力地转动下去。实际的电动机是通过换向器来实现这一目的的。
6.换向器
(1)构造:如图所示,两个铜半环E、F分别与线圈两端相连,中间断开,彼此绝缘,两个电刷A、B一端分别连接电源的两极,另一端分别与两个铜半环接触。工作时,两个铜半环随线圈一起转动,线圈、铜半环、电刷和电源组成闭合回路。
(2)作用:每当线圈刚转过平衡位置时,换向器都能自动改变线圈中的电流方向,从而获得同方向转动的力,使线圈连续转动。
7.电动机工作过程
电动机通电后不转动的原因
①电源电压太低,电动机线圈中的电流太小。
②磁体的磁性太弱(或失去了磁性),磁场对通电线圈的力太小(或线圈不受力)。
③线圈刚好处于平衡位置,线圈中无电流,线圈不受磁场力的作用。
④电动机的换向器与电刷接触不良,线图中无电流。
⑤轴与支架、换向器与电刷之间摩擦力太大。
电动机的转动方向和转速的调节
(1)电动机的转动方向:电动机的转动方向跟电流方向和磁场方向有关,二者之一改变,电动机的转动方向改变;二者同时改变,电动机转向不变。
(2)电动机的转速:电动机的转动速度跟电流大小和磁场的强弱有关;电流越大,磁场越强,转速越快。若要改变电动机的转速,只需改变电流大小或磁场强弱即可。
8.电动机的分类和应用
(1)分类:电动机分为直流电动机和交流电动机。直流电动机由直流电源供电,交流电动机由交流电源供电。我们本节讲的主要是直流电动机。
(2)应用:电动机广泛应用于生产、生活的方方面面,如电风扇、洗衣机、各种各样的机床、电动汽车等。
扬声器
1.作用:扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。
2.构造:由永久磁体、线圈和锥形纸盆构成,如图所示。
3.工作原理:扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流,使得线圈在一个瞬间和下一个瞬间受到不同的磁场力的作用而运动,同时带动纸盆振动,便发出了声音。(通电导线在磁场中受到力的作用或者电流的磁效应这两个原理均可以说明。)
1.(24-25九年级上·浙江·期末)如图所示,我们研究了神奇的小电动机,下列发现不正确的是( )
A.电动机将电能转化为机械能 B.一块磁铁不能让电动机转动
C.两块磁铁离转子越近,转动越快 D.电流越大,转动越快
【答案】B
【解析】A.电动机用电产生磁,利用磁场的相互作用推动转子转动,电动机将电能转化为机械能,故A正确,不符合题意;
B.电动机用电产生磁,利用磁的相互作用推动转子转动。用一块磁铁,小电动机也能转动,只是磁力较小,转子转动速度会变慢,故B错误,符合题意;
C.两块磁铁离转子越近,磁力作用越强,转子转动会越块,故C正确,不符合题意;
D.电流越大,转子受到的作用力越大,转动越快,故D正确,不符合题意。故选B。
2.(25-26七年级上·浙江杭州·开学考试)如图是电动秋千玩具,电池的两极与秋千的两根摆绳(导线)相连,摆绳与线圈相连。秋千能摆动的原因是( )
A.磁铁能吸引导线 B.电生磁,磁极间的相互作用
C.线圈能产生磁性 D.里面有永动机
【答案】B
【解析】“电动秋千玩具”的原理是给秋千上的线圈通电时,通电线圈产生磁性,然后与秋千下方的磁体通过磁极间的相互作用使秋千摆动,其原理与电动机的工作原理相同。故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
3.(24-25八年级下·浙江湖州·期末)如图所示,在装配直流电动机模型的实验中,下列操作不能改变电动机转动方向的是( )
A.对调电源正负两极 B.对调两磁极位置
C.对调两接线柱 D.对调电源正负两极和两接线柱
【答案】C
【解析】直流电动机的转动方向由电流方向和磁场方向共同决定,改变电流方向或磁场方向,电动机的转动方向会改变;若同时改变电流方向和磁场方向,电动机的转动方向不变。
A.对调电源正负两极,会改变通过电动机的电流方向,根据上述原理,电动机的转动方向会改变,故A不符合题意;
B.对调N、S两磁极位置,会改变电动机所在磁场的方向,电动机的转动方向会改变,故B不符合题意;
C.对调C、D两接线柱,只改变了滑动变阻器的连接方式,不会改变通过电动机的电流方向,电动机的转动方向不会改变,故C符合题意。
D.对调电源正负两极会改变电流方向,对调C、D两接线柱不会改变电流方向,相当于一次改变电流方向,最终电流方向改变,磁场方向未改变,所以电动机的转动方向改变,故D不符合题意。故选C。
4.(24-25八年级下·浙江台州·期末)电动玩具车能前进后退,还能调节快慢,这主要依赖于内部的电路和机械结构。下列有关电动玩具车的说法,不正确的是( )
A.工作原理是电磁感应
B.工作时将电能转化为机械能
C.可以通过改变电流方向实现前进后退
D.可以通过改变电流大小实现加速减速
【答案】A
【解析】AB.电动玩具车工作时,将电能转化为机械能,利用的原理是通电导线在磁场中受到力的作用,故A错误,符合题意,B正确,不符合题意;
C.通电导线在磁场中受力与电流的方向和磁场的方向有关,因此可以通过改变电流方向实现前进后退,故C正确,不符合题意;
D.通电导线在磁场中受力大小与电流大小和磁场的强弱有关,因此可以通过改变电流大小实现加速减速,故D正确,不符合题意。故选A。
5.(2025·浙江温州·三模)小实对电与磁实验进行整理,归纳出如图实验模型,若要探究“通电导体在磁场中受力转动”现象,则在虚线框中放入的器材是( )
A.电源 B.电流表 C.电压表 D.滑动变阻器
【答案】A
【解析】探究“通电导体在磁场中受力转动”现象中,电路中需要有电源,因此虚线框中放入的器材电源,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
6.(24-25九年级下·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
【解析】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。
7.(双选)(25-26九年级下·浙江·月考)如图甲和乙是线圈在匀强磁场中匀速转动的两个时刻,对通过小灯泡的电流和ab边的受力,下列判断正确的有( )
A.图甲中有向下的电流通过小灯泡
B.图乙中有向上的电流通过小灯泡
C.图甲中ab边受到磁场对它向上的作用力
D.图乙中ab边受到磁场对它向右的作用力
【答案】AC
【解析】AC.甲图中线圈平面与磁感线平行,ab边切割磁感线,产生感应电流;磁场方向由N到S,水平向右,ab边随线圈向下运动,根据右手定则,可判断出ab边中电流方向为a到b,最终电流向下通过小灯泡;已知电流方向和磁场方向,根据左手定则,可判断出ab边受到的安培力方向向上,故AC正确;
BD.乙图中线圈平面与磁感线垂直,属于中性面位置,ab边运动方向与磁感线平行,不切割磁感线,感应电流为0;因此没有电流通过小灯泡,也不受磁场的安培力,故BD错误。
故选AC。
8.(24-25八年级下·浙江温州·期中)如图为某汽车一键启动电路。当按下开关时,有细小的电流通过X元件,接着就有强大的电流通过电动机M,将电动机启动。根据所学知识,X最有可能是( )
A.电动机 B.发电机 C.电磁继电器 D.滑动变阻器
【答案】C
【解析】电磁继电器可以用低电压、弱电流控制高电压、强电流。汽车的一键启动开关就是用电磁继电器来启动电动机的,故X元件是电磁继电器,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
9.(24-25八年级下·浙江金华·期中)如图所示为奥斯特实验的示意图,下列有关分析中正确的是( )
A.通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B.发生偏转的小磁针对通电导线没有力的作用
C.移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场
D.要使小磁针偏转方向相反,将电池正负极对调即可
【答案】D
【解析】A.奥斯特实验表明,通电导线周围会产生磁场,通电导线周围磁场方向决定小磁针的指向,故A错误;
B.小磁针受到通电导线产生的磁场作用而偏转,力的作用是相互的,小磁针也会对导线产生作用力,故B错误;
C.即使移走小磁针,通电导线周围仍然存在磁场,故C错误;
D.通电导线的磁场方向与电流方向有关;若想让小磁针偏转方向相反,只需将电池的正负极对调,使电流方向反向即可,故D正确。故选D。
10.(24-25八年级下·浙江金华·月考)关于电动机下面说法中正确的是( )
A.电动机是利用电磁感应现象制成的
B.电动机的线圈只要有电流通过,线圈就会在磁场力作用下不断地运动
C.电动机只能使用直流电供电,电动机中的换向器能自动改变线圈中的电流方向
D.电动机的构造简单,效率比热机高,广泛地应用在电车、起重机、电风扇、电冰箱等电器中
【答案】D
【解析】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.电动机的线圈要持续转动,就要使用换向器,通过改变线圈中的电流方向从而改变线圈的受力方向,故B错误;
C.实际生活中的电动机多数都是使用交流电的,故C错误;
D.电动机在生活中的应用非常广泛,电车、起重机、电风扇、电冰箱、空调都用到了,电动机的构造比较简单,相对于热机来说,它的效率更高,故D正确。故选D。
11.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)课堂上,柯老师利用如图装置研究磁场对通电导体的作用。请回答下列问题:
(1)闭合开关,此时导体ab会向 (填“左”/“右”/“上”/“下”)移动;
(2)生活中, (填“发电机”/“电动机”)就是利用这个现象制作的;
(3)若要研究导体受到力的方向与电流方向的关系,可以怎么操作?
。
【答案】(1)右(2)电动机(3)磁场方向不变,改变电流方向,观察导体运动方向
【解析】(1)由左手定则可判断导体向右运动。
(2)通电导体在磁场中会受力运动,说明磁场对电流有力的作用,利用这个原理制造出电动机。
(3)由控制变量法可知,研究导体受到力的方向与电流方向的关系,应保持磁场方向不变,改变导体ab中的电流方向,观察其运动方向。
12.(24-25九年级上·浙江宁波·期末)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
【解析】(1)闭合开关后,通过电流的导体ab在磁场中运动起来,说明磁场对放入其中的通电导体有力的作用,电动机根据此原理制成的。
(2)将磁极上下对调,则磁场方向发生改变,那么这样操作是为了研究通电导体在磁场中受力方向与磁场方向的关系。
13.(24-25八年级下·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
【解析】(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。
14.(24-25八年级下·浙江金华·期中)利用图甲所示的装置在研究“磁场对通电导体的作用”实验中:
(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 (选填“铁棒”或“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,且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的,通电后ab段和cd段受到的两个力,这两个力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
【答案】(1)电源 铝棒(2)不是
【解析】(1)利用如图甲所示的装置研究“磁场对通电导体的作用”时,导体中需要有电流通过,则电路中必须有电源,所以在M、N之间应接入电源。导体应使用不能被磁化但能导体的金属,因为若导体被磁化,与磁体间的作用力可能会阻碍磁体的运动。所以,装置中的导体棒应选用轻质的铝棒。
(2)在乙图中,磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极,且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的,通电后ab段和cd段的电流方向相反,则ab段和cd段所受磁场力的方向相反,但这两个力不在同一直线上,也不在同一物体上,所以二力不是一对平衡力。
15.(24-25八年级下·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
【解析】(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。
16.(24-25八年级下·浙江杭州·月考)用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣形强磁铁(磁性随温度升高而减弱),可组装成一个演示用的简易电动机,组装过程如图所示。电流通过磁铁和铁钉,铁钉旋转。
(1)该简易电动机的工作原理是 。
(2)演示时,若要改变铁钉的转动方向,可以改变 的方向。
(3)电动机的导线下端应间歇性地接触磁铁,这样做的好处是 (填字母)。
A.防止铁钉被磁化 B.防止电流通过时产生过多热量
【答案】(1)通电导体在磁场中受到力的作用(2)磁场/电流(3)B
【解析】(1)该简易电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
(2)通电导体在磁场中转动的方向取决于其在磁场中的受力方向,其受力方向改变则其转动方向就改变。而其受力方向与导体中电流的方向和磁场的方向有关,因此要改变铁钉转动方向可以改变铁钉中的电流方向或磁场方向。
(3)电动机的导线下端应间歇性地接触磁铁,这样做的好处是防止电流通过时产生过多的热量,故B正确,A错误。故选B。
17.(24-25八年级下·浙江湖州·期末)如图是一种带电动转盘的餐桌,通常安装的是直流电动机,其工作原理是 (选填“通电线圈能在磁场中转动”或“电磁感应”)。若在使用过程中,电动转盘转动过快,可 (选填“增大”或“减小”)通过电动机的电流来调节转速。
【答案】通电线圈能在磁场中转动 减小
【解析】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。而电磁感应是指闭合电路的一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,这是发电机的工作原理。 所以该直流电动机的工作原理是通电线圈能在磁场中转动。直流电动机的转速与电流大小有关,在其他条件不变的情况下,通过电动机的电流越大,电动机的转速越快;通过电动机的电流越小,电动机的转速越慢。 已知电动转盘转动过快,为了降低转速,可减小通过电动机的电流。
18.(24-25八年级下·浙江丽水·月考)为了探究电动机为什么会转动,小明制作了一台简易电动机,如图。他用回形针做成两个支架,分别与电池的两极相连,用漆包线绕一个矩形线网,以线圈引线为轴,并用小刀刮去轴的一端全部漆皮,另一端只刮去半周漆皮。将线圈放在支架上,磁体放在线圈下方,闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈就会不停地转动起来。
(1)将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,其作用与直流电动机中的
作用相同;
(2)要想改变线圈的转动方向,可采用的措施是: 、 (写出两点);
(3)开关闭合后,如果电动机不转,可能的原因是:
(写出一点);
(4)要使实验装置能调节电动机转速,还需要增加一个主要器材是: ;
(5)电动机工作时把电能转化为 能。
【答案】(1)换向器(2)只改变磁场方向 只改变电流方向(3)见解析(4)滑动变阻器
(5)机械
【解析】(1)该线圈之所以能转动,是据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,若不改变电流的方向,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;而真正的直流电动机工作时,为了让线圈持续的转动下去,即是通过换向器在平衡位置及时的改变线圈中的电流的方向,即改变线圈所受力的反向,使线圈持续的转动下去,因此另一端只刮半周,其作用与直流电动机中的换向器作用相同。
(2)通电线圈在磁场中受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,因此要想改变线圈的转动方向,只改变磁场方向或只改变电流方向。
(3)实验过程中,如果电动机不转,则可能造成的原因有:电源电压太低,造成电流过小;磁铁磁性太弱;或线圈处于平衡位置等。
(4)在实际应用中,改变电动机转速最简便的方法就是改变电流的大小,而改变电流大小最容易操作的就是利用滑动变阻器来实现,因此,若想设计一个能调节电动机转速的实验装置,他还需要的一种实验室常用器材是滑动变阻器。
(5)电动机工作时消耗电能,得到机械能,即把电能转化为机械能。
19.(24-25八年级下·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 ;
(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
【解析】(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。
20.(24-25八年级下·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
【解析】(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。
1.(24-25八年级下·浙江温州·期中)福建舰是我国第一架利用电磁弹射系统的航空母舰,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,舰载机位于两条通电轨道的中间,其工作原理如图所示。不同的飞机,所用的推力是不同的,要增大弹射力,下列措施可行的是( )
A.减小电压 B.减小磁场强度
C.增大导电轨阻值 D.增大驱动电流
【答案】D
【解析】通电导体在磁场中受力大小与磁场强度及电流大小有关,要增大弹射力,即增大磁力,可通过增大电流或增强磁场来实现,减小电压、增大导电轨阻值不可行,D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
2.(双选)(24-25七年级下·浙江·月考)如图是简易“电动火车”的示意图,把一节干电池的两端吸上短小的圆柱形强磁铁后组成“电动火车”,将它放入很长的固定在水平桌面上的螺旋线圈内,干电池和强磁铁组成的“电动火车”就会在螺旋线圈内运动。下列关于简易“电动火车”的说法中,正确的有( )
A.线圈可以用漆包线绕成,确保各处绝缘
B.强磁铁和线圈在任何位置都应保持良好接触
C.“电动火车”受磁场力的作用
D.“电动火车”受到电源产生的电力作用
【答案】BC
【解析】由图和题意可知,螺旋线圈和结合体构成一个闭合回路,强磁铁与线圈在任何位置都应保持良好接触;当吸附着磁铁的电池进入线圈后,线圈中有电流通过,通电线圈会产生磁场,“结合体”在线圈所形成的磁场中会受到磁场力的作用,“结合体”与通电线圈之间相吸、相斥,这样“结合体”就会在螺旋线圈内运动,故BC正确,AD错误。故选BC。
3.(24-25八年级下·浙江杭州·期中)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,线圈能朝一个方向持续转动,则( )
A.若将电源的正负极对调,转动方向改变
B.图中线圈平面恰好处在平衡位置
C.螺线管F端为S极,P端为N极
D.该电动机工作时把机械能转化为电能
【答案】C
【解析】A.若只将电源的正负极对调,则电流的方向发生改变,两个螺线管的磁极的方向也发生了改变,即线圈所处磁场方向改变,则受到的磁场力的方向不改变,线圈转动方向会与原来的转动方向相同,故A不符合题意;
B.当通电线圈所在平面与磁感线垂直时,线圈处于平衡状态,此时线圈受力平衡,图中线圈平面处于水平位置,故B不符合题意;
C.由图知电流从螺线管的左端流入、右端流出,据安培定则可知,通电螺线管EF的E端为N极、F端为S极,通电螺线管PQ的P端为N极、Q端为S极,故C符合题意;
D.电动机工作时将电能转化为机械能,故D不符合题意。故选C。
4.(2025·浙江台州·一模)如图甲所示,在烧杯中加入盐水,然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中,发现电压表的指针发生偏转。下列说法正确的是( )
A.电压表的示数是7.5伏
B.导线a中自由电子从锌片移动到“-”接线柱
C.烧杯部分的装置属于用电器
D.电压表采用了电磁感应原理制成(结构图如乙所示)
【答案】B
【解析】A.电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为1.5V,故A错误;
B.根据图示可知,因为铜片与电压表的正接线柱相连,因此铜片为盐水电池的正极;电流从电源的正极流出,经过电压表回到电源的负极;自由电子定向移动的方向与电流的方向相反,所以导线a中的自由电子从锌片移动到“-”接线柱,故B正确;
C.烧杯部分的装置能够为电路提供电压,相当于电路中的电源,故C错误;
D.如图乙是磁电式电压表,线圈中有电流通过时,线圈在磁场中受力的作用发生偏转,带动指针偏转,不是电磁感应原理,故D错误。故选B。
5.(24-25九年级下·安徽宣城·自主招生)通电导体在磁场中受到的力叫安培力,安培力的方向与电流方向、磁感应强度的方向都垂直。安培力的方向可用以下方法判定:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心垂直进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向(如图)。这就是判定通电导线在磁场中受力方向的左手定则。请你根据以上信息,下列说法错误的是( )
A.安培力的受力物体是通电导体,施力物体是磁场
B.若图中磁极对调,其他条件不变,则判断时手心要朝下
C.若图中电流反向,其他条件不变,则通电导体受力方向也相反
D.若图中磁极对调,电流反向,其他条件不变,则通电导体受力方向也相反
【答案】D
【解析】A.安培力是磁场对通电导体的作用力,则受力物体是导体,施力物体是磁场,故A正确;
B.若磁极对调,磁场方向向上,让磁场穿过掌心,则手心向下,故B正确;
C.若只改变电流方向,四指方向改变,掌心方向不变,根据左手定则,受力方向相反,故C正确;
D.若磁场和电流方向同时反向,根据左手定则,受力方向不变,故D错误。故选D。
6.(2024·浙江·模拟预测)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
【解析】电流AB产生的磁场在其右侧方向垂直纸面向里,在其左侧垂直纸面向外,根据左手定则知,CD的右边部分所受的安培力方向向上,左边部分所受安培力方向向下,则CD导线逆时针方向转动。假设CD导线转过90°,此时两电流为同向电流,相互吸引,所以导线CD逆时针方向转动,同时靠近导线AB,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
7.(24-25八年级下·浙江金华·期末)如图所示,放在U形磁铁两极之间的铝盘下边缘浸在液体中,闭合开关S,铝盘会绕水平轴O转动。下列说法正确的是( )
A.为防止漏电,应选择绝缘的液体
B.铝盘转动的原理与发电机的工作原理相同
C.将电源的正负极对调后,铝盘的转动方向不变
D.向右移动滑动变阻器的滑片P,铝盘转速变慢
【答案】D
【解析】A.闭合开关,液体、铝盘、开关、滑动变阻器构成闭合回路,电路中有电流通过,若液体为绝缘的液体,不能构成闭合电路,故A错误;
B.通电之后,电流从铝盘圆心流向圆周,相当于每根半径都是一根通电导线,通电铝盘在磁场中受到力的作用而运动,与电动机的工作原理相同,故B错误;
C.将磁铁的磁极对调后,铝盘的受力方向与原来相反,转动方向与原来相反,故C错误;
D.向右移动滑动变阻器的滑片P,电路中电阻变大,铝盘中的电流减小,铝盘受到的磁场力的大小变小,转动速度变慢,铝盘的转动方向不会改变,故D正确。故选D。
8.(23-24八年级下·浙江杭州·月考)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.若同时改变磁极方向和电流方向,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.开关闭合后,如果电动机不转动,原因可能是线圈处于平衡位置
【答案】A
【解析】A.直流电动机的转动方向与线圈中的电流方向和磁场方向有关,如果同时改变电流的方向和磁场的方向,线圈的转动方向将不变,故A错误,符合题意;
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,不符合题意;
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,不符合题意;
D.平衡位置时电动机的转子和定子形成了开路,导体中没有电流通过,磁场对其没有作用力,电动机不会转动,故D正确,不符合题意。故选A。
9.(24-25八年级下·浙江绍兴·期中)科学家发现两根平行导线通电后有如图所示的现象(图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况)。
(1)由图可知,两平行通电导线之间有力的作用。当通入的电流方向相同时,导线相互
(填“排斥”或者“吸引”);
(2)判断通电直导线周围磁场方向的方法是:用右手握导线,大拇指指向电流方向,则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向。根据这个方法,请你判定甲图中导线a在导线b处产生的磁场方向为垂直于纸面 ;(填“向里”或“向外”)
(3)上述现象的原因是:通电导线a周围产生的磁场对通电导线b有 的作用。当导线a中的电流方向改变时,其磁场的方向也发生改变,导线b受力方向随之改变。
【答案】(1)吸引(2)向里(3)力
【解析】(1)观察图甲,当两根平行导线通入的电流方向相同时,导线相互靠近,这表明它们之间存在吸引力,所以当通入的电流方向相同时,导线相互吸引。
(2)用右手握导线a,大拇指指向电流方向(向上),根据右手螺旋定则,四指环绕的方向就是磁场方向,那么在导线b处,磁场方向为垂直于纸面向里。
(3)通电导线a周围存在磁场,通电导线b处于这个磁场中,会受到磁场力的作用,所以通电导线a周围产生的磁场对通电导线b有力的作用。当导线a中电流方向改变,其磁场方向改变,导线b受力方向也随之改变。
10.(24-25八年级下·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
【解析】(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。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。
11.(24-25八年级下·浙江温州·期中)磁力锁是目前校园门禁系统中常用的门锁,主体部位分为电锁和吸板两部分。吸在门板上方,电锁安装在门框上,如图甲所示。电锁部分接入电压为220V的电路中。门边安装扫脸识别系统,当老师们扫脸识别成功,门锁自动打开,几秒中后自动关闭。全程安全高效。磁力锁的安装示意图如图乙所示。
(1)【原理分析】磁力锁的电锁由线圈和铁芯组成。通电时吸板与电锁紧紧吸电时两者瞬间分离。请你从以下材料中选择合适的吸板材料 。
A.铁 B.磁铁 C.铜 D.镍铬合金
(2)【产品制作】磁力锁的保持力指的是电锁通电状态下,强行分离电锁与吸需的拉力,通常有1800N、3000N和5000N等规格。保持力不同的磁力锁上的不同之处是 。
(3)【日常维护】磁力锁在长期使用后,电锁与吸板的位置会发生偏移,无法吻合,如图丙所示。这是否会导致磁力锁的保持力下降?请说明理由
。
【答案】(1)A(2)线圈匝数不同(3)会,理由见解析
【解析】(1)磁力锁的电锁由线圈和铁芯组成,通电时会产生磁性。要使吸板能被电锁吸引,吸板材料应能被磁铁吸引。
A.铁是磁性材料,能被磁铁吸引,可作为吸板材料,故A符合题意;
B.磁铁本身有磁性,而磁力锁的吸板不需要自身有磁性,且两个磁铁靠近时可能会因磁极的不同而出现排斥现象,所以磁铁不适合作为吸板材料,故B不符合题意;
C.铜不是磁性材料,不能被磁铁吸引,不能作为吸板材料,故C不符合题意;
D.镍铬合金主要用于制作电阻丝等,一般不具有被磁铁吸引的特性,不能作为吸板材料,故D不符合题意。故选A。
(2)磁力锁的保持力取决于电锁通电时的磁性强弱,在电压等其他条件相同情况下,影响电磁铁磁性强弱的因素主要是线圈匝数。所以保持力不同的磁力锁的不同之处是线圈匝数不同,匝数越多,磁性越强,保持力越大。
(3)电锁与吸板的位置发生偏移,无法完全吻合时,会导致磁力锁的保持力下降。 因为电锁与吸板之间的磁力大小与它们之间的距离和接触面积有关。当两者位置偏移时,它们之间的有效接触面积减小,且部分区域的距离增大,根据磁体间的相互作用规律,距离增大、接触面积减小会使它们之间的磁力减小,从而导致磁力锁的保持力下降。
12.(24-25八年级下·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
【解析】(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。
13.(24-25八年级下·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)增强 供电(2)F2-F1(3)N(4)1
【解析】(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。
14.(24-25八年级下·浙江杭州·期中)小萧在学习了磁场对通电导体有力的作用后,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。他设计了如图装置,进行了如下实验:
①将一根导体棒用两根电阻大小忽略不计的细金属线悬挂在铁架台上,将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上,并让导体棒与蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直;
②给导体两端施加电压U1,闭合电路,观察细金属线偏转的角度α1;
③给导体两端施加电压U2,且U2>U1,闭合电路,观察细金属线偏转的角度α2;
④比较α1与α2的大小,即可判断磁场对通电导体的作用力与导体中电流强度是否有关;
(1)小萧比较发现α2>α1,即可初步得出结论:
;
(2)实验过程中,若仅将导体的左右两端对调,则导体的运动方向 (填“会”或“不会”)发生改变;
(3)小山也利用右图的装置探究与小萧相同的问题,但小山在②③两步实验操作中给导体棒所通电流方向均与小萧的相反,其余操作均相同,比较小萧和小山的做法你认为 (填“小萧”或“小山”)的做法更好;
(4)小萧想接着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,于是他换了另一根较长的,且粗细和材质均与之前相同的导体棒进行实验,小山认为这样操作不可行,他的理由是
。
【答案】(1)其他条件一定时,通过导体的电流越大,磁场对通电导体的作用力越大
(2)不会(3)小萧(4)见解析
【解析】(1)由于U2>U1,则当电压为U2时,通过导线的电流较大,此时金属线偏转的角度大,说明磁场对通电导体的作用力大,因此可得结论为:其他条件一定时,通过导体的电流越大,磁场对通电导体的作用力越大。
(2)通电导线受力的方向与磁场方向和电流的方向有关,若仅将导体的左右两端对调,电流方向和磁场方向均不变,则通电导线受力的方向不变。
(3)在实验中,为了准确反映导体棒受力情况与电流大小的关系,应使电流方向一致,且为了好观察和比较,最好使导体棒向蹄形磁体的外部偏转。通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关。而小山给导体棒所通电流方向均与小萧的相反,则通电导体的运动方向相反,会向蹄形磁体的内部偏转,因此小萧的做法更好。
(4)粗细和材料相同的导体,导体的长度不同,电阻大小不同,相同电压下通过导体的电流强度就会不同,小萧的实验没有控制单一变量。
15.(24-25九年级上·浙江宁波·月考)项目化学习小组拟设计一个自动升降床,通过电动机带动床自动上升和下降,来节约卧室空间,如图甲所示,乙为其简化模型;小组同学设计的电路如图丙所示,单刀双掷开关S与“1”相连时床上升,与“2”相连时床下降。
(1)通过切换单刀双掷开关S,可以使床升降的原因是改变了电动机中电流的 ;
(2)将开关S与“1”连接,将滑动变阻器滑片向左移动,床升降的速度将 ;(选填“加快”或“减慢”)
(3)他们制作的产品评价表如下:
评价指标
评价等级
优秀
合格
待改进
指标一
床上升和下降的速度都可调
床只有上升时速度可调或只有下降时速度可调
床上升和下降时速度都不可调
指标二
拨动一次开关,就能控制床自动上升或下降,且能自动停止
拨动开关能控制床自动上升或下降,但需要再次拔动开关才能停止
拨动开关,床无法上升或下降
测试模型时,“指标一”为优秀。结合评价表,请判断该模型“指标二”评价等级为 。
【答案】(1)方向(2)加快(3)合格
【解析】(1)由于上下的电源正负极相反,通过切换单刀双掷开关S,可以改变电流方向,因而电动机转向的原因是改变通过电动机中的电流方向。
(2)将单刀双掷开关S与“1”连接,将滑动变阻器向左移动时,滑动变阻器的电阻变小,电路中的电流变大,电动机转速加快。
(3)对模型测试时,其“指标一”为优秀,拨动开关能控制遮光帘自动上升或下降,不能自动停止,需要再次拨动开关才能停止,故为合格。
16.(24-25八年级下·浙江杭州·期中)项目学习小组拟设计一个电动遮光帘;
通过电动机带动遮光帘自动上升与下降,使得室内亮度适宜,如图甲所示。
(1)通过切换单刀双掷开关S,可以改变电动机转向的原因是 。
(2)将单刀双掷开关S与“1”连接,将滑动变阻器向右移动时,电动机转速 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)小组同学设计的电路如图乙所示,与“2”相连时遮光帘下降。他们制作的产品评价表如下。
评价指标
评价等级
优秀
合格
待改进
指标一
遮光帘上升和下降时速度都可调
遮光帘只有上升时速度可调或只有下降时速度可调
遮光帘上升和下降时速度都不可调
指标二
拨动一次开关,就能控制遮光帘自动上升或下降,且能自动停止
拨动开关能控制遮光帘自动上升或下降,但需要再次拨动开关才能停止
拨动开关,遮光帘无法上升或下降
对模型测试时,其“指标一”为优秀。结合评价表,判断该模型的“指标二”评价等级为 。
【答案】(1)改变通过电动机中的电流方向(2)减小(3)合格
【解析】(1)由于上下的电源正负极相反,通过切换单刀双掷开关S,可以改变电流方向,因而电动机转向的原因是改变通过电动机中的电流方向。
(2)将单刀双掷开关S与“1”连接,将滑动变阻器向右移动时,滑动变阻器的电阻变大,电路中的电流变小,电动机转速减小。
(3)对模型测试时,拨动开关能控制遮光帘自动上升或下降,不能自动停止,需要再次拨动开关才能停止,因此指标二为合格。
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第19讲 电动机及其应用
一:磁场对通电导线的作用
1.磁场对通电导线的作用
(1)磁场对通电导线的作用:通电导线在磁场中受到力的作用。
(2)通电导线在磁场中受力的方向的影响因素:通电导线在磁场中受力的方向跟电流的方向、磁感线的方向有关。当电流方向与磁感线方向中的一个变得相反时,通电导线受力的方向也相反;当电流方向与磁感线方向同时相反时,受力方向不变。
(3)能量转化:通电导线在磁场中受力运动的过程,消耗了电能,获得了机械能。
①电流周围存在磁场,因此我们可以把通电导线看成一个磁体,通电导线和其他磁体距离较近时,它们就会通过各自的磁场而发生相互作用。即磁场对通电导线的作用,实质是磁体和磁体间通过磁场而发生的相互作用。
②不是在任何情况下通电导体在磁场中都会受到力的作用。当通电导体中的电流方向与磁场方向相同或相反(即导体中的电流方向与磁场方向平行)时,导体不受磁场力的作用。
③当通电导体中电流的方向与磁场方向垂直时,导体所受磁场的作用力最大。
2.磁场对通电线图的作用
如图所示,将通电线圈放在磁场中,线圈受到磁场力会开始转动。转过180°时,分析可知,此时的电流方向与最开始刚好相反,而磁场方向不变,则此时线圈受到的磁场力方向与之前相反,因此线圈可以转过一个角度,但不能持续转动。
二:电动机的基本构造
1.电动机的基本构造:电动机由两部分组成——能够转动的线圈(转子)和固定不动的磁体(定子)。电动机工作时,转子在定子中飞快地转动。
2.电动机的工作原理:电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的(或者通电导线在磁场中到力的作用)。
3.线图的平衡位置
如图所示,当线圈转到线圈平面与磁场方向垂直的位置时,流过线圈上下两个边的电流方向相反,磁场方向相同,此时上下两个边受力大小相等、方向相反,且作用在同一条直线上。这个位置叫线圈的平衡位置。
4.线圈在磁场中不能连续转动
5.使线圈连续转动的两种方法
(1)在线圈越过平衡位置后停止对线圈供电,由于惯性,线圈继续转动。转动半周后再继续供电,线圈又受到同方向转动的力,会继续转动下去。
将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮掉半周,这样即可实现对线圈只供电半周。给线圈通电并用手轻推一下,线圈就会不停地转下去。
(2)利用换向器: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,这样,线圈会平稳、有力地转动下去。实际的电动机是通过换向器来实现这一目的的。
6.换向器
(1)构造:如图所示,两个铜半环E、F分别与线圈两端相连,中间断开,彼此绝缘,两个电刷A、B一端分别连接电源的两极,另一端分别与两个铜半环接触。工作时,两个铜半环随线圈一起转动,线圈、铜半环、电刷和电源组成闭合回路。
(2)作用:每当线圈刚转过平衡位置时,换向器都能自动改变线圈中的电流方向,从而获得同方向转动的力,使线圈连续转动。
7.电动机工作过程
电动机通电后不转动的原因
①电源电压太低,电动机线圈中的电流太小。
②磁体的磁性太弱(或失去了磁性),磁场对通电线圈的力太小(或线圈不受力)。
③线圈刚好处于平衡位置,线圈中无电流,线圈不受磁场力的作用。
④电动机的换向器与电刷接触不良,线图中无电流。
⑤轴与支架、换向器与电刷之间摩擦力太大。
电动机的转动方向和转速的调节
(1)电动机的转动方向:电动机的转动方向跟电流方向和磁场方向有关,二者之一改变,电动机的转动方向改变;二者同时改变,电动机转向不变。
(2)电动机的转速:电动机的转动速度跟电流大小和磁场的强弱有关;电流越大,磁场越强,转速越快。若要改变电动机的转速,只需改变电流大小或磁场强弱即可。
8.电动机的分类和应用
(1)分类:电动机分为直流电动机和交流电动机。直流电动机由直流电源供电,交流电动机由交流电源供电。我们本节讲的主要是直流电动机。
(2)应用:电动机广泛应用于生产、生活的方方面面,如电风扇、洗衣机、各种各样的机床、电动汽车等。
扬声器
1.作用:扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。
2.构造:由永久磁体、线圈和锥形纸盆构成,如图所示。
3.工作原理:扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流,使得线圈在一个瞬间和下一个瞬间受到不同的磁场力的作用而运动,同时带动纸盆振动,便发出了声音。(通电导线在磁场中受到力的作用或者电流的磁效应这两个原理均可以说明。)
1.(24-25九年级上·浙江·期末)如图所示,我们研究了神奇的小电动机,下列发现不正确的是( )
A.电动机将电能转化为机械能 B.一块磁铁不能让电动机转动
C.两块磁铁离转子越近,转动越快 D.电流越大,转动越快
2.(25-26七年级上·浙江杭州·开学考试)如图是电动秋千玩具,电池的两极与秋千的两根摆绳(导线)相连,摆绳与线圈相连。秋千能摆动的原因是( )
A.磁铁能吸引导线 B.电生磁,磁极间的相互作用
C.线圈能产生磁性 D.里面有永动机
3.(24-25八年级下·浙江湖州·期末)如图所示,在装配直流电动机模型的实验中,下列操作不能改变电动机转动方向的是( )
A.对调电源正负两极 B.对调两磁极位置
C.对调两接线柱 D.对调电源正负两极和两接线柱
4.(24-25八年级下·浙江台州·期末)电动玩具车能前进后退,还能调节快慢,这主要依赖于内部的电路和机械结构。下列有关电动玩具车的说法,不正确的是( )
A.工作原理是电磁感应
B.工作时将电能转化为机械能
C.可以通过改变电流方向实现前进后退
D.可以通过改变电流大小实现加速减速
5.(2025·浙江温州·三模)小实对电与磁实验进行整理,归纳出如图实验模型,若要探究“通电导体在磁场中受力转动”现象,则在虚线框中放入的器材是( )
A.电源 B.电流表 C.电压表 D.滑动变阻器
6.(24-25九年级下·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
7.(双选)(25-26九年级下·浙江·月考)如图甲和乙是线圈在匀强磁场中匀速转动的两个时刻,对通过小灯泡的电流和ab边的受力,下列判断正确的有( )
A.图甲中有向下的电流通过小灯泡
B.图乙中有向上的电流通过小灯泡
C.图甲中ab边受到磁场对它向上的作用力
D.图乙中ab边受到磁场对它向右的作用力
8.(24-25八年级下·浙江温州·期中)如图为某汽车一键启动电路。当按下开关时,有细小的电流通过X元件,接着就有强大的电流通过电动机M,将电动机启动。根据所学知识,X最有可能是( )
A.电动机 B.发电机 C.电磁继电器 D.滑动变阻器
9.(24-25八年级下·浙江金华·期中)如图所示为奥斯特实验的示意图,下列有关分析中正确的是( )
A.通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B.发生偏转的小磁针对通电导线没有力的作用
C.移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场
D.要使小磁针偏转方向相反,将电池正负极对调即可
10.(24-25八年级下·浙江金华·月考)关于电动机下面说法中正确的是( )
A.电动机是利用电磁感应现象制成的
B.电动机的线圈只要有电流通过,线圈就会在磁场力作用下不断地运动
C.电动机只能使用直流电供电,电动机中的换向器能自动改变线圈中的电流方向
D.电动机的构造简单,效率比热机高,广泛地应用在电车、起重机、电风扇、电冰箱等电器中
11.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)课堂上,柯老师利用如图装置研究磁场对通电导体的作用。请回答下列问题:
(1)闭合开关,此时导体ab会向 (填“左”/“右”/“上”/“下”)移动;
(2)生活中, (填“发电机”/“电动机”)就是利用这个现象制作的;
(3)若要研究导体受到力的方向与电流方向的关系,可以怎么操作?
。
12.(24-25九年级上·浙江宁波·期末)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。
13.(24-25八年级下·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。
14.(24-25八年级下·浙江金华·期中)利用图甲所示的装置在研究“磁场对通电导体的作用”实验中:
(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 (选填“铁棒”或“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,且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的,通电后ab段和cd段受到的两个力,这两个力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
15.(24-25八年级下·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。
16.(24-25八年级下·浙江杭州·月考)用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣形强磁铁(磁性随温度升高而减弱),可组装成一个演示用的简易电动机,组装过程如图所示。电流通过磁铁和铁钉,铁钉旋转。
(1)该简易电动机的工作原理是 。
(2)演示时,若要改变铁钉的转动方向,可以改变 的方向。
(3)电动机的导线下端应间歇性地接触磁铁,这样做的好处是 (填字母)。
A.防止铁钉被磁化 B.防止电流通过时产生过多热量
17.(24-25八年级下·浙江湖州·期末)如图是一种带电动转盘的餐桌,通常安装的是直流电动机,其工作原理是 (选填“通电线圈能在磁场中转动”或“电磁感应”)。若在使用过程中,电动转盘转动过快,可 (选填“增大”或“减小”)通过电动机的电流来调节转速。
18.(24-25八年级下·浙江丽水·月考)为了探究电动机为什么会转动,小明制作了一台简易电动机,如图。他用回形针做成两个支架,分别与电池的两极相连,用漆包线绕一个矩形线网,以线圈引线为轴,并用小刀刮去轴的一端全部漆皮,另一端只刮去半周漆皮。将线圈放在支架上,磁体放在线圈下方,闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈就会不停地转动起来。
(1)将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,其作用与直流电动机中的
作用相同;
(2)要想改变线圈的转动方向,可采用的措施是: 、 (写出两点);
(3)开关闭合后,如果电动机不转,可能的原因是:
(写出一点);
(4)要使实验装置能调节电动机转速,还需要增加一个主要器材是: ;
(5)电动机工作时把电能转化为 能。
19.(24-25八年级下·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 ;
(3)若想改变线圈的转动方向,可采取的措施 。
20.(24-25八年级下·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”)。
1.(24-25八年级下·浙江温州·期中)福建舰是我国第一架利用电磁弹射系统的航空母舰,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,舰载机位于两条通电轨道的中间,其工作原理如图所示。不同的飞机,所用的推力是不同的,要增大弹射力,下列措施可行的是( )
A.减小电压 B.减小磁场强度
C.增大导电轨阻值 D.增大驱动电流
2.(双选)(24-25七年级下·浙江·月考)如图是简易“电动火车”的示意图,把一节干电池的两端吸上短小的圆柱形强磁铁后组成“电动火车”,将它放入很长的固定在水平桌面上的螺旋线圈内,干电池和强磁铁组成的“电动火车”就会在螺旋线圈内运动。下列关于简易“电动火车”的说法中,正确的有( )
A.线圈可以用漆包线绕成,确保各处绝缘
B.强磁铁和线圈在任何位置都应保持良好接触
C.“电动火车”受磁场力的作用
D.“电动火车”受到电源产生的电力作用
3.(24-25八年级下·浙江杭州·期中)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,线圈能朝一个方向持续转动,则( )
A.若将电源的正负极对调,转动方向改变
B.图中线圈平面恰好处在平衡位置
C.螺线管F端为S极,P端为N极
D.该电动机工作时把机械能转化为电能
4.(2025·浙江台州·一模)如图甲所示,在烧杯中加入盐水,然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中,发现电压表的指针发生偏转。下列说法正确的是( )
A.电压表的示数是7.5伏
B.导线a中自由电子从锌片移动到“-”接线柱
C.烧杯部分的装置属于用电器
D.电压表采用了电磁感应原理制成(结构图如乙所示)
5.(24-25九年级下·安徽宣城·自主招生)通电导体在磁场中受到的力叫安培力,安培力的方向与电流方向、磁感应强度的方向都垂直。安培力的方向可用以下方法判定:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心垂直进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向(如图)。这就是判定通电导线在磁场中受力方向的左手定则。请你根据以上信息,下列说法错误的是( )
A.安培力的受力物体是通电导体,施力物体是磁场
B.若图中磁极对调,其他条件不变,则判断时手心要朝下
C.若图中电流反向,其他条件不变,则通电导体受力方向也相反
D.若图中磁极对调,电流反向,其他条件不变,则通电导体受力方向也相反
6.(2024·浙江·模拟预测)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
7.(24-25八年级下·浙江金华·期末)如图所示,放在U形磁铁两极之间的铝盘下边缘浸在液体中,闭合开关S,铝盘会绕水平轴O转动。下列说法正确的是( )
A.为防止漏电,应选择绝缘的液体
B.铝盘转动的原理与发电机的工作原理相同
C.将电源的正负极对调后,铝盘的转动方向不变
D.向右移动滑动变阻器的滑片P,铝盘转速变慢
8.(23-24八年级下·浙江杭州·月考)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.若同时改变磁极方向和电流方向,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.开关闭合后,如果电动机不转动,原因可能是线圈处于平衡位置
9.(24-25八年级下·浙江绍兴·期中)科学家发现两根平行导线通电后有如图所示的现象(图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况)。
(1)由图可知,两平行通电导线之间有力的作用。当通入的电流方向相同时,导线相互
(填“排斥”或者“吸引”);
(2)判断通电直导线周围磁场方向的方法是:用右手握导线,大拇指指向电流方向,则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向。根据这个方法,请你判定甲图中导线a在导线b处产生的磁场方向为垂直于纸面 ;(填“向里”或“向外”)
(3)上述现象的原因是:通电导线a周围产生的磁场对通电导线b有 的作用。当导线a中的电流方向改变时,其磁场的方向也发生改变,导线b受力方向随之改变。
10.(24-25八年级下·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: 。
11.(24-25八年级下·浙江温州·期中)磁力锁是目前校园门禁系统中常用的门锁,主体部位分为电锁和吸板两部分。吸在门板上方,电锁安装在门框上,如图甲所示。电锁部分接入电压为220V的电路中。门边安装扫脸识别系统,当老师们扫脸识别成功,门锁自动打开,几秒中后自动关闭。全程安全高效。磁力锁的安装示意图如图乙所示。
(1)【原理分析】磁力锁的电锁由线圈和铁芯组成。通电时吸板与电锁紧紧吸电时两者瞬间分离。请你从以下材料中选择合适的吸板材料 。
A.铁 B.磁铁 C.铜 D.镍铬合金
(2)【产品制作】磁力锁的保持力指的是电锁通电状态下,强行分离电锁与吸需的拉力,通常有1800N、3000N和5000N等规格。保持力不同的磁力锁上的不同之处是 。
(3)【日常维护】磁力锁在长期使用后,电锁与吸板的位置会发生偏移,无法吻合,如图丙所示。这是否会导致磁力锁的保持力下降?请说明理由
。
12.(24-25八年级下·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.
13.(24-25八年级下·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”)。
14.(24-25八年级下·浙江杭州·期中)小萧在学习了磁场对通电导体有力的作用后,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。他设计了如图装置,进行了如下实验:
①将一根导体棒用两根电阻大小忽略不计的细金属线悬挂在铁架台上,将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上,并让导体棒与蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直;
②给导体两端施加电压U1,闭合电路,观察细金属线偏转的角度α1;
③给导体两端施加电压U2,且U2>U1,闭合电路,观察细金属线偏转的角度α2;
④比较α1与α2的大小,即可判断磁场对通电导体的作用力与导体中电流强度是否有关;
(1)小萧比较发现α2>α1,即可初步得出结论:
;
(2)实验过程中,若仅将导体的左右两端对调,则导体的运动方向 (填“会”或“不会”)发生改变;
(3)小山也利用右图的装置探究与小萧相同的问题,但小山在②③两步实验操作中给导体棒所通电流方向均与小萧的相反,其余操作均相同,比较小萧和小山的做法你认为 (填“小萧”或“小山”)的做法更好;
(4)小萧想接着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,于是他换了另一根较长的,且粗细和材质均与之前相同的导体棒进行实验,小山认为这样操作不可行,他的理由是
。
15.(24-25九年级上·浙江宁波·月考)项目化学习小组拟设计一个自动升降床,通过电动机带动床自动上升和下降,来节约卧室空间,如图甲所示,乙为其简化模型;小组同学设计的电路如图丙所示,单刀双掷开关S与“1”相连时床上升,与“2”相连时床下降。
(1)通过切换单刀双掷开关S,可以使床升降的原因是改变了电动机中电流的 ;
(2)将开关S与“1”连接,将滑动变阻器滑片向左移动,床升降的速度将 ;(选填“加快”或“减慢”)
(3)他们制作的产品评价表如下:
评价指标
评价等级
优秀
合格
待改进
指标一
床上升和下降的速度都可调
床只有上升时速度可调或只有下降时速度可调
床上升和下降时速度都不可调
指标二
拨动一次开关,就能控制床自动上升或下降,且能自动停止
拨动开关能控制床自动上升或下降,但需要再次拔动开关才能停止
拨动开关,床无法上升或下降
测试模型时,“指标一”为优秀。结合评价表,请判断该模型“指标二”评价等级为 。
16.(24-25八年级下·浙江杭州·期中)项目学习小组拟设计一个电动遮光帘;
通过电动机带动遮光帘自动上升与下降,使得室内亮度适宜,如图甲所示。
(1)通过切换单刀双掷开关S,可以改变电动机转向的原因是 。
(2)将单刀双掷开关S与“1”连接,将滑动变阻器向右移动时,电动机转速 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)小组同学设计的电路如图乙所示,与“2”相连时遮光帘下降。他们制作的产品评价表如下。
评价指标
评价等级
优秀
合格
待改进
指标一
遮光帘上升和下降时速度都可调
遮光帘只有上升时速度可调或只有下降时速度可调
遮光帘上升和下降时速度都不可调
指标二
拨动一次开关,就能控制遮光帘自动上升或下降,且能自动停止
拨动开关能控制遮光帘自动上升或下降,但需要再次拨动开关才能停止
拨动开关,遮光帘无法上升或下降
对模型测试时,其“指标一”为优秀。结合评价表,判断该模型的“指标二”评价等级为 。
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