3.3 电动机及其应用- 2025-2026学年浙教版科学八年级下册同步培优讲义

2025-2026学年浙教版（新教材）八下培优同步讲义 第三章 电磁及其应用 3.3电动机及其应用 知识要点1 （一）磁场对通电导体的作用 1.通电导体在磁场中会受到力的作用 实验表明： ①当通电导体与磁感线方向不平行时，导体就会受到磁场对它的力的作用。 ②力的方向与电流方向、磁感线方向都有关： ③若只改变电流方向或只改变磁感线方向，通电导体的受力方向会随之改变；若同时改变电流方向和磁感线方向，通电导体的受力方向保持不变。 （二）磁体对通电线圈的作用 1.如左图所示位置，给线圈通电，线圈ab受到竖直向下的力，线圈cd受到相同大小的竖直向上的力，线圈受到不平衡力的作用，故顺时针转动；如右图所示位置，线圈受到大小相等、方向相反的力，即线圈受力平衡，该位置即为线圈的平衡位置。 2.线圈在转动过程中会越过平衡位置；为使其持续单向转动，需在转过平衡位置时及时改变线圈中的电流方向——这一功能由换向器（由两个彼此绝缘的半圆形铜环组成）与电刷配合实现：每当线圈转至平衡位置，换向器自动切换电流路径，确保ab边始终受向下力、cd边始终受向上力，从而维持顺时针连续转动。需配备换向器与电刷以维持单向转动；此外，实际电动机中常采用多组线圈和多个磁极组合，使转矩更平稳、启动更可靠。 3.方向判断方法——左手定则：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，让磁感线垂直穿入手心（即手心正对N极），四指指向电流方向，则拇指所指方向即为通电导体受力方向。 注意：①该定则仅适用于判断“磁场对通电导体的作用力”方向；②若导体与磁感线平行，则不受力；③实际应用中需先明确电流路径（尤其在线圈中要分段判断ab、cd边）、再分别对每段导体使用左手定则，最后综合分析转动趋势。 知识要点2 （3） 电动机 1.电动机原理： 通电线圈在磁场中受力转动，利用这一规律制成电动机，将电能主要转化为机械能。 2. 电动机结构：主要包括定子（产生磁场的永磁体或电磁铁）和转子（可转动的通电线圈），还配有换向器与电刷，确保线圈每转半周电流方向自动改变，从而维持持续单向转动。 3. 直流电：方向不变，电流大小可恒定或脉动；而交流电的方向和大小均随时间周期性变化。我国电网供电是交流电，标准频率为50 Hz。 4. 直流电动机：就是使用直流电源供电的电动机，依靠换向器自动改变线圈中的电流方向，能实现连续的单向转动，它的转速可以通过改变电流大小、磁场强弱进行调节，调速方便，广泛应用于对转速控制要求较高、需要直流供电的各类场景中。 5. 交流电动机：则利用交变电流自身方向周期性变化的特点，无需额外换向装置即可实现连续转动，但其转速受交流电频率制约，因此转速调节灵活性较低，多用于对转速稳定性要求高、供电为标准交流电网的场合，如电风扇、洗衣机、电动自行车等。 知识要点3 （4） 电动机的应用 1. 电动机广泛应用于日常生活与工业生产中，其核心优势在于将电能高效、可控地转化为机械能。 ①交通运输领域：如电动汽车、地铁列车、高铁动车组等，其牵引系统均采用大功率电动机驱动； ②家用电器领域：如电风扇、洗衣机、电动自行车，电动工具（如电钻、角磨机）等； ③工业生产领域：如工厂自动化流水线、机器人关节驱动、矿山提升机等； ④新能源与智能设备领域：如无人机旋翼电机、光伏水泵驱动电机、智能安防系统中的云台摄像机、自动门驱动电机等； ⑤医疗与精密仪器领域：如CT机旋转支架驱动电机、手术机器人关节伺服电机、呼吸机气泵电机等； ⑥国防领域：如军用无人机动力系统、舰艇推进电机、雷达天线伺服机构等。 【典例1】（25-26八年级下·浙江杭州·期中）一次家庭探究活动中，小明把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间，惊讶的发现了灯丝在晃动。关于这种现象，下列说法正确的是（　　） A．灯丝晃动是一种电磁感应现象 B．灯丝晃动是内能转化成了机械能 C．灯丝晃动是受到磁体的吸引作用 D．灯丝晃动是磁场对电流的作用 【典例2】（24-25八年级下·浙江台州·期末）将“窗帘伴侣”挂在窗帘导轨上后，只需在遥控器上按下“打开”，窗帘伴侣会移动，并推动窗帘挂环将窗帘拉开。下列选项中，与窗帘伴侣工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【典例3】（24-25八年级下·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 【典例4】（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 【典例5】（2024·浙江·中考真题）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 【典例6】（24-25八年级下·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。 【典例7】（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。 【典例8】（23-24八年级下·浙江杭州·期末）项目学习小组实验发现，装在筒内的电动机带动风叶转动时，电动机转动方向改变，气流方向也改变，如图甲所示。于是想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”：既能收集书桌上的小纸屑，又能吹风纳凉。他们制定的产品评价表如下。 评价指标 评价等级 优秀 合格 待改进 指标一 能吸纸屑、吹风且风速可调 能吸纸屑、吹风，风速不可调 只能吸纸屑或只能吹风 指标二 吸纸屑后，吹风时无纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时有部分纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时全部纸屑吹出 小组同学设计如图乙电路，利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型，其工作原理示意图如图丙。 （1）图乙中，通过切换开关S，可以改变电动机转向的原因是______； （2）将开关S与“1”连接，旋钮绕点沿箭头方向转动时，电动机转速如何变化？______； （3）对模型测试时，其“指标一”为优秀。请结合评价量表，分析该模型的“指标二”所处的评价等级______（“优秀”、“合格”、“待改进”），并说明理由______。 题组A 夯实基础过关练 1．（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 2．（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 3．（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 4．（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 5．（24-25八年级下·浙江杭州·期中）图示为直流电动机的工作原理图，在图示位置，电流沿dcba流过线圈，此时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adcb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下 D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下 6．（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 7．（24-25八年级下·浙江杭州·月考）直流电动机中，换向器的作用是（　　） A．改变线圈转动方向 B．使线圈受力不变 C．改变线圈中电流的方向 D．改变磁感应线的方向 8．（22-23八年级下·浙江杭州·月考）如图所示为直流电动机的工作原理，以下相关的分析中正确的是（　　） A．电动机是利用电磁感应的原理工作的 B．电动机工作过程中，机械能转化为电能 C．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 D．电动机的线圈转动一周的过程中电流方向改变两次 9．（2024·浙江·一模）如图，某兴趣小组利用干电池、铜线框和磁铁制作一个“爱心”电动机，“爱心”能绕电池转动。下列家用电器与“爱心”电动机工作原理相同的是（    ） A．电饭锅 B．电风扇 C．手电筒 D．发电机 10．（23-24八年级下·浙江嘉兴·月考）如图所示，矩形线圈ABCD在电磁铁之间，线圈两端的换向器（两个半圆铜环）分别和两个电刷接触，线圈和电磁铁串联在直流电源两端，闭合开关S，线圈ABCD绕OO'轴顺时针方向转动，下列说法正确的是（　　） A．当线圈平面与磁感线方向垂直时，磁场对AB有向上的磁场力作用 B．当线圈平面与磁感线平行时，换向器可以自动改变线圈中的电流方向 C．将电源正负极对换下，则线圈将沿着逆时针方向转动 D．将电源正负极对换下，则线圈仍沿着顺时针方向转动 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”）。 13．（24-25八年级下·浙江温州·期中）根据装配直流电动机模型实验，回答下列问题。 (1)电动机原理如图（a）所示，电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不停地转动下去，虚线框中应安装___及电刷来实现； (2)小瑞将直流电动机模型接入电路，闭合开关后，发现电动机不工作。他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始转动。之前电动机不转动的原因可能是___； (3)小瑞将如图（a）所示的直流电动机模型改装成如图（b）所示，线圈转动方向将___（选填“改变”或“不变”）。 14．（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________。 15．（24-25八年级下·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。 题组B 拓展培优提分练 16．（2026·浙江·一模）我国第三艘航空母舰福建舰是全球最大常规动力航母，它满载排水量为8万余吨，搭载了自主研发的电磁弹射系统，利用强磁场对通电轨道产生的力使舰载机加速起飞。福建舰服役后大大提升了我国海军实力。下列说法正确的是（　　） A．电磁弹射系统与电动机的工作原理相同 B．福建舰在海上航行时受到的浮力大于重力 C．舰载机从福建舰上起飞后，福建舰仍处于漂浮状态，浮力不变 D．舰载机停在甲板上，舰载机对甲板的压力和甲板对舰载机的支持力是一对平衡力 17．（24-25九年级下·浙江杭州·月考）宇树科技的明星产品H1人形机器人在2025年春晚的舞台上大放异彩。下列相关科学知识说法错误的是（　　） A．机器人能做出挥舞道具的动作，说明力能改变物体的运动状态 B．机器人身上红色的服饰能反射红光，所以我们看到它是红色的 C．机器人内部的电动机工作时，主要将机械能转化为电能 D．机器人的运动关节处减小摩擦的方法，和给自行车车轴加润滑油原理相同 18．（24-25八年级下·浙江金华·月考）下列说法中正确的是（　　） ①磁场是由磁感线组成的 ②磁体之间的相互作用都是通过磁场发生的 ③无论是磁体内部还是外部，磁场方向都是从极出发回到极 ④奥斯特的实验中，为使现象明显，通电导线应该东西方向放置 ⑤导体中的负电荷在定向移动时一定产生磁场 ⑥利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向 A．①③⑤⑥ B．②⑤ C．③⑤⑥ D．②④ 19．（24-25八年级下·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。 20．（24-25八年级下·浙江温州·期中）法国科学家安培发现两根平行导线通入同一方向的电流后有如图所示的现象。图中的实线代表通电前的导线，虚线代表通电后的导线。 (1)出现这种现象的原因是______。 (2)若改变其中一根导线的电流方向，请你在图中画出导线可能的形状______。 (3)安培发现平行通电导线之间相互作用力的大小可能跟两根导线中的电流、的大小、导线之间的距离r有关。有关实验数据如下： 实验次数 导线间距离r/m F/×10-2N 1 0.2 0.2 0.1 1.0 2 0.1 0.2 0.1 0.5 3 0.2 0.2 0.05 2.0 4 0.2 0.2 0.2 0.5 当，导线间距离r=0.25m，F=______。 21．（23-24八年级上·浙江绍兴·期末）某项目化学习小组对新能源汽车非常感兴趣，他们在老师的指导下设计了如下评价量表，结合该评价量表，设计一款电动小车。 电动小车评价量表（节选） 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 小车能前进和后退 小车只能前进或后退 小车不能运动 指标二 车速随电门踏板踩下距离变大而变大 电门踏板踩下距离变大，但车速稳定不变 电门踏板踩下距离变大，但车速反而变小 指标三 速度表与电门踏板踩下距离成正比 速度表随电门踏板踩下距离变大而变大，但不成正比 速度表不随电门踏板踩下距离变大而变大 查阅资料：1.改变电动机中的电流方向，可以使电动机顺转或反转； 2.电动机转动的速度可以由电流大小来控制； 3.可以将电流表改装成速度表； （1）【选材】图甲是电门踏板的工作原理示意图。利用旋扭变阻器实现对转速的控制，图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。驾驶员踩下“电门”，电动车加速运动，则旋扭变阻器接入电路的接线柱为___________（选填“E”、“F”、“O”）； （2）【设计】图乙是项目化小组设计的实现电动车前进的电路图，当分别接①和③时电动车前进；要求分别接②和④时电动车后退，在图乙中补全电路___________； （3）【调试】图丙是电动车前进时的简略电路图，电源电压为9伏，保护电阻为5欧，是阻值为25欧，长度为20厘米的均匀电阻丝；调试时，将踏板由图丙中所示的位置踩下12厘米，此时电流表的示数是多少___________； （4）【评价】该项目能否被评为优秀，请说出你的理由。___________ 22．（23-24八年级下·浙江金华·期末）挪威人伯克兰曾造出世界上第一台电磁发射器，开创电磁炮先河。我国新型航母装配的舰载机电磁弹射器也是应用了这一原理。为了认识电磁炮的一些特性，小科同学制作了一个电磁炮模型，其原理  铁制撞针如图：给螺线管和铁质撞针都通电后，撞针迅速前移，推动炮弹射出炮管。 （1）电磁弹射器的工作原理类似于_________（填“发电机”或“电动机”）； （2）由图可知，铁制撞针在通电螺线管内被磁化，接触炮弹的一端为_________（填“N”或“S”）极； （3）小科要增强电磁炮中螺线管磁场，可采用的方法有_________（写出两种）； （4）小科查阅资料得知，炮弹的威力与其动能有关，但直接测量动能有困难，所以他通过测量同一炮弹的射程（炮弹落地点离出射点的水平距离）来间接比较。下列教材实验采用的方法中与此研究方法不相同的是_________（填字母编号）。 A．通过铁屑的分布情况来显示直线电流的磁场 B．根据锥形罩内气球的变化来说明人的呼吸运动 C．通过红色水滴的移动来证明动物需要呼吸 D．通过观察 U 形管内水柱高度的变化来说明植物蒸腾作用快慢 6 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年浙教版（新教材）八下培优同步讲义 第三章 电磁及其应用 3.3电动机及其应用 知识要点1 （一）磁场对通电导体的作用 1.通电导体在磁场中会受到力的作用 实验表明： ①当通电导体与磁感线方向不平行时，导体就会受到磁场对它的力的作用。 ②力的方向与电流方向、磁感线方向都有关： ③若只改变电流方向或只改变磁感线方向，通电导体的受力方向会随之改变；若同时改变电流方向和磁感线方向，通电导体的受力方向保持不变。 （二）磁体对通电线圈的作用 1.如左图所示位置，给线圈通电，线圈ab受到竖直向下的力，线圈cd受到相同大小的竖直向上的力，线圈受到不平衡力的作用，故顺时针转动；如右图所示位置，线圈受到大小相等、方向相反的力，即线圈受力平衡，该位置即为线圈的平衡位置。 2.线圈在转动过程中会越过平衡位置；为使其持续单向转动，需在转过平衡位置时及时改变线圈中的电流方向——这一功能由换向器（由两个彼此绝缘的半圆形铜环组成）与电刷配合实现：每当线圈转至平衡位置，换向器自动切换电流路径，确保ab边始终受向下力、cd边始终受向上力，从而维持顺时针连续转动。需配备换向器与电刷以维持单向转动；此外，实际电动机中常采用多组线圈和多个磁极组合，使转矩更平稳、启动更可靠。 3.方向判断方法——左手定则：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，让磁感线垂直穿入手心（即手心正对N极），四指指向电流方向，则拇指所指方向即为通电导体受力方向。 注意：①该定则仅适用于判断“磁场对通电导体的作用力”方向；②若导体与磁感线平行，则不受力；③实际应用中需先明确电流路径（尤其在线圈中要分段判断ab、cd边）、再分别对每段导体使用左手定则，最后综合分析转动趋势。 知识要点2 （3） 电动机 1.电动机原理： 通电线圈在磁场中受力转动，利用这一规律制成电动机，将电能主要转化为机械能。 2. 电动机结构：主要包括定子（产生磁场的永磁体或电磁铁）和转子（可转动的通电线圈），还配有换向器与电刷，确保线圈每转半周电流方向自动改变，从而维持持续单向转动。 3. 直流电：方向不变，电流大小可恒定或脉动；而交流电的方向和大小均随时间周期性变化。我国电网供电是交流电，标准频率为50 Hz。 4. 直流电动机：就是使用直流电源供电的电动机，依靠换向器自动改变线圈中的电流方向，能实现连续的单向转动，它的转速可以通过改变电流大小、磁场强弱进行调节，调速方便，广泛应用于对转速控制要求较高、需要直流供电的各类场景中。 5. 交流电动机：则利用交变电流自身方向周期性变化的特点，无需额外换向装置即可实现连续转动，但其转速受交流电频率制约，因此转速调节灵活性较低，多用于对转速稳定性要求高、供电为标准交流电网的场合，如电风扇、洗衣机、电动自行车等。 知识要点3 （4） 电动机的应用 1. 电动机广泛应用于日常生活与工业生产中，其核心优势在于将电能高效、可控地转化为机械能。 ①交通运输领域：如电动汽车、地铁列车、高铁动车组等，其牵引系统均采用大功率电动机驱动； ②家用电器领域：如电风扇、洗衣机、电动自行车，电动工具（如电钻、角磨机）等； ③工业生产领域：如工厂自动化流水线、机器人关节驱动、矿山提升机等； ④新能源与智能设备领域：如无人机旋翼电机、光伏水泵驱动电机、智能安防系统中的云台摄像机、自动门驱动电机等； ⑤医疗与精密仪器领域：如CT机旋转支架驱动电机、手术机器人关节伺服电机、呼吸机气泵电机等； ⑥国防领域：如军用无人机动力系统、舰艇推进电机、雷达天线伺服机构等。 【典例1】（25-26八年级下·浙江杭州·期中）一次家庭探究活动中，小明把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间，惊讶的发现了灯丝在晃动。关于这种现象，下列说法正确的是（　　） A．灯丝晃动是一种电磁感应现象 B．灯丝晃动是内能转化成了机械能 C．灯丝晃动是受到磁体的吸引作用 D．灯丝晃动是磁场对电流的作用 【答案】D 【详解】有电流通过的灯丝置于磁场中晃动，体现了通电导体在磁场中受到力的作用。在这个过程中，是电能转化为机械能。灯丝晃动，说明其受力的方向不断改变，故D正确，ABC错误。故选D。 【典例2】（24-25八年级下·浙江台州·期末）将“窗帘伴侣”挂在窗帘导轨上后，只需在遥控器上按下“打开”，窗帘伴侣会移动，并推动窗帘挂环将窗帘拉开。下列选项中，与窗帘伴侣工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】窗帘伴侣的核心部件是电动机，工作原理是通电导体在磁场中受力而运动。A．该实验是奥斯特实验，说明通电导线周围有磁场，是电流的磁效应，故A不符合题意；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．是电磁铁，利用电流的磁效应，与窗帘伴侣原理不同，故C不符合题意；D．该装置中有电源，通电导体在磁场中受力而运动，反映了电动机的工作原理，与题中窗帘伴侣的工作原理相同，故D符合题意。故选D。 【典例3】（24-25八年级下·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。 【典例4】（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 【详解】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。 【典例5】（2024·浙江·中考真题）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 【详解】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。 【典例6】（24-25八年级下·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。 【典例7】（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 【详解】（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）[1][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。 【典例8】（23-24八年级下·浙江杭州·期末）项目学习小组实验发现，装在筒内的电动机带动风叶转动时，电动机转动方向改变，气流方向也改变，如图甲所示。于是想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”：既能收集书桌上的小纸屑，又能吹风纳凉。他们制定的产品评价表如下。 评价指标 评价等级 优秀 合格 待改进 指标一 能吸纸屑、吹风且风速可调 能吸纸屑、吹风，风速不可调 只能吸纸屑或只能吹风 指标二 吸纸屑后，吹风时无纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时有部分纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时全部纸屑吹出 小组同学设计如图乙电路，利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型，其工作原理示意图如图丙。 （1）图乙中，通过切换开关S，可以改变电动机转向的原因是______； （2）将开关S与“1”连接，旋钮绕点沿箭头方向转动时，电动机转速如何变化？______； （3）对模型测试时，其“指标一”为优秀。请结合评价量表，分析该模型的“指标二”所处的评价等级______（“优秀”、“合格”、“待改进”），并说明理由______。 【答案】通过电动机电流的方向改变 变慢 合格 见解析 【详解】（1）[1]由图乙可知，开关S与“1”连接时，电流从电动机的上方流入，开关S与“2”连接时，电流从电动机的下方流入，即切换开关S后，通过电动机电流的方向发生改变，因此电动机转向改变的原因是改变通过电动机电流的方向。 （2）[2]他图乙可知，将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，变阻器接入电路的电阻变大，由欧姆定律可知，此时通过电动机的电流变小，电动机的转速变慢。 （3）[3]由图丙可知，吸纸屑时收集盒右侧的阀门打开，从而将纸屑吸入收集盒，同时也有一部分纸屑被吸到隔板下面，吹风时，收集盒右侧的阀门关闭，收集盒内的纸屑不会被吹出，但隔板下面的纸屑会被吹出，结合表中的指标二可知，吸纸屑后，吹风时有部分纸屑被吹出，因此该模型的“指标二”评价等级为合格。 题组A 夯实基础过关练 1．（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 【详解】“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。 2．（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 【详解】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。 3．（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 【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。 4．（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 【详解】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．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。 5．（24-25八年级下·浙江杭州·期中）图示为直流电动机的工作原理图，在图示位置，电流沿dcba流过线圈，此时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adcb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下 D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下 【答案】D 【详解】通电导体在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向有关，其中之一发生改变，则受力方向发生改变。A．根据题意知道，此时dc边受到磁场的作用力向下，由于ab边中电流方向与dc中电流方向相反，而磁场方向相同，所以ab边受到磁场的作用力与dc边受到磁场的作用力相反，即ab边受到磁场的作用力向上，故A不符合题意；B．由图知道，线圈由图示位置转过180°时，电流沿abcd流过线圈，故B不符合题意；C．线圈由图示位置转过180°时，dc边中电流的方向反向，则受力方向改变，即dc边受到磁场的作用力向上，故C不符合题意；D．线圈由图示位置转过180°时，ab边中电流的方向反向，则受力方向改变，即ab边受到磁场的作用力向下，故D符合题意。故选D。 6．（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 【详解】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。 7．（24-25八年级下·浙江杭州·月考）直流电动机中，换向器的作用是（　　） A．改变线圈转动方向 B．使线圈受力不变 C．改变线圈中电流的方向 D．改变磁感应线的方向 【答案】C 【详解】直流电动机的换向器在线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，使线圈转动获得动力而不断转动。如果直流电动机没有换向器，线圈转过平衡位置，线圈转动受到阻碍，线圈不能连续转动，电动机不能进行工作，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 8．（22-23八年级下·浙江杭州·月考）如图所示为直流电动机的工作原理，以下相关的分析中正确的是（　　） A．电动机是利用电磁感应的原理工作的 B．电动机工作过程中，机械能转化为电能 C．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 D．电动机的线圈转动一周的过程中电流方向改变两次 【答案】D 【详解】A．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，故A错误；B．电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，将电能转化为机械能，故B错误；C．电动机中的线圈转动是利用了惯性，但线圈的质量不能太大，太大启动时也困难，故C错误；D．电动机工作过程中，线圈中的电流方向周期性变化，转一周电流方向改变2次，故D正确。故选D。 9．（2024·浙江·一模）如图，某兴趣小组利用干电池、铜线框和磁铁制作一个“爱心”电动机，“爱心”能绕电池转动。下列家用电器与“爱心”电动机工作原理相同的是（    ） A．电饭锅 B．电风扇 C．手电筒 D．发电机 【答案】B 【详解】A．“爱心”电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，是将电能转化为机械能，电饭锅是利用电流的热效应工作的，是将电能转化为内能，故A不符合题意；B．电风扇是在电动机的作用下将电能转化为机械能，故B符合题意；C．手电筒是将电能转化为光能，故C不符合题意；D．电视机是将电能转化为内能和光能，故D不符合题意。故选B。 10．（23-24八年级下·浙江嘉兴·月考）如图所示，矩形线圈ABCD在电磁铁之间，线圈两端的换向器（两个半圆铜环）分别和两个电刷接触，线圈和电磁铁串联在直流电源两端，闭合开关S，线圈ABCD绕OO'轴顺时针方向转动，下列说法正确的是（　　） A．当线圈平面与磁感线方向垂直时，磁场对AB有向上的磁场力作用 B．当线圈平面与磁感线平行时，换向器可以自动改变线圈中的电流方向 C．将电源正负极对换下，则线圈将沿着逆时针方向转动 D．将电源正负极对换下，则线圈仍沿着顺时针方向转动 【答案】D 【详解】A．当线圈平面与磁感线方向垂直时，没有切割磁感线，磁场对AB没有向上的磁场力作用，故A错误；B．当线圈平面与磁感线平行时，由于惯性线圈可以继续转动，不需要换向器，故B错误；CD．将电源正负极对换下，因线圈两边的电磁铁的磁性也是对换的，所以线圈转动方向不变，即线圈仍沿着顺时针方向转动，故D正确，C错误；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 【详解】（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 【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。 13．（24-25八年级下·浙江温州·期中）根据装配直流电动机模型实验，回答下列问题。 (1)电动机原理如图（a）所示，电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不停地转动下去，虚线框中应安装___及电刷来实现； (2)小瑞将直流电动机模型接入电路，闭合开关后，发现电动机不工作。他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始转动。之前电动机不转动的原因可能是___； (3)小瑞将如图（a）所示的直流电动机模型改装成如图（b）所示，线圈转动方向将___（选填“改变”或“不变”）。 【答案】(1)换向器 (2)线圈在平衡位置 (3)改变 【详解】（1）在直流电动机中，换向器和电刷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，使线圈能够平稳、连续不停地转动下去。 （2）当线圈处于平衡位置时，线圈受到的磁场力形成一对平衡力，此时电动机不会转动。用手轻轻碰一下线圈，使线圈偏离平衡位置，电动机就能转动起来。 （3）电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关。图（b）中在电动机模型两侧增加了螺线管，螺线管通电后会产生磁场，改变了原来的磁场方向，所以线圈转动方向将改变。 14．（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 【详解】（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。 15．（24-25八年级下·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。 题组B 拓展培优提分练 16．（2026·浙江·一模）我国第三艘航空母舰福建舰是全球最大常规动力航母，它满载排水量为8万余吨，搭载了自主研发的电磁弹射系统，利用强磁场对通电轨道产生的力使舰载机加速起飞。福建舰服役后大大提升了我国海军实力。下列说法正确的是（　　） A．电磁弹射系统与电动机的工作原理相同 B．福建舰在海上航行时受到的浮力大于重力 C．舰载机从福建舰上起飞后，福建舰仍处于漂浮状态，浮力不变 D．舰载机停在甲板上，舰载机对甲板的压力和甲板对舰载机的支持力是一对平衡力 【答案】A 【详解】A．电磁弹射的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，电动机的工作原理与之相同，故A正确；B．福建舰漂浮在海面，根据漂浮条件，它受到的浮力等于自身总重力，故B错误；C．舰载机起飞后，福建舰总重力减小；福建舰仍漂浮，浮力始终等于总重力，因此浮力会减小，故C错误；D．舰载机对甲板的压力作用在甲板上，甲板对舰载机的支持力作用在舰载机上，两个力是一对相互作用力，故D错误。故选A。 17．（24-25九年级下·浙江杭州·月考）宇树科技的明星产品H1人形机器人在2025年春晚的舞台上大放异彩。下列相关科学知识说法错误的是（　　） A．机器人能做出挥舞道具的动作，说明力能改变物体的运动状态 B．机器人身上红色的服饰能反射红光，所以我们看到它是红色的 C．机器人内部的电动机工作时，主要将机械能转化为电能 D．机器人的运动关节处减小摩擦的方法，和给自行车车轴加润滑油原理相同 【答案】C 【详解】A．机器人能做出挥舞道具的动作，道具因受力运动状态发生改变，说明力能改变物体的运动状态，故A正确，不符合题意；B．不透明物体的颜色，由其反射的色光来决定，机器人身上红色的服饰能反射红光，所以我们看到它是红色的，故B正确，不符合题意；C．机器人内部的电动机工作时，将电能转化为机械能，故C错误，符合题意；D．给自行车车轴加润滑油是通过使接触面分离而减小摩擦，与机器人的运动关节处减小摩擦的方法原理相同，故D正确，不符合题意。故选C。 18．（24-25八年级下·浙江金华·月考）下列说法中正确的是（　　） ①磁场是由磁感线组成的 ②磁体之间的相互作用都是通过磁场发生的 ③无论是磁体内部还是外部，磁场方向都是从极出发回到极 ④奥斯特的实验中，为使现象明显，通电导线应该东西方向放置 ⑤导体中的负电荷在定向移动时一定产生磁场 ⑥利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向 A．①③⑤⑥ B．②⑤ C．③⑤⑥ D．②④ 【答案】B 【详解】①磁感线是为了研究磁场方便而人为建立的，不是真实存在的，故磁场不是由磁感线组成的，①错误；②磁场是存在于磁体和通电导体周围的一种客观存在的物质，磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场产生的，②正确； ③在磁体的外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，②错误；④奥斯特实验中，通电导线应该南北方向放置，④错误；⑤因为导体中的负电荷在做定向移动时就形成了电流，根据奥斯特实验可知，电流是一定能产生磁场的，⑤正确；⑥虽然铁屑可以用来模拟磁感线的形状，会形成一条条的曲线，但铁屑无法显示出磁场是向左还是向右的，所以无法根据铁屑判断磁体周围各点磁场方向，⑥错误，综合上述分析可知，故B正确，ACD错误。故选B。 19．（24-25八年级下·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 20．（24-25八年级下·浙江温州·期中）法国科学家安培发现两根平行导线通入同一方向的电流后有如图所示的现象。图中的实线代表通电前的导线，虚线代表通电后的导线。 (1)出现这种现象的原因是______。 (2)若改变其中一根导线的电流方向，请你在图中画出导线可能的形状______。 (3)安培发现平行通电导线之间相互作用力的大小可能跟两根导线中的电流、的大小、导线之间的距离r有关。有关实验数据如下： 实验次数 导线间距离r/m F/×10-2N 1 0.2 0.2 0.1 1.0 2 0.1 0.2 0.1 0.5 3 0.2 0.2 0.05 2.0 4 0.2 0.2 0.2 0.5 当，导线间距离r=0.25m，F=______。 【答案】(1)见解析 (2) (3)0.9×10-2N 【详解】（1）两根平行导线通入同一方向的电流后相互吸引，原因是通电导线周围会产生磁场。根据右手螺旋定则，用右手握住导线，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。两根同向通电导线，它们产生的磁场在两导线之间的区域相互叠加，使得该区域的磁场减弱，而在导线外侧的磁场增强，磁场的不均匀分布导致导线受到向内侧的安培力，从而使两根导线相互吸引。 （2）若改变其中一根导线的电流方向，根据安培的发现，两根平行导线通入相反方向的电流时会相互排斥。所以在图中，两根导线会向远离彼此的方向弯曲，以实线为基础，虚线应分别向两侧弯曲，示意两导线相互远离。如图所示： （3）分析实验数据：  由实验1、2可知，在I2和r相同时，F与I1成正比。   由实验1、3可知，在I1​和I2​相同时，F与r成反比。   由实验1、4可知，在I1​和r相同时，F与I2​成正比。 即根据实验数据可知，F与I1、I2成正比，与r成反比，设 。 由实验次数1的数据可得 解得k=2.5×10-2N·m/A2。 当I1=I2=0.3A，r=0.25m时，平行通电导线之间相互作用力的大小为 21．（23-24八年级上·浙江绍兴·期末）某项目化学习小组对新能源汽车非常感兴趣，他们在老师的指导下设计了如下评价量表，结合该评价量表，设计一款电动小车。 电动小车评价量表（节选） 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 小车能前进和后退 小车只能前进或后退 小车不能运动 指标二 车速随电门踏板踩下距离变大而变大 电门踏板踩下距离变大，但车速稳定不变 电门踏板踩下距离变大，但车速反而变小 指标三 速度表与电门踏板踩下距离成正比 速度表随电门踏板踩下距离变大而变大，但不成正比 速度表不随电门踏板踩下距离变大而变大 查阅资料：1.改变电动机中的电流方向，可以使电动机顺转或反转； 2.电动机转动的速度可以由电流大小来控制； 3.可以将电流表改装成速度表； （1）【选材】图甲是电门踏板的工作原理示意图。利用旋扭变阻器实现对转速的控制，图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。驾驶员踩下“电门”，电动车加速运动，则旋扭变阻器接入电路的接线柱为___________（选填“E”、“F”、“O”）； （2）【设计】图乙是项目化小组设计的实现电动车前进的电路图，当分别接①和③时电动车前进；要求分别接②和④时电动车后退，在图乙中补全电路___________； （3）【调试】图丙是电动车前进时的简略电路图，电源电压为9伏，保护电阻为5欧，是阻值为25欧，长度为20厘米的均匀电阻丝；调试时，将踏板由图丙中所示的位置踩下12厘米，此时电流表的示数是多少___________； （4）【评价】该项目能否被评为优秀，请说出你的理由。___________ 【答案】 E、O 0.6A 见详解 【详解】（1）[1]驾驶员踩下“电门”，电动车加速运动，则通过电动机的电流增大，则旋扭变阻器接入电路中的阻值减小，由图甲可知，将E、O接线柱接入电路，踩下“电门”，旋扭变阻器接入电路的阻值减小。 （2）[2]当S1、S2分别接①和③时电动车前进，由于通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向有关，所以要使S1、S2分别接②和④时电动车后退，则需要改变流过电动机的电流方向，所以②与⑤相连，④与⑥相连，如下图所示： （3）[3]将踏板由图丙中所示的位置踩下12厘米，则R2接入电路中的长度为8cm，则R2接入电路中的阻值 电路中电流表的示数 （4）[4]由于小组设计的电动车能前进和后退；电门踏板踩下距离变大，则旋扭变阻器接入电路的阻值减小，通过电动机的电流增大，则电动车速度变大；设电门踏板踩下距离为L，由 可知，电流表的示数与电门踏板踩下距离不成正比，所以该项目不能被评为优秀。 22．（23-24八年级下·浙江金华·期末）挪威人伯克兰曾造出世界上第一台电磁发射器，开创电磁炮先河。我国新型航母装配的舰载机电磁弹射器也是应用了这一原理。为了认识电磁炮的一些特性，小科同学制作了一个电磁炮模型，其原理  铁制撞针如图：给螺线管和铁质撞针都通电后，撞针迅速前移，推动炮弹射出炮管。 （1）电磁弹射器的工作原理类似于_________（填“发电机”或“电动机”）； （2）由图可知，铁制撞针在通电螺线管内被磁化，接触炮弹的一端为_________（填“N”或“S”）极； （3）小科要增强电磁炮中螺线管磁场，可采用的方法有_________（写出两种）； （4）小科查阅资料得知，炮弹的威力与其动能有关，但直接测量动能有困难，所以他通过测量同一炮弹的射程（炮弹落地点离出射点的水平距离）来间接比较。下列教材实验采用的方法中与此研究方法不相同的是_________（填字母编号）。 A．通过铁屑的分布情况来显示直线电流的磁场 B．根据锥形罩内气球的变化来说明人的呼吸运动 C．通过红色水滴的移动来证明动物需要呼吸 D．通过观察 U 形管内水柱高度的变化来说明植物蒸腾作用快慢 【答案】 电动机 S 增大电源电压或增加线圈的匝数 B 【详解】（1）[1]给螺线管和铁质撞针都通电后，撞针迅速前移，推动炮弹射出炮管，将电能转化为机械能，因此与电动机原理相同。 （2）[2]由图可知，螺线管正面电流向上，根据安 培定则，右手四指弯曲方向与电流方向一致，则大 拇指指向螺线管的左端，即螺线管的左端为N极、 右端为S极。因在磁体内部磁感线是从S极到N极， 则在螺线管内部，磁感线是从铁制撞针的右端进、 左端出，故铁质撞针的右端为S极、左端为N极。 图中铁制撞针接触炮弹的一端是右端，故接触炮弹 的一端为S极。 （3）[3]根据通电螺线管磁场强弱的影响因素可知，有电流的大小和线圈的匝数，因此可以增加电源电压或增加缠绕螺线管线圈的匝数。 （4）[4]根据题意通过测量同一炮弹的射程（炮弹落地点离出射点的水平距离）来间接比较动能的大小运用了转换法；A．探究通电螺线管的磁场，运用转换法通过铁屑的分布情况来显示直线电流的磁场，故A不符合题意；B．根据锥形罩内气球的变化来说明人的呼吸运动，该处运用了实验法，故B符合题意；C．通过红色水滴的移动来证明动物需要呼吸，该处运用了转换法，故C不符合题意；D．通过观察U形管内水柱高度的变化来说明植物蒸腾作用快慢，该处运用了转换法，故D不符合题意。故选B。 6 学科网（北京）股份有限公司 $