3.3电动机及其应用 讲练- 2025-2026学年科学浙教版八年级下册

3.3电动机及其应用 知识点一：磁场对通电导体的作用 1.磁场对通电直导线的作用 实验探究:如图所示，把导线AB放在磁场中光滑的金属导轨上，接通电源，让电流通过导线AB,则导线AB在磁场中运动起来，说明磁场对通电导线有力的作用。 (1)只把电源正、负极对调后接入电路，从而改变导线AB中的电流方向，则导线AB运动方向发生改变，即导线AB受力的方向发生改变。 (2)只把磁极对调一下，改变磁场方向，导线AB运动方向发生改变，即导线AB受力方向也发生改变。 (3)如果把电源正、负极对调后接入电路，同时对调一下磁极，即同时改变导线AB中的电流方向和磁场方向，导线AB的运动方向不变，即导线AB受力的方向不变。 结论:①通电导线在磁场中受到力的作用。 ②受力方向与电流方向和磁场方向有关。只改变电流方向或磁场方向，导线的受力方向改变；同时改变电流方向和磁场方向，导线的受力方向不变。 ③受力大小与电流大小和磁场强弱有关:电流越大，磁场越强，受力越大。 2.磁场对通电线圈的作用 (1)通电线圈在磁场中的运动情况 通电线圈所在平面与磁场平行时，线圈发生转动。通电线圈所在平面与磁场垂直时，线圈不发生转动。 (2)通电线圈在磁场中的转动分析 如图所示，使线圈位于磁体两磁极之间的磁场中。 ①使线圈静止在图乙位置上，闭合开关，发现线圈并没有转动，这是由于线圈上、下两边受力大小相等、方向相反，即线圈受力平衡。这个位置是线圈的平衡位置。 ②使线圈静止在图甲位置上，闭合开关，线圈受力沿顺时针方向转动，能靠惯性转过平衡位置，但不能继续转动下去，最后要返回平衡位置。 ③使线圈静止在图丙位置上，闭合开关，线圈沿逆时针方向转动，说明线圈在这个位置所受的作用力是阻碍它沿顺时针方向转动的。 (3)通电线圈在磁场里受到力的作用而发生转动时，电能转化为机械能。电动机就是根据通电线圈在磁场中受力而发生转动的原理制成的。 【注】：1．没有电流通过的导体，在磁场中不会受到力的作用。如果同时改变电流方向和磁场方向，则通电导线的受力方向不改变 2．磁场对放入其中的磁体会产生磁力的作用，而通电导体周围会产生磁场，通电导体也是磁体，将磁场中的磁体替换为通电导体，则磁场对放入其中的通电导体也会产生磁力的作用。这是等效替代法 【能力拓展】 ①通电导体中的电流方向与磁场方向相同或相反时(即两者方向平行时)，导体不受磁力的作用；当两者方向相互垂直时，导体受到的磁力最大。 ②磁体周围存在磁场，通电导体周围也存在磁场，所以，磁场对电流产生力的作用，实际上也是磁体之间通过磁场而发生的相互作用。 ③通电导线在磁场中所受力的大小与磁场强弱、电流的大小有关，电流越大，磁场越强，通电导线受到的作用力就越大。 ④判断通电导线的受力方向的方法:左手定则。如图所示，伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中的受力方向。 【说明】 ①通电线圈在磁场中因受力的作用而发生转动，如果线圈由于惯性刚转过平衡位置时，立即改变线圈中的电流方向，那么由于受力方向改变，线圈就能按原方向继续转动下去。 ②通电线圈转到平衡位置时,不立即停下来，而是在此位置附近摆动几下才停下来，这是因为通电线圈转到平衡位置时具有一定的速度，由于惯性它会继续转动，但由于此时受到磁力及摩擦力等力的作用效果使线圈反方向转动，它又会返回平衡位置，所以它会摆动几下后再停下来。 知识点二：电动机 1.电动机原理 直流电动机靠直流电源供电，是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理制成的，是把电能转化为机械能的装置。 换向器的结构与作用：由两个相互绝缘的铜质半环构成，两个铜质半环与线圈相连，并随线圈一起转动，跟电刷接触与电源组成闭合电路。当线圈刚转过平衡位置时，能改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动。 能量转换：电能转化为机械能。 转动方向：与电流方向和磁场方向有关。“一变二不变” 转动速度：与电流大小和磁场强弱有关。电流越大、磁场强度越大、转速越快。 【注】使线圈连续转动的方法 方法一：当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。但因为后半周线圈不受力的作用，故这种方法线圈的转动不稳定，动力弱。 方法二：在线圈转动的后半周，设法改变电流方向，使线圈在后半周也获得同转动方向相同的动力，这样线圈会平稳、有力地转动下去。实际的电动机就是采用该方法使线圈连续转动的，实现该目的的装置叫换向器。 2.电动机结构 转子：即电动机中可以转动的部分，主要包括线圈、换向器。 定子：即电动机中不能转动的部分，主要包括磁铁、电刷 换向器：当线圈转到平衡位置时，改变线圈中的电流方向，使线圈能连续转动 3.影响直流电动机转动方向和速度的因素重点 (1)转动方向与电流方向和磁场方向有关:只改变电流方向或磁场方向，转动方向改变；电流方向和磁场方向同时改变，则转动方向不变。 (2)转速大小与电流大小和磁场强弱有关:电流越大，磁场越强，转速越快。 4.直流电动机模型装好通电后电动机不转动的主要原因 (1)电流不通:①电刷与铜制半环接触不良；②开关处接触不良或开关没闭合；③电源处接触不良。 (2)摩擦太大:①轴与轴之间摩擦太大；②电刷和换向器接触太紧。 (3)电流太小:①电源电压太低；②使用的滑动变阻器的阻值太大。 (4)仪器装配位置不正确:线圈处于平衡位置，只要将线圈轻轻转动一下就可以。 【拓展】直流电动机和交流电动机的区别 直流电动机线圈中电流方向改变，外电路中电流方向不变；（有换向器） 交流电动机线圈中电流方向改变，外电路中电流方向改变。（无换向器） 5.扬声器：扬声器俗称“喇叭”，是十分常见的把电信号转换成声信号的装置，在发声的电子设备中都能见到它。扬声器主要由磁铁、线圈、锥形纸盆等构成。当通入大小和方向不断变化的电流时，线圈会受到大小和方向不断变化的磁场的作用力从而发生振动，并带动相连的纸盆振动发声。 （1）构造如图：永久磁体、线圈、锥形纸盆。 （2）原理：通电导体在磁场中受力。 （3）工作过程：扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，使得在一个瞬间和下一个瞬间产生不同方向的磁场，线圈就不断地来回振动，纸盆也就振动起来，便发出了声音。 （4）话筒把声信号转化为电信号，扬声器把电信号转化为声信号；话筒中机械能转化为电能，扬声器中电能转化为机械能。 知识点三：电动机的应用 电动机被称为现代工业之母，它构造简单、控制方便、效率高、无污染，在交通运输、家用电器、国防设备等现代生产生活中有广泛应用，人类社会的发展离不开电动机。洗衣机、人造地球卫星、汽车等都装有各种功能的电动机。 序号 电器名称 电动机安装部位 电动机的功能 1 洗衣机 洗衣机底部 驱动波轮或内筒旋转 2 风扇 风扇顶部 带动叶片旋转 3 空调（室外风机） 室外机 驱动轴流风扇，强制空气流过冷凝器 【经典题型讲解】 题型一．通电导线在磁场中受到力的作用 1. 有一种轮子会发光的溜冰鞋，轮子是透明的，磁环固定在轮周上，由金属线圈和发光二极管LED组成的电路固定在轮的轴上。溜冰时，轮子发光，下列分析不正确的是（　　） A．由金属线圈和发光二极管组成的电路一定是闭合电路 B．利用的原理是磁场对电流的作用 C．发光二极管LED是一种半导体材料 D．这个过程中能量的转化：先机械能转化为电能，再把电能转化为光能 2. 如图所示，导线ab放在磁场中，接通电源后，ab向右运动。则：（　　） A．调换磁极位置与电流方向，可以使ab向左运动 B．调换磁极位置与电流方向，可以使ab静止不动 C．实验说明了通电导体ab在磁场中受到力的作用 D．人们利用本实验揭示的道理制作了发电机 3. 如图所示的实验中，闭合开关，观察到铝棒向左运动，实验现象说明磁场对通电导体有力的作用，利用这一原理可以制成　 　机；断开开关，对调电源正、负两极，重新接入电路，再次闭合开关，观察到铝棒向　 　运动。 4. 如图所示，在一绝缘棒下部用导线悬挂金属棒AB，AB棒置于蹄形磁铁两磁极中间，当通以图示方向的电流时，磁场对AB棒　 　 (填“有”或“无")力的作用。若此时看到AB棒向右侧摆动，仅改变电流方向时可看到AB棒向　 　 (填“左”或“右”)侧摆动；若仅将磁铁上下翻转，可看到AB棒向 　 　 (填“左”或“右")侧摆动。这一现象说明通电导体在磁场中受力的方向与　 　方向和　 　方向有关。 5. 为了探究电动机为什么会转动，小明根据电动机构造制作了一台简易电动机。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圈，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）要想改变线圈的转动方向，小明可采用措施是 （多选，填序号）。 A．改变电流的方向　　B．提高电源的电压 C．增加线圈的匝数　　D．改变磁场的方向 （2）开关闭合后，如果电动机不转，原因可能是 （多选，填序号）。 A．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．电池电压太低 （3）为了提高电动机转速，可采取的方法是 ； （4）小明想设计一个能调节电动机转速的实验装置，还需要的主要器材是 。 题型二．探究磁场对通电导线的作用 1. 电流表是电学非常重要的仪器，如图所示是电流表的内部结构图。将线圈置于两磁极之间，线圈上固定有一指针，有电流通过线圈时，线圈会带动指针一起偏转。关于电流表的工作原理说法正确的是（　　） A．电流表是根据通电线圈在磁场中受到了力的作用工作的 B．若增大线圈中的电流，则指针偏转方向改变 C．电流表的工作原理与动圈式话筒的工作原理相同 D．电流表在工作过程中，将机械能转化为电能 2. 在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根轻质的铝棒ab，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示。 （1）小明闭合开关，看到铝棒稳定时如图乙所示。 （选填“发电机”或“电动机”）就是利用这一原理制成的。 （2）在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时，小明先对调磁极位置，闭合开关，观察到铝棒ab稳定时如图丙所示，由此可知通电导线在磁场中受力的方向与 方向有关。然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将铝棒ab两端对调后接入电路，发现铝棒ab的摆动方向依然如图乙所示，由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。你认为小明的做法错在哪里？ 。 （3）小明进一步猜想：在同一磁场中，磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关呢？为此小明决定在图丙所示的实验基础上，在电路中串入电流表，并通过将铝棒ab换成长短、粗细均相同但电阻更大的铁棒和电阻更小的铜棒来改变电路中的电流，进行对比实验过程中，小明应根据 （选填“电流表的示数”或“导线摆动角度”）来推断通电导线在磁场中的受力大小。 题型三．通电导线在磁场中的受力情况 1. （多选）如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同，方向相同的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为（　　） A．F2 B．2F1﹣F2 C．2F1+F2 D．F2﹣2F1 2. 如图，两根绝缘细绳下吊着一根水平的铜棒，空间存在垂直纸面的磁场，当棒中通有向右的电流时，两绳上的拉力大小均为F1，若棒中电流大小不变而方向反向时，两绳上的拉力大小均为F2，且F2＞F1，则棒受到的磁场力的大小为（　　） A．F1+F2 B．F2﹣F1 C．2（F1+F2） D．2F1﹣F2 题型四．直流电动机的应用 1. 如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．电动机通电后不转，一定是电路断路 B．没有换向器也可实现持续转动 C．将磁体的磁极对调一下可以使电动机的转速增大 D．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向 2. 如图所示，线圈通电后，受磁场力作用将开始顺时针旋转。如果线圈固定，磁体可以绕线圈旋转，则线圈通电后，磁体将（　　） A．开始逆时针旋转 B．开始顺时针旋转 C．保持静止 D．以上三种情况都有可能 3. 如图所示为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．电动机工作时把机械能转化为电能 B．两个时刻图中磁场方向都是由左向右 C．在甲时刻，导线ab受到的力与cd导线受到的力方向相同 D．两个时刻导线ab中的电流方向不同，磁场方向相同，因此受到的磁场力方向不同 4. 图示为某电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，为转轴。闭合开关，从O点沿转轴观察，线圈顺时针转动，则（　　）    A．螺线管F端为N极，P端为N极 B．螺线管F端为S极、P端为S极 C．若将电源的正负极对调，从O点沿转轴观察、线圈仍顺时针转动 D．若将电源的正负极对调，从O点沿转轴观察，线圈将逆时针转动 5. 图是小明制作的简单电动机模型，其线圈由漆包线绕成，小明将线圈一端的漆全部刮掉，另一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中，闭合开关后，线圈转动起来了。下列说法正确的是（　　） A．该装置利用电磁感应原理工作 B．只改变电流方向，线圈的转动方向可以改变 C．增大线圈中的电流可改变转动方向 D．线圈转动时，将机械能转化为电能 6. 同学们在制作“让线圈转动起来”的活动中，将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极，将一根硬铜线折成线框搭在干电池的正极和磁铁上，如图所示。线框就会以干电池为轴转动起来（　　）    A．线框转动是因为电磁感应现象 B．改变电流方向，线框的转动方向不会改变 C．改变磁场方向，线框的转动方向不会改变 D．通电后的线框周围存在磁场 7. 有人做了如图所示的实验：向环形塑料凹槽内注满水银，然后通过接线柱将凹槽内的水银接入电路，再在圆环中央放置一块圆柱形磁铁。闭合开关，凹槽内的水银会逆时针流动起来，则下列说法中不正确的是（　　） A．水银流动的原理是磁场对通电导体有力的作用 B．若只对调电源正负极，水银将顺时针流动 C．该过程中将机械能转化为电能 D．若将串联的蓄电池再增加一节，水银的流动速度将变快 8. 研究电动机的工作过程。 （1）电动机的工作原理是磁场对 有力的作用。甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 。 （2）乙图中的线圈所在的位置 （选填“是”或“不是”）平衡位置，图中C、D组成的装置叫 ，它的作用是在线圈 （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，从而使线圈持续转动。 （3）①小明将丙图中直流电动机模型接入电路，各部分连接完好，结果电动机却不能转动，他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动。模型刚开始不转的原因可能是 A．直流电动机的铜半环与电刷接触不良 B．电源电压太低 C．线圈刚好处于平衡位置 D．线圈中的电流太小 ②调换器件 （填器件名称）的放置可方便改变电动机的转动方向。 【基础强化】 1. 某同学按照说明书组装了一个电动机模型，装好后发现电动机不转动。产生该现象的原因不可能是（　　） A．电池正负极接反 B．接线柱接触不良 C．磁体磁性太弱 D．线圈处于平衡位置 2. 如图所示，给甲、乙两图中的矩形线圈通电，则下列说法中正确的是(　　) A．甲中线圈转动，乙中线圈不转动 B．乙中线圈转动，甲中线圈不转动 C．甲、乙中的线圈都会转动 D．甲、乙中的线圈都不会转动 3. 用螺丝钉、电池、导线和纽扣状磁铁，可以做成一个最简单的电动机。如图所示，螺丝钉的尾端吸着纽扣磁铁一极，尖端吸在电池的正极上，然后将导线的一端接到电池负极，另一端搭在纽扣磁铁边缘，螺丝钉就开始旋转。下列叙述正确的是（　　） A．该电动机工作时将机械能转化为电能 B．若仅将纽扣磁铁上下翻转，螺丝钉旋转方向不变 C．若仅改变电源正负极方向，螺丝钉旋转方向不变 D．若换成电压更大的电池，螺丝钉转动速度会加快 4. 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 5. 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 6. 如图是电动机的结构示意图，两个铜半环E 和 F 跟线圈两端相连，随线圈一起顺时针转动。M和N是电刷，它们跟铜半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。以下说法正确的是(   ) A .不能用石墨材料来制作电刷M、N B .电流的方向始终由电刷N到电源“+”极 C .只对调电源正、负极，线圈将逆时针转动 D .线圈中的电流为直流电 7. 图是“线圈不能连续转动”的示意图，下列说法中不正确的是(   ) A .三图中，导线 ab 与 cd 所受磁场力的方向始终没有发生改变 B .乙图中，线圈能够越过平衡位置继续往下转动是由于惯性 C .通电一段时间后，线圈 abcd 最终会停止在乙图所示的位置 D .只要开关始终闭合，线圈 abcd一定会在乙图的平衡位置左右摆动，永不停止 8. 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，以下操作可以增大转速的是 （ ） 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 9. 如图所示，把一根直导体ab放在磁体的磁场中，导体两端通过光滑金属导轨与电源、开关、滑动变阻器相连。实验中，当闭合开关时，导体ab向左运动，则下列说法错误的是（　　） A．若交换磁体的S，N极或交换电源的正、负极，导体ab受力方向改变，导体ab向右运动 B．若同时交换磁体的S，N极和电源的正、负极，导体ab受力方向不改变，导体ab向左运动 C．法拉第利用这个原理发明了发电机 D．此过程电能减少，机械能增加，是电能转化成了机械能 10. 同学们利用如图所示的装置进行实验。实验中将金属导体棒ab放在磁场中两根平行的金属导轨上，闭合开关，导体棒ab向右运动；将磁体的磁极对调，闭合开关，导体棒ab向左运动。由上述实验现象可以得出的结论是（    ） A．导体棒ab在磁场中的受力大小与电流大小有关 B．导体棒ab在磁场中的受力方向与磁场方向有关 C．导体棒ab在磁场中的受力方向与电流大小有关 D．导体棒ab在磁场中的受力大小与磁场强弱有关 11. 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 12. 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 13. 线圈abcd转动过程中经过图甲、乙位置时，导线ab所受磁场力的方向（　　） A．相反，是由于磁场方向相反了 B．相反，是由于流过ab的电流方向相反了 C．相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都改变了 D．相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都没改变 14. 图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，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，在图示位置，电流沿dcba流过线圈，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dcba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上 D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向上 15. 通电线圈在磁场里处于平衡位置时，下列说法中正确的是（　　） A．磁感线与线圈平面平行，线圈不受力 B．磁感线与线圈平面垂直，线圈不受力 C．磁感线与线圈平面平行，线圈受到平衡力 D．磁感线与线圈平面垂直，线圈受到平衡力 16. 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 17. 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 18. 如图所示是直流发电机的工作原理图，下列说法正确的是（　　） A．直流发电机能将电能转化为机械能 B．线圈ab边和cd边中感应电流的方向相反 C．将磁体的磁极位置对调，ab边中感应电流方向不变 D．换向器的作用是使线圈转过平衡位置后自动转动下去 19. 小明和小华分别用如图所示的装置研究简易电动机的工作情况，小明将线圈两端的漆全部刮掉，小华只将一端的漆全刮掉，另一端刮掉一半，闭合开关后（有电流通过灯丝，灯就发光），他们看到的现象分别是（　　） A．小明看到线圈连续转动，灯时亮时灭 B．小华看到线圈连续转动，灯连续发光 C．小华看到线圈左右摆动，灯时亮时灭 D．小明看到线圈左右摆动，灯连续发光 20. 研究人员制造了一种可以在水下工作的水母机器人（如图），伞状体中放入永磁铁，给薄膜内的导体通一定电流时，薄膜能运动。下列选项与其工作原理一致的是（　　） A． B． C． D． 21. 如图所示，甲、乙两图中的矩形线圈，给它们通电，则下列说法中正确的是(　　) A．甲中线圈转动，乙中线圈不转动 B．乙中线圈转动，甲中线圈不转动 C．甲、乙中的线圈都会转动 D．甲、乙中的线圈都不会转动 22. 在装配“直流电动机模型”时，接上电源后，发现电动机不转动。下列有关分析错误的是（　　） A．轴与轴之间摩擦过大 B．电池正负极接反了 C．线圈静止在平衡位置 D．电刷没有接触换向器 23. 如图是“让线圈动起来”的实验，下列关于这个实验的说法正确的是（　　） A．该实验的工作原理是电磁感应现象 B．在此实验过程中，机械能转化为电能 C．如果降低电源电压，线圈的转速将变快 D．改变电源正负极，线圈转动方向将改变 24. 电动机在生活中运用广泛，如图所示为电动机工作原理图，由图甲转到图乙位置，想要让线圈继续转动半圈，以下操作一定不可行的是（　　） A．断开开关 B．将磁极对调 C．将电源正负极对调 D．增大电源电压 25. 如图所示的实验装置，线圈A 和滑动变阻器、开关、电池组成电路；线圈B 和演示电流表组成闭合电路，下列说法中正确的是(   ) A．闭合开关，把线圈A向上抽出时，电流表指针会偏转，A所在电路是发电机 B．闭合开关，把线圈A分别向上抽出和向下插入时，电流表指针偏转的方向相同 C．闭合开关，保持线圈A 向上抽出，对调电池正负极，电流表指针偏转方向会改变 D．闭合开关，线圈A 向上抽出时，电流表偏转角度和抽出快慢无关 26. 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。 27. 如图所示为_______（选填“直流”或“交流”）电动机的模型图，两个半圆钚E和F的作用是_______，用到此类电动机的是_______（选填“手持小电扇”或“洗衣机”）。 28. 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 。 29. 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____（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____（填“铁棒”或“铝棒”）； （2）在正确完成(1)的操作后，闭合开关，发现导体棒AB在磁场力作用下向左运动，若要使导体棒AB在磁场力作用下向右运动，你采取的方法是： 或 。 （3）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ab段和cd段受到的两个力，这两个力_______ （填“是”或“不是”）一对平衡力，理由是： 。 30. 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”）。 31. 原理示意图，图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。他们制定的产品评价表如下。 电动小车评价量表（节选） 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一：行驶速度控制 踩下电门踏板，车速变大 踩下电门踏板，车速不变 踩下电门踏板，车速反而变小 指标二：行驶方向控制 小车能前进和后退 小车只能前进或后退 小车不能运动 他们设计如下的电路，并将电流表改装成速度表。 （1）指标一为优秀，应将甲中___________两个接线柱接入电路； （2）旋钮变阻器接入电路的两个接线柱为O、E，踩下电门踏板时，电动机转速如何变化 ___________； （3）图乙是项目化小组设计的实现电动车前进的电路图，开关S1、S2可以分别接①和③或者②和④。结合评价表判断该模型的“指标二”评价等级并说明理由。 32. 立体升降车库（如图甲）可将汽车垂直升降，大幅度提高停车空间利用率。项目化小组设计了如图乙所示的电路模型，开关S1、S2通过由绝缘材料制作的操纵杆可实现同时与触点1、3连接或同时与触点2、4连接，电动机为载车板的升降提供动力。 （1）【原理分析】下列实验与电动机工作原理相同的是（　　）； A．B．C．D． （2）【安装测试】项目化小组连接电路后发现电动机不转，猜测其可能的原因是__________；（说出一点即可） （3）【运行调整】当开关S1、S2同时与触点1、3接触，小明发现电动机按图乙所示方向转动，载车板向上升。若将开关S1、S2与触点2、4接触，并向右移动滑片P，则载车板的移动方向和移动速度变化为__________。 33. 如图所示，线圈abcd位于磁场中，当K与1接通时，ab段导线中电流方向为　 　(填“a→b"或“b→a")，ab段导线受磁场力F1的方向竖直向上，请在图中画出此时ed段导线受到的磁场力F2　 　；当K改为与2接通时，ab段导线受磁场力方向　 　。 34. 如图是检验磁场对通电导体作用力的实验装置。当导线ab中有某方向电流通过时，它受到磁场的作用力方向向右。 （1）如果仅将磁极对调位置，导线AB受力方向　 　。 （2）如果磁极位置不变，仅改变AB中的电流方向，导线AB受力方向　 　。 （3）若同时对调磁极位置和改变电流方向，导线AB的受力方向　 　。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.3电动机及其应用 知识点一：磁场对通电导体的作用 1.磁场对通电直导线的作用 实验探究:如图所示，把导线AB放在磁场中光滑的金属导轨上，接通电源，让电流通过导线AB,则导线AB在磁场中运动起来，说明磁场对通电导线有力的作用。 (1)只把电源正、负极对调后接入电路，从而改变导线AB中的电流方向，则导线AB运动方向发生改变，即导线AB受力的方向发生改变。 (2)只把磁极对调一下，改变磁场方向，导线AB运动方向发生改变，即导线AB受力方向也发生改变。 (3)如果把电源正、负极对调后接入电路，同时对调一下磁极，即同时改变导线AB中的电流方向和磁场方向，导线AB的运动方向不变，即导线AB受力的方向不变。 结论:①通电导线在磁场中受到力的作用。 ②受力方向与电流方向和磁场方向有关。只改变电流方向或磁场方向，导线的受力方向改变；同时改变电流方向和磁场方向，导线的受力方向不变。 ③受力大小与电流大小和磁场强弱有关:电流越大，磁场越强，受力越大。 2.磁场对通电线圈的作用 (1)通电线圈在磁场中的运动情况 通电线圈所在平面与磁场平行时，线圈发生转动。通电线圈所在平面与磁场垂直时，线圈不发生转动。 (2)通电线圈在磁场中的转动分析 如图所示，使线圈位于磁体两磁极之间的磁场中。 ①使线圈静止在图乙位置上，闭合开关，发现线圈并没有转动，这是由于线圈上、下两边受力大小相等、方向相反，即线圈受力平衡。这个位置是线圈的平衡位置。 ②使线圈静止在图甲位置上，闭合开关，线圈受力沿顺时针方向转动，能靠惯性转过平衡位置，但不能继续转动下去，最后要返回平衡位置。 ③使线圈静止在图丙位置上，闭合开关，线圈沿逆时针方向转动，说明线圈在这个位置所受的作用力是阻碍它沿顺时针方向转动的。 (3)通电线圈在磁场里受到力的作用而发生转动时，电能转化为机械能。电动机就是根据通电线圈在磁场中受力而发生转动的原理制成的。 【注】：1．没有电流通过的导体，在磁场中不会受到力的作用。如果同时改变电流方向和磁场方向，则通电导线的受力方向不改变 2．磁场对放入其中的磁体会产生磁力的作用，而通电导体周围会产生磁场，通电导体也是磁体，将磁场中的磁体替换为通电导体，则磁场对放入其中的通电导体也会产生磁力的作用。这是等效替代法 【能力拓展】 ①通电导体中的电流方向与磁场方向相同或相反时(即两者方向平行时)，导体不受磁力的作用；当两者方向相互垂直时，导体受到的磁力最大。 ②磁体周围存在磁场，通电导体周围也存在磁场，所以，磁场对电流产生力的作用，实际上也是磁体之间通过磁场而发生的相互作用。 ③通电导线在磁场中所受力的大小与磁场强弱、电流的大小有关，电流越大，磁场越强，通电导线受到的作用力就越大。 ④判断通电导线的受力方向的方法:左手定则。如图所示，伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中的受力方向。 【说明】 ①通电线圈在磁场中因受力的作用而发生转动，如果线圈由于惯性刚转过平衡位置时，立即改变线圈中的电流方向，那么由于受力方向改变，线圈就能按原方向继续转动下去。 ②通电线圈转到平衡位置时,不立即停下来，而是在此位置附近摆动几下才停下来，这是因为通电线圈转到平衡位置时具有一定的速度，由于惯性它会继续转动，但由于此时受到磁力及摩擦力等力的作用效果使线圈反方向转动，它又会返回平衡位置，所以它会摆动几下后再停下来。 知识点二：电动机 1.电动机原理 直流电动机靠直流电源供电，是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理制成的，是把电能转化为机械能的装置。 换向器的结构与作用：由两个相互绝缘的铜质半环构成，两个铜质半环与线圈相连，并随线圈一起转动，跟电刷接触与电源组成闭合电路。当线圈刚转过平衡位置时，能改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动。 能量转换：电能转化为机械能。 转动方向：与电流方向和磁场方向有关。“一变二不变” 转动速度：与电流大小和磁场强弱有关。电流越大、磁场强度越大、转速越快。 【注】使线圈连续转动的方法 方法一：当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。但因为后半周线圈不受力的作用，故这种方法线圈的转动不稳定，动力弱。 方法二：在线圈转动的后半周，设法改变电流方向，使线圈在后半周也获得同转动方向相同的动力，这样线圈会平稳、有力地转动下去。实际的电动机就是采用该方法使线圈连续转动的，实现该目的的装置叫换向器。 2.电动机结构 转子：即电动机中可以转动的部分，主要包括线圈、换向器。 定子：即电动机中不能转动的部分，主要包括磁铁、电刷 换向器：当线圈转到平衡位置时，改变线圈中的电流方向，使线圈能连续转动 3.影响直流电动机转动方向和速度的因素重点 (1)转动方向与电流方向和磁场方向有关:只改变电流方向或磁场方向，转动方向改变；电流方向和磁场方向同时改变，则转动方向不变。 (2)转速大小与电流大小和磁场强弱有关:电流越大，磁场越强，转速越快。 4.直流电动机模型装好通电后电动机不转动的主要原因 (1)电流不通:①电刷与铜制半环接触不良；②开关处接触不良或开关没闭合；③电源处接触不良。 (2)摩擦太大:①轴与轴之间摩擦太大；②电刷和换向器接触太紧。 (3)电流太小:①电源电压太低；②使用的滑动变阻器的阻值太大。 (4)仪器装配位置不正确:线圈处于平衡位置，只要将线圈轻轻转动一下就可以。 【拓展】直流电动机和交流电动机的区别 直流电动机线圈中电流方向改变，外电路中电流方向不变；（有换向器） 交流电动机线圈中电流方向改变，外电路中电流方向改变。（无换向器） 5.扬声器：扬声器俗称“喇叭”，是十分常见的把电信号转换成声信号的装置，在发声的电子设备中都能见到它。扬声器主要由磁铁、线圈、锥形纸盆等构成。当通入大小和方向不断变化的电流时，线圈会受到大小和方向不断变化的磁场的作用力从而发生振动，并带动相连的纸盆振动发声。 （1）构造如图：永久磁体、线圈、锥形纸盆。 （2）原理：通电导体在磁场中受力。 （3）工作过程：扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，使得在一个瞬间和下一个瞬间产生不同方向的磁场，线圈就不断地来回振动，纸盆也就振动起来，便发出了声音。 （4）话筒把声信号转化为电信号，扬声器把电信号转化为声信号；话筒中机械能转化为电能，扬声器中电能转化为机械能。 知识点三：电动机的应用 电动机被称为现代工业之母，它构造简单、控制方便、效率高、无污染，在交通运输、家用电器、国防设备等现代生产生活中有广泛应用，人类社会的发展离不开电动机。洗衣机、人造地球卫星、汽车等都装有各种功能的电动机。 序号 电器名称 电动机安装部位 电动机的功能 1 洗衣机 洗衣机底部 驱动波轮或内筒旋转 2 风扇 风扇顶部 带动叶片旋转 3 空调（室外风机） 室外机 驱动轴流风扇，强制空气流过冷凝器 【经典题型讲解】 题型一．通电导线在磁场中受到力的作用 1. 有一种轮子会发光的溜冰鞋，轮子是透明的，磁环固定在轮周上，由金属线圈和发光二极管LED组成的电路固定在轮的轴上。溜冰时，轮子发光，下列分析不正确的是（　　） A．由金属线圈和发光二极管组成的电路一定是闭合电路 B．利用的原理是磁场对电流的作用 C．发光二极管LED是一种半导体材料 D．这个过程中能量的转化：先机械能转化为电能，再把电能转化为光能 【解答】解：ABD、产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动，就会产生感应电流；产生感应电流的导体相当于电源；溜冰时磁环随轮周转动，相当于金属线圈做切割磁感线运动，电路中产生感应电流；在此过程中能量的转化情况是：机械能转化为电能，电能再转化为光能，故B错误，AD正确； C、发光二极管LED是由半导体做成的器件，它具有单向导电性，故C正确。 本题选错误的，故选：B。 2. 如图所示，导线ab放在磁场中，接通电源后，ab向右运动。则：（　　） A．调换磁极位置与电流方向，可以使ab向左运动 B．调换磁极位置与电流方向，可以使ab静止不动 C．实验说明了通电导体ab在磁场中受到力的作用 D．人们利用本实验揭示的道理制作了发电机 【答案】C 【解析】AB．导线ab在磁场中的运动方向与磁场方向与电流方向有关，同时调换磁极位置与电流方向后，ab仍向右运动，故AB不符合题意； CD．当开关闭合时导体运动，这表明通电导体在磁场中要受到力的作用，电动机就是根据这一原理制造出来的，故C符合题意、D不符合题意。 故选C。 3. 如图所示的实验中，闭合开关，观察到铝棒向左运动，实验现象说明磁场对通电导体有力的作用，利用这一原理可以制成　 　机；断开开关，对调电源正、负两极，重新接入电路，再次闭合开关，观察到铝棒向　 　运动。 【答案】电动；右 【解析】通电导体在磁场中受到力的作用，电动机是利用通电导体在磁场中受力的原理工作的；通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向有关。 【解答】电动机的工作原理是：磁场对通电导体有力的作用；对调电源正、负两极，磁场方向不变，再次闭合开关时，铝棒中的电流方向与原来相反，则铝棒受力的方向也与原来相反，所以此时铝棒会向右运动。 4. 如图所示，在一绝缘棒下部用导线悬挂金属棒AB，AB棒置于蹄形磁铁两磁极中间，当通以图示方向的电流时，磁场对AB棒　 　 (填“有”或“无")力的作用。若此时看到AB棒向右侧摆动，仅改变电流方向时可看到AB棒向　 　 (填“左”或“右”)侧摆动；若仅将磁铁上下翻转，可看到AB棒向 　 　 (填“左”或“右")侧摆动。这一现象说明通电导体在磁场中受力的方向与　 　方向和　 　方向有关。 【答案】有；左；左；电流；磁场 【解析】（1）通电导体在磁场中会受到磁力的作用； （2）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，据此分析解答。 【解答】（1）如图所示，在一绝缘棒下部用导线悬挂金属棒AB，AB棒置于蹄形磁铁两磁极中间，当通以图示方向的电流时，磁场对AB棒有力的作用。 （2）若此时看到AB棒向右侧摆动，仅改变电流方向时则受力方向改变，那么可看到AB棒向左侧摆动；若仅将磁铁上下翻转，则AB受力方向改变，那么可看到AB棒向左侧摆动。这一现象说明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。 5. 为了探究电动机为什么会转动，小明根据电动机构造制作了一台简易电动机。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圈，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）要想改变线圈的转动方向，小明可采用措施是 （多选，填序号）。 A．改变电流的方向　　B．提高电源的电压 C．增加线圈的匝数　　D．改变磁场的方向 （2）开关闭合后，如果电动机不转，原因可能是 （多选，填序号）。 A．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．电池电压太低 （3）为了提高电动机转速，可采取的方法是 ； （4）小明想设计一个能调节电动机转速的实验装置，还需要的主要器材是 。 【解答】解：（1）知道通电导线在磁场中所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，所以要想改变线圈的转动方向，可以改变线圈中电流的方向，也可以改变磁场的方向，故选AD； （2）线圈不转可能是由于线圈处于平衡位置；线圈不转也说明线圈可能不受磁场力，即电路中没有电流，一般来说可能是接线柱接触不良造成的； 同时因线圈和转轴之间有阻力存在，故还有可能就是，线圈受力，但是磁场力较小，无法带动线圈。故导致这种现象的原因有：磁铁的磁性不强、线圈的匝数太少，电池电压不够导致电流较小。 故选ABD； （3）通电导线在磁场中受力的作用，所受力的大小与电流的强弱、磁场的强弱有关，故为了提高电动机转速，可采取的方法增大电流或增强磁场，即可以提高线圈两端的电压或改用强磁场做该实验； （4）要想控制线圈的转速，可以控制电流的大小，故可以接入滑动变阻器，将滑动变阻器与电机串联即可起到控制电流的作用； 故答案为：（1）AD；（2）ABD；（3）提高电源电压；（4）滑动变阻器。 题型二．探究磁场对通电导线的作用 1. 电流表是电学非常重要的仪器，如图所示是电流表的内部结构图。将线圈置于两磁极之间，线圈上固定有一指针，有电流通过线圈时，线圈会带动指针一起偏转。关于电流表的工作原理说法正确的是（　　） A．电流表是根据通电线圈在磁场中受到了力的作用工作的 B．若增大线圈中的电流，则指针偏转方向改变 C．电流表的工作原理与动圈式话筒的工作原理相同 D．电流表在工作过程中，将机械能转化为电能 【答案】A 【解析】AC．通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，故与电动机工作原理相同，动圈式话筒的工作原理是电磁感应原理。故A正确，C错误； B．通电导线周围有磁场，电流越大，线圈周围的磁场越强，线圈所受磁场力就越大，改变线圈中的电流方向，其转动方向会发生改变，故B错误； D．线圈中有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转，把电能转化为机械能，故D错误。 故选A。 2. 在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根轻质的铝棒ab，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示。 （1）小明闭合开关，看到铝棒稳定时如图乙所示。 （选填“发电机”或“电动机”）就是利用这一原理制成的。 （2）在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时，小明先对调磁极位置，闭合开关，观察到铝棒ab稳定时如图丙所示，由此可知通电导线在磁场中受力的方向与 方向有关。然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将铝棒ab两端对调后接入电路，发现铝棒ab的摆动方向依然如图乙所示，由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。你认为小明的做法错在哪里？ 。 （3）小明进一步猜想：在同一磁场中，磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关呢？为此小明决定在图丙所示的实验基础上，在电路中串入电流表，并通过将铝棒ab换成长短、粗细均相同但电阻更大的铁棒和电阻更小的铜棒来改变电路中的电流，进行对比实验过程中，小明应根据 （选填“电流表的示数”或“导线摆动角度”）来推断通电导线在磁场中的受力大小。 【解答】解：（1）据图可知，当金属棒中通电后，金属棒会受力运动，即说明通电导线在磁场中受力的作用，电动机就是利用该原理制成的； （2）在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时，小明先对调磁极位置，闭合开关，观察到铝棒ab稳定时如图丙所示，即此时的磁场方向改变，电流方向没有变，所以由此可知通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向有关。然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将铝棒ab两端对调后接入电路，发现铝棒ab的摆动方向依然如图乙所示，由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。你认为小明的做法是错误的，因为在该过程中，相对于磁场而言，电流方向没有改变。 （3）为了探究磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关，即改变电流的大小，观察金属棒受力的大小即可，故通过观察金属棒摆动的幅度即可。 故答案为：（1）电动机；（2）磁场；相对于磁场而言，电流方向没有改变；（3）导线摆动角度。 题型三．通电导线在磁场中的受力情况 1. （多选）如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同，方向相同的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为（　　） A．F2 B．2F1﹣F2 C．2F1+F2 D．F2﹣2F1 【解答】解： 如图所示，两根长直导线，电流大小相同，方向相同。由安培定则可知a右侧磁场方向向外，b左侧的磁场方向向里， 由左手定则知，a受到b产生磁场的作用力向右，大小为F1，那么b受到a产生磁场的作用力向左大小也为F1，但方向相反（向左）。 再加入匀强磁场时产生的磁场力大小为F0，则a、b受到加入匀强匀强磁场的作用力均为F0，且方向相同。 （1）如果加入匀强磁场方向垂直导线平面向里时，F0方向向右，则a受到的作用力为F2＝F1+F0， 若此时F1＞F0，则b受到的作用力为F2′＝F1﹣F0＝F1﹣（F2﹣F1）＝2F1﹣F2，故B正确； 若此时F1＜F0，则F2′＝F0﹣F1＝（F2﹣F1）﹣F1＝F2﹣2F1，故D正确； （2）如果加入匀强磁场方向垂直导线平面向外时，F0方向向左， 若F1＞F0，则a受到的作用力为F2＝F1﹣F0，则b受到的作用力为F2′＝F1+F0＝F1+（F1﹣F2）＝2F1﹣F2，故B正确； 若F1＜F0，则a受到的作用力为F2＝F0﹣F1，则b受到的作用力为F2′＝F1+F0＝F1+（F2+F1）＝2F1+F2，故C正确。 故选：BCD。 2. 如图，两根绝缘细绳下吊着一根水平的铜棒，空间存在垂直纸面的磁场，当棒中通有向右的电流时，两绳上的拉力大小均为F1，若棒中电流大小不变而方向反向时，两绳上的拉力大小均为F2，且F2＞F1，则棒受到的磁场力的大小为（　　） A．F1+F2 B．F2﹣F1 C．2（F1+F2） D．2F1﹣F2 【解答】解：令铜棒的重力为G，安培力的大小为F，则由平衡条件得：2F1＝G﹣F﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当电流反向时，磁场力变为竖直向下，此时同样根据导体棒平衡有：2F2＝G+F﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①和②可得：G＝F1+F2，则：F＝F2﹣F1，故B正确。 故选：B。 题型四．直流电动机的应用 1. 如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．电动机通电后不转，一定是电路断路 B．没有换向器也可实现持续转动 C．将磁体的磁极对调一下可以使电动机的转速增大 D．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向 【答案】D 【解析】A．电动机通电后不转的可能原因：电流太小、磁场磁性太弱、电路断路、线圈处于平衡位置，故A错误； B．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，能使线圈连续转动下去，没有换向器无法实现持续转动，故B错误； C．对调磁极只会使线圈受力方向发生改变，不会改变线圈受力的大小，线圈转动的速度将不变，故C错误； D．线圈转动方向跟电流方向和磁场方向有关，改变其中一者，线圈转动方向改变；同时改变两者，线圈转动方向不变，因此改变磁场方向可以改变线圈转动的方向，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，线圈通电后，受磁场力作用将开始顺时针旋转。如果线圈固定，磁体可以绕线圈旋转，则线圈通电后，磁体将（　　） A．开始逆时针旋转 B．开始顺时针旋转 C．保持静止 D．以上三种情况都有可能 【答案】A 【解析】通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向、磁场的方向有关，根据运动和静止的相对性分析磁体的转动方向。【解答】线圈通电后，受磁场力作用，线圈开始顺时针旋转；如果线圈是固定的，根据静止和运动相对性可知，则线圈通电后，磁体开始逆时针旋转，故A正确，B、C、D错误。 3. 如图所示为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．电动机工作时把机械能转化为电能 B．两个时刻图中磁场方向都是由左向右 C．在甲时刻，导线ab受到的力与cd导线受到的力方向相同 D．两个时刻导线ab中的电流方向不同，磁场方向相同，因此受到的磁场力方向不同 【答案】D 【解析】A．电动机在工作的过程中，电能转化为机械能，故A错误； B．磁体外部磁场方向是从N极指向S极，所以两个时刻图中磁场方向都是由右向左，故B错误； CD．由于导体受力方向与磁场方向和电流方向有关，磁场方向不变时，只改变电流方向，磁场对通电导体的作用力方向发生改变。在甲乙时刻，ab和cd导线所处的磁场方向相同，电流方向不同，所以受力方向均不同，故C错误，D正确。 故选D。 4. 图示为某电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，为转轴。闭合开关，从O点沿转轴观察，线圈顺时针转动，则（　　）    A．螺线管F端为N极，P端为N极 B．螺线管F端为S极、P端为S极 C．若将电源的正负极对调，从O点沿转轴观察、线圈仍顺时针转动 D．若将电源的正负极对调，从O点沿转轴观察，线圈将逆时针转动 【答案】C 【解析】A．由图可知，电流从螺线管EF的左端流入，根据安培定则可知，E端为N极，F端为S极，故A不符合题意； B．由图可知，电流从螺线管PQ的左端流入，根据安培定则可知，Q端为S极，P端为N极，故B不符合题意； CD．由题意知，闭合开关，此时从O点沿转轴观察，线圈顺时针转动；线圈受力转动的方向与磁场方向和电流方向有关，若将电源的正负极对调，则螺线管中电流方向与原来反向，根据安培定则可知，螺线管的磁极改变，且电动机线圈中的电流方向与原来相反向，则线圈受到磁场力的方向不会发生改变，即从O点沿转轴观察，线圈仍顺时针转动，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 5. 图是小明制作的简单电动机模型，其线圈由漆包线绕成，小明将线圈一端的漆全部刮掉，另一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中，闭合开关后，线圈转动起来了。下列说法正确的是（　　） A．该装置利用电磁感应原理工作 B．只改变电流方向，线圈的转动方向可以改变 C．增大线圈中的电流可改变转动方向 D．线圈转动时，将机械能转化为电能 【答案】B 【解析】A．电动机模型是利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理工作的，故A错误； BC．通电线圈在磁场中受力，力的方向与电流方向和磁场方向有关，只改变电流方向，线圈的转动方向可以改变，增大线圈中的电流无法改变转动方向，故B正确，C错误； D．线圈通电转动时，电能转化为机械能，故D错误。 故选B。 6. 同学们在制作“让线圈转动起来”的活动中，将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极，将一根硬铜线折成线框搭在干电池的正极和磁铁上，如图所示。线框就会以干电池为轴转动起来（　　）    A．线框转动是因为电磁感应现象 B．改变电流方向，线框的转动方向不会改变 C．改变磁场方向，线框的转动方向不会改变 D．通电后的线框周围存在磁场 【答案】D 【解析】A．线框转动是因为通电导体在磁场中受力而转动的，故A不符合题意； BC．通电导体在磁场中的受力方向与电流方向、磁场的方向有关，改变电流方向，线框的转动方不会改变；改变磁场方向，线框的转动方向也会改变，故BC不符合题意； D．通电导体周围存在磁场，通电后的线框周围也存在磁场，故D符合题意。 故选D。 7. 有人做了如图所示的实验：向环形塑料凹槽内注满水银，然后通过接线柱将凹槽内的水银接入电路，再在圆环中央放置一块圆柱形磁铁。闭合开关，凹槽内的水银会逆时针流动起来，则下列说法中不正确的是（　　） A．水银流动的原理是磁场对通电导体有力的作用 B．若只对调电源正负极，水银将顺时针流动 C．该过程中将机械能转化为电能 D．若将串联的蓄电池再增加一节，水银的流动速度将变快 【答案】C 【解析】A．水银是导体，水银的内外侧用导线接入电路通过电流后，因为磁场对通电导体有力的作用，凹槽内的水银会流动起来，故A正确，不符合题意； B．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，对调电源的正负极后，电流方向发生改变，因此水银受力方向改变，水银沿顺时针方向流动，故B正确，不符合题意； C．该过程中消耗了电能，得到了机械能，将电能转化为机械能，故C错误，符合题意； D．若将串联的蓄电池再增加一节，电路中的电流增大，磁场对通电导体力的作用增大，水银的流动速度将变快，故D正确，不符合题意。 故选C。 8. 研究电动机的工作过程。 （1）电动机的工作原理是磁场对 有力的作用。甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 。 （2）乙图中的线圈所在的位置 （选填“是”或“不是”）平衡位置，图中C、D组成的装置叫 ，它的作用是在线圈 （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，从而使线圈持续转动。 （3）①小明将丙图中直流电动机模型接入电路，各部分连接完好，结果电动机却不能转动，他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动。模型刚开始不转的原因可能是 A．直流电动机的铜半环与电刷接触不良 B．电源电压太低 C．线圈刚好处于平衡位置 D．线圈中的电流太小 ②调换器件 （填器件名称）的放置可方便改变电动机的转动方向。 【解答】解：（1）电动机的工作原理是磁场对通电线圈有力的作用。 线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关；甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，是因为两侧的电流方向不同。 （2）乙图中的线圈所在的位置是平衡位置，线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。 （3）①A．直流电动机的铜半环与电刷接触不良，形成开路，电路中没有电流，形不成通电导体，故电动机始终不会工作。不符合题意； B、若是线圈两端的电压太低，即线圈中的电流很小，线圈所受的磁场力小于摩擦力时，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，不符合题意； C、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，但是用手轻轻地碰了一下线圈后，线圈越过平衡位置，继续转动；符合题意； D、若是线圈中的电流太小，同样线圈所受的磁场力小于摩擦力时，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，不符合题意； ②因为线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关，所以丙图所示的电动机模型中，调换器件①磁体的放置，即改变磁场的方向，可方便改变电动机的转动方向。 故答案为：（1）通电线圈；电流方向不同； （2）是；换向器；刚转过；（3）C；磁体。 【基础强化】 1. 某同学按照说明书组装了一个电动机模型，装好后发现电动机不转动。产生该现象的原因不可能是（　　） A．电池正负极接反 B．接线柱接触不良 C．磁体磁性太弱 D．线圈处于平衡位置 【答案】A 【解析】 电动机不转动的原因可能是电流太小、磁场不够强、线圈处于平衡位置或者接触不良等。 【解答】 A.电池正负极接反，对电动机是否转动没有影响，只影响电动机转动方向，故A符合题意； BCD.接线柱接触不良、磁体磁性太弱、线圈处于平衡位置，都可能导致电动机不转动，故B、C、D不符合题意。故选A。 2. 如图所示，给甲、乙两图中的矩形线圈通电，则下列说法中正确的是(　　) A．甲中线圈转动，乙中线圈不转动 B．乙中线圈转动，甲中线圈不转动 C．甲、乙中的线圈都会转动 D．甲、乙中的线圈都不会转动 【答案】A 【解析】 直流电动机是根据通电导线在磁场中受力转动的原理制成的；电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关， 据此分析判断。 【解答】 根据图示可知，乙中线圈平面与磁场方向垂直，则乙中线圈处于平衡位置，因此现在给它通电时线圈受平衡力作用，即乙线圈不会转动，而甲线圈可以转动。 故选A。 3. 用螺丝钉、电池、导线和纽扣状磁铁，可以做成一个最简单的电动机。如图所示，螺丝钉的尾端吸着纽扣磁铁一极，尖端吸在电池的正极上，然后将导线的一端接到电池负极，另一端搭在纽扣磁铁边缘，螺丝钉就开始旋转。下列叙述正确的是（　　） A．该电动机工作时将机械能转化为电能 B．若仅将纽扣磁铁上下翻转，螺丝钉旋转方向不变 C．若仅改变电源正负极方向，螺丝钉旋转方向不变 D．若换成电压更大的电池，螺丝钉转动速度会加快 【答案】D 【解析】电动机原理是通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向与电流方向及磁场方向有关。当电流方向或磁场方向发生改变时，导线的受力方向也发生改变。 【解答】A.电动机工作时，将电能转化为机械能，故A正确，不符合题意； B.通电导体中磁场中受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，仅将纽扣磁铁上下翻转，改变磁场的方向，螺丝钉会反向转动，故B错误； C.通电导体中磁场中受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，若仅改变电源正负极方向，通过螺丝钉的电流方向发生改变，螺丝钉会反向转动，故C错误； D.若将电池替换成电压更大的电池，通过螺丝钉的电流增大，螺丝钉转动速度加快，故D正确， 故答案为：D。 4. 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 【详解】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。 5. 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。 6. 如图是电动机的结构示意图，两个铜半环E 和 F 跟线圈两端相连，随线圈一起顺时针转动。M和N是电刷，它们跟铜半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。以下说法正确的是(   ) A .不能用石墨材料来制作电刷M、N B .电流的方向始终由电刷N到电源“+”极 C .只对调电源正、负极，线圈将逆时针转动 D .线圈中的电流为直流电 【答案】C 【详解】A、石墨是导体，且具有良好的导电性和润滑性，是制作电刷的常用材料，因此可以用石墨作电刷，A错误。 B、由于换向器的作用，线圈转动过程中电流方向会周期性改变，不会始终由电刷N到电源“-”极，B错误。 C、电动机转动方向由电流方向和磁场方向共同决定，只改变其中一个因素（如对调电源正负极或对调磁极），转动方向相反。若原线圈顺时针转动，改变后将逆时针转动，C正确。 D、电源为直流电源，但换向器会周期性改变线圈中的电流方向，因此线圈中的电流不是直流电，D错误。 故选：C。 7. 图是“线圈不能连续转动”的示意图，下列说法中不正确的是(   ) A .三图中，导线 ab 与 cd 所受磁场力的方向始终没有发生改变 B .乙图中，线圈能够越过平衡位置继续往下转动是由于惯性 C .通电一段时间后，线圈 abcd 最终会停止在乙图所示的位置 D .只要开关始终闭合，线圈 abcd一定会在乙图的平衡位置左右摆动，永不停止 【答案】D 【详解】A.导体受力的方向与电流的方向、磁场的方向有关，三图中，线圈在转动，但电流方向、磁场方向均未改变，所以 导线受力方向没有发生改变，故A正确不合题意； B.乙图中，线圈中的ab与cd所受磁力在一条直线上，且方向相反，无法使线圈再转动，因此线圈能够连续往下转动变成丙图所示，是由于惯性，故B正确不合题意； C.通电一段时间后，线圈abcd由于在竖直方向受力平衡，所以最终会停止在乙图所示的位置，故C正确不合题意； D.闭合开关，线圈abcd会在乙图的平衡位置左右摆动，但最终会因为受力平衡而停止，故D错误符合题意。 故选D。 8. 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，以下操作可以增大转速的是 （ ） 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】A、对调电池正、负极位置，仅改变电流方向，会改变线圈转动方向，但不影响转速，故A错误； B、对调强磁铁南、北极位置，仅改变磁场方向，会改变线圈转动方向，不影响转速，故B错误； C、增加一节干电池，增大了电源电压，根据欧姆定律，线圈中的电流会增大，从而使转速增大，故C正确； D、减弱强磁铁的磁性，会使磁场变弱，转速减小，故D错误。 故选：C。 9. 如图所示，把一根直导体ab放在磁体的磁场中，导体两端通过光滑金属导轨与电源、开关、滑动变阻器相连。实验中，当闭合开关时，导体ab向左运动，则下列说法错误的是（　　） A．若交换磁体的S，N极或交换电源的正、负极，导体ab受力方向改变，导体ab向右运动 B．若同时交换磁体的S，N极和电源的正、负极，导体ab受力方向不改变，导体ab向左运动 C．法拉第利用这个原理发明了发电机 D．此过程电能减少，机械能增加，是电能转化成了机械能 【答案】C 【解析】A．通电导线在磁场中受到力的方向与磁场方向和电流方向有关，因此，若交换磁体的S，N极或交换电源的正、负极，导体ab受力方向改变，导体ab向右运动，故A正确，不符合题意； B．同时交换磁体的S，N极和电源的正、负极，导体ab受力方向不改变，导体ab向左运动，故B正确，不符合题意； C．根据通电导线在磁场中受到力的作用这一原理，制成的电动机，故C错误，符合题意； D．通电导线在磁场中受到力的作用，此过程电能减少，机械能增加，是电能转化成了机械能，故D正确，不符合题意。 故选C。 10. 同学们利用如图所示的装置进行实验。实验中将金属导体棒ab放在磁场中两根平行的金属导轨上，闭合开关，导体棒ab向右运动；将磁体的磁极对调，闭合开关，导体棒ab向左运动。由上述实验现象可以得出的结论是（    ） A．导体棒ab在磁场中的受力大小与电流大小有关 B．导体棒ab在磁场中的受力方向与磁场方向有关 C．导体棒ab在磁场中的受力方向与电流大小有关 D．导体棒ab在磁场中的受力大小与磁场强弱有关 【答案】B 【详解】由题可知，闭合开关，导体棒ab向右运动；将磁体的磁极对调，即只改变了磁场方向，闭合开关，导体棒ab向左运动，说明导体棒ab在磁场中的受力方向与磁场方向有关，但不能得出导体棒ab在磁场中的受力方向与电流大小的关系，也不能得出导体棒ab在磁场中的受力大小与电流大小、磁场强弱有关，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 11. 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 【解答】解：探究“通电导体在磁场中受力转动”，需要有电流通过导体ab，根据形成的电流的条件可知，在虚线框中放入的器材是电源，故A正确、BCD错误。 故选：A。 12. 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 【解答】解：A、液体需起到导电作用，让铝盘的轴心O到下边缘之间有电流通过，进而使铝盘在磁场中受力转动，所以不能选择绝缘液体，通常实验中的该类液体是液态水银，故A错误。 B、铝盘转动的原理是通电导体在磁场中受到力的作用，其与电动机的工作原理相同；而发电机的工作原理是电磁感应现象，故B错误。 C、依据通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向相关。将电源正负极对调后，电流方向改变，铝盘的受力方向改变，转动方向也会改变，故C错误。 D、向右移动滑动变阻器的滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中的电流变小。铝盘受力变小，铝盘转速就会变慢，故D正确。 故选：D。 13. 线圈abcd转动过程中经过图甲、乙位置时，导线ab所受磁场力的方向（　　） A．相反，是由于磁场方向相反了 B．相反，是由于流过ab的电流方向相反了 C．相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都改变了 D．相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都没改变 【解答】解：由于电流从电源的正极出发，故此时图甲中ab的电流方向是由b到a；在图乙中，由于磁场的方向没有改变，电流的方向是由a到b，故此时线圈受力的方向改变。 故选：B。 14. 图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，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，在图示位置，电流沿dcba流过线圈，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dcba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上 D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向上 【答案】C 【解答】解：A、在图示位置，电流沿dcba流过线圈，磁场方向向右，dc边受到磁场的作用力向下，对于ab边，电流方向由b到a，ab边受到磁场的作用力向上，故A错误。 B、当线圈由图示位置转过180°时，由于换向器的作用，电流沿abcd流过线圈，故B错误。 C、线圈转过180°时，dc边电流方向由c到d，磁场方向不变，根据左手定则，dc边受到磁场的作用力向上，故C正确。 D、线圈转过180°时，ab边电流方向由a到b，磁场方向不变，根据左手定则，ab边受到磁场的作用力向下，故D错误。 故选：C。 15. 通电线圈在磁场里处于平衡位置时，下列说法中正确的是（　　） A．磁感线与线圈平面平行，线圈不受力 B．磁感线与线圈平面垂直，线圈不受力 C．磁感线与线圈平面平行，线圈受到平衡力 D．磁感线与线圈平面垂直，线圈受到平衡力 【答案】D 【解答】解：通电线圈在磁场中受力而转动，当线圈转到平面与磁感线方向垂直时，据左手定则能判断出此时线圈受到大小相等、方向相反、作用在同一个线圈上，作用在同一条直线的两个磁场力的作用，故据二力平衡的知识知，这两个力是平衡力。 故选：D。 16. 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 【解答】解：A、直流电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关，将电源两极对调，会改变电流方向，根据左手定则，线圈转动方向会改变，故A错误。 B、直流电动机中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。线圈每转一周，经过平衡位置2次，所以电流方向改变2次，故B错误。 C、将电源两极和磁铁两极都同时对调，电流方向和磁场方向同时改变，线圈转动方向不变，故C正确。 D、当线圈平面与磁感线垂直时，线圈的两个边受到两个大小相等、方向相反且作用在同一条直线上的力，此时线圈处于平衡位置，图中磁感线与线圈不垂直，故D错误。 故选：C。 17. 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 【解答】解：A、在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，此时ab边电流方向与dc边相反，磁场方向相同，所以ab边受到磁场的作用力向上，故A错误。 B、线圈由图示位置转过 180° 时，换向器会改变电流方向，电流应沿abcd流过线圈，而不是adcb，故B错误。 C、线圈由图示位置转过 180° 时，电流方向改变，磁场方向不变，原来dc边受到磁场的作用力向下，此时dc边受到磁场的作用力向上，故C错误。 D、线圈由图示位置转过 180° 时，电流方向改变为沿abcd流过线圈，磁场方向不变，ab 边此时受到磁场的作用力向下，故D正确。 故选：D。 18. 如图所示是直流发电机的工作原理图，下列说法正确的是（　　） A．直流发电机能将电能转化为机械能 B．线圈ab边和cd边中感应电流的方向相反 C．将磁体的磁极位置对调，ab边中感应电流方向不变 D．换向器的作用是使线圈转过平衡位置后自动转动下去 【解答】解：A、直流发电机是把机械能转化为直流电能的设备，而不是将电能转化为机械能，故A错误。 B、当发电机的电枢被其他机器带动以均匀速逆时针旋转时，线圈转到图1.1.b所示位置时，用右手定则可以判断出 ab 段导体产生的感应电动势方向为b→a；cd段导体产生的感应电动势方向为d→c，线圈ab边和cd边中感应电流的方向相反，故B正确。 C、感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线的运动方向有关，将磁体的磁极位置对调，即磁场方向改变，ab 边中感应电流方向会改变，故C错误。 D、换向器的作用是把电枢线圈内的交流电动势转化为脉动直流电动势，而使线圈转过平衡位置后自动转动下去是依靠线圈的惯性，故D错误。 故选：B。 19. 小明和小华分别用如图所示的装置研究简易电动机的工作情况，小明将线圈两端的漆全部刮掉，小华只将一端的漆全刮掉，另一端刮掉一半，闭合开关后（有电流通过灯丝，灯就发光），他们看到的现象分别是（　　） A．小明看到线圈连续转动，灯时亮时灭 B．小华看到线圈连续转动，灯连续发光 C．小华看到线圈左右摆动，灯时亮时灭 D．小明看到线圈左右摆动，灯连续发光 【解答】解： 小华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为转动，另一个半周没有电流通过，不受磁场力的作用，利用惯性转动，这样才能使线圈在磁场中持续转动下去，灯时亮时灭，故BC错误； 小明把两端的漆皮都刮掉，线圈每转过半圈，受力方向发生变化，会来回摆动，但电路中有持续的电流，灯泡会持续发光，故A错误，D正确。 故选：D。 20. 研究人员制造了一种可以在水下工作的水母机器人（如图），伞状体中放入永磁铁，给薄膜内的导体通一定电流时，薄膜能运动。下列选项与其工作原理一致的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：水母机器人是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。 A、该装置可以探究影响电磁铁磁性强弱的因素，故A不符合题意； B、该装置可以探究通电导体的周围存在磁场，故B不符合题意； C、该装置可以探究通电导体在磁场中会受到力的作用，故C符合题意； D、该装置可以探究闭合电路的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，故D不符合题意。 故选：C。 21. 如图所示，甲、乙两图中的矩形线圈，给它们通电，则下列说法中正确的是(　　) A．甲中线圈转动，乙中线圈不转动 B．乙中线圈转动，甲中线圈不转动 C．甲、乙中的线圈都会转动 D．甲、乙中的线圈都不会转动 【答案】A 【解析】左手定则：伸开左手，让磁感线垂直穿过手心，四指指尖朝向电流方向，此时大拇指所指的方向就是导体的受力方向，据此分析判断即可。 假设电流方向沿abcd方向流入线圈。ab：伸开左手，手心朝向左侧，四指指尖朝向纸内，此时大拇指指向下面，则ab受到磁力向下。cd：伸开左手，手心朝向左侧，四指指尖朝向纸外，此时大拇指指向上面，则cd受到磁力向上。 甲图中的两个力促使线圈沿逆时针方向转动，而乙图中的两个力相互抵消，不能使线圈转动。 故A正确，而B、C、D错误。 22. 在装配“直流电动机模型”时，接上电源后，发现电动机不转动。下列有关分析错误的是（　　） A．轴与轴之间摩擦过大 B．电池正负极接反了 C．线圈静止在平衡位置 D．电刷没有接触换向器 【解答】解： AD、轴与轴之间的摩擦太大、电刷和换向器的接触不良都会导致电动机模型通电后不能转动，故AD正确； B、电池正负极接反了会造成线圈反向偏转，故B错误； D、若线圈静止在平衡位置，受平衡力，电动机不会转动，故C正确。 故选：B。 23. 如图是“让线圈动起来”的实验，下列关于这个实验的说法正确的是（　　） A．该实验的工作原理是电磁感应现象 B．在此实验过程中，机械能转化为电能 C．如果降低电源电压，线圈的转速将变快 D．改变电源正负极，线圈转动方向将改变 【解答】解：A、电动机的基本工作原理是：通电导体在磁场中受力，根据这个实验人们制成了电动机，故A错误； B、给线圈通电，消耗电能，将电能转化为机械能，故B错误； C、如果增大电源电压，根据欧姆定律，线圈中的电流增大，线圈的受力变大，线圈转速变快，故C错误； D、只对调电源正负极，电流的方向发生改变，故线圈受到力的方向发生改变，故线圈转动方向就会发生改变，故D正确。 故选：D。 24. 电动机在生活中运用广泛，如图所示为电动机工作原理图，由图甲转到图乙位置，想要让线圈继续转动半圈，以下操作一定不可行的是（　　） A．断开开关 B．将磁极对调 C．将电源正负极对调 D．增大电源电压 【解答】解：如图所示为电动机工作原理图，由图甲转到图乙位置，想要让线圈继续转动半圈，由于图中没有换向器，不能及时改变线圈中电流方向，要能继续转动，可以断开开关，利用线圈的惯性继续转动，也可以改变对调磁极或电源正负极，使得线圈的受力方向改变，继续转动，因而增大电源电压，电流增大，反向的作用力增大，不能继续转动，故D符合题意，ABC不符合。 故选：D。 25. 如图所示的实验装置，线圈A 和滑动变阻器、开关、电池组成电路；线圈B 和演示电流表组成闭合电路，下列说法中正确的是(   ) A．闭合开关，把线圈A向上抽出时，电流表指针会偏转，A所在电路是发电机 B．闭合开关，把线圈A分别向上抽出和向下插入时，电流表指针偏转的方向相同 C．闭合开关，保持线圈A 向上抽出，对调电池正负极，电流表指针偏转方向会改变 D．闭合开关，线圈A 向上抽出时，电流表偏转角度和抽出快慢无关 【答案】C 【解析】A．闭合开关，把通电的线圈A向上抽出时，电流表指针会偏转，B所在电路是发电机，故A正确； B．闭合开关，通电线圈A相当于磁体，把线圈A分别向上抽出和向下插入时，线圈A、B的相对运动方向不同，即线圈B切割磁感线的运动方向相反，磁场方向不变，产生感应电流的方向不同，故电流表指针偏转的方向不同，故B错误； C．由B选项分析知，闭合开关，保持线圈A 向上抽出，即线圈B切割磁感线的运动方向不变，对调电池正负极，线圈A中的磁场方向改变，产生感应电流的方向不同，电流表指针偏转方向会改变，故错误； D．闭合开关，线圈A 向上抽出时，产生感应电流的大小与切割磁感线的速度有关，电流表偏转角度和抽出快慢有关，故D错误。 故选C。 26. 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）甲乙（2）甲丙 【详解】（1）分析实验甲和乙：甲图中蹄形磁铁N极在上、S极在下，磁场方向不变，电流方向为A→B，受力方向向右；乙图磁场方向与甲相同，电流方向变为B→A，与甲相反，受力方向变为向左。磁场方向不变，仅电流方向相反时受力方向相反，说明通电导线在磁场中的受力方向跟电流的方向有关。 （2）分析实验甲和丙：甲图电流方向为A→B，磁场方向N上S下；丙图电流方向与甲相同，磁场方向变为S上N下，与甲相反，受力方向变为向左，与甲相反。电流方向不变，仅磁场方向相反时受力方向相反，说明通电导线在磁场中的受力方向跟磁场的方向有关。 27. 如图所示为_______（选填“直流”或“交流”）电动机的模型图，两个半圆钚E和F的作用是_______，用到此类电动机的是_______（选填“手持小电扇”或“洗衣机”）。 【答案】直流；当线圈刚转过平衡位置时，改变线圈中电流的方向：手持小风扇。 观察图中装置，闭合电路中有电源，有E、F两个半圆环（即换向器），所以是直流电动机模型； 两个半圆环是换向器，它的作用是当线圈刚转过平衡位置时，改变线圈中电流的方向，保证线圈持续转动下去。用到直流电动机的是手持小风扇，洗衣机用在家庭电路中，家庭电路中是交流电。 28. 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）电路断路、电池没电或者摩擦力太大、线圈在平衡位置等。 【详解】（1）直流电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力转动； （2）根据图片可知，图中电动机模型中A是电刷，B是换向器； （3）合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，变阻器接入电路的阻值变大，那么通过电动机线圈的电流变小，则电动机的转速将变慢。 （4）电动机不转动的原因可能是电路断路、电池没电或者摩擦力太大、线圈在平衡位置等。 29. 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____（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____（填“铁棒”或“铝棒”）； （2）在正确完成(1)的操作后，闭合开关，发现导体棒AB在磁场力作用下向左运动，若要使导体棒AB在磁场力作用下向右运动，你采取的方法是： 或 。 （3）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ab段和cd段受到的两个力，这两个力_______ （填“是”或“不是”）一对平衡力，理由是： 。 【答案】(1)电源；铝棒 (2)改变电流的方向 改变磁场的方向 (3)竖直向上 不是 两个力的方向不在同一直线 【详解】(1)利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时必须有电源，所以在M、N间应接电源；利用该原理制成了电动机；探究磁场对电流的作用时，因为磁体能够吸引磁性材料，因此通电导体不能为磁性材料，故不能选择铁棒进行实验，而应选铝棒；(2)通电导体在磁场中受力而转动，转动方向与电流的方向和磁感线的方向有关，故若要使导体棒AB在磁场力作用下向右运动，可以改变电流的方向或改变磁场的方向；(3)在乙图中，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，此时ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上，这两个力不是一对平衡力，这是因为这两个力的方向不在同一直线。 30. 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而转动（3）ABD（4）闪烁发光 【详解】（1）A、将线圈两端引线绝缘层全部刮掉：线圈始终有电流，转到平衡位置时受力反向，无法持续转动，不合理。 B、将线圈一端全部刮去，另一端刮去一半：当线圈刚转过平衡位置时，半圈油漆绝缘使电流暂时断开，线圈靠惯性转过平衡位置；随后刮去的半圈接通电流，此时电流方向改变，线圈受力方向也改变，从而能按原方向持续转动，合理。 C、将线圈一端全部刮去，另一端保留：未刮漆皮的一端完全绝缘，当线圈转到平衡位置（线圈平面与磁感线垂直）时，电流方向无法改变，导致线圈受到的磁场力相互抵消，就像被“卡住”一样，无法继续转动，不合理。 故选：B。 （2）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力而转动。 （3）A、磁体磁性太弱时，线圈所受的磁场力较小，若小于摩擦力，电动机无法转动，符合题意； B、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，符合题意； C、电流较大时，磁场力增强，电动机应能转动，不符合题意； D、若电刷与换向器间摩擦大，即磁场力不能克服摩擦力，电动机难以转动。，符合题意。 故选ABD。 （4）线圈正常转动，可知线圈两侧与支撑点的连接处，导线的漆皮一端全部刮掉了，而另一端只刮掉了上半周或只刮掉了下半周，即线圈只有半周是在通电的状态下受到安培力而转动，而另外的半周在断路的状态下，由于惯性的作用下转动，这样周而复始才能使线圈连续转动，所以灯泡发光情况是闪烁发光。 31. 原理示意图，图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。他们制定的产品评价表如下。 电动小车评价量表（节选） 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一：行驶速度控制 踩下电门踏板，车速变大 踩下电门踏板，车速不变 踩下电门踏板，车速反而变小 指标二：行驶方向控制 小车能前进和后退 小车只能前进或后退 小车不能运动 他们设计如下的电路，并将电流表改装成速度表。 （1）指标一为优秀，应将甲中___________两个接线柱接入电路； （2）旋钮变阻器接入电路的两个接线柱为O、E，踩下电门踏板时，电动机转速如何变化 ___________； （3）图乙是项目化小组设计的实现电动车前进的电路图，开关S1、S2可以分别接①和③或者②和④。结合评价表判断该模型的“指标二”评价等级并说明理由。 【答案】（1）O、E     （2）电动机转速变快     （3）见解析      【详解】(1) 根据指标一为优秀可知，踩下电门踏板，车速变大，即滑片逆时针转动时，电路中电流变大，变阻器接入电路中的电阻变小，因此应将甲中O、E两接线柱接入电路。 (2) 观察图甲可知，旋钮式电阻与电动机串联，旋钮变阻器接入电路的两个接线柱为O、E，当踩下电门踏板时，接入电路阻值减小，所以通过电动机的电流增大，由于导体中电流越大，通电导体在磁场中受到力越大，所以电动机转速会变块。 (3) 由图乙可知，开关S1、S2分别接①和③与开关S1、S2分别接②和④通过电动机的电流方向相反，因为通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关，所以改变电流方向，电动机的转动方向发生改变，因此该电动车能够实现前进和倒退，由产品评价表知为优秀等级。 32. 立体升降车库（如图甲）可将汽车垂直升降，大幅度提高停车空间利用率。项目化小组设计了如图乙所示的电路模型，开关S1、S2通过由绝缘材料制作的操纵杆可实现同时与触点1、3连接或同时与触点2、4连接，电动机为载车板的升降提供动力。 （1）【原理分析】下列实验与电动机工作原理相同的是（　　）； A．B．C．D． （2）【安装测试】项目化小组连接电路后发现电动机不转，猜测其可能的原因是__________；（说出一点即可） （3）【运行调整】当开关S1、S2同时与触点1、3接触，小明发现电动机按图乙所示方向转动，载车板向上升。若将开关S1、S2与触点2、4接触，并向右移动滑片P，则载车板的移动方向和移动速度变化为__________。 【答案】（1）C（2）电路断路或电池没电或者摩擦力太大或线圈在平衡位置等 （3）载车板将反向加速运动。 【详解】(1)A、是电磁感应的实验图，属于发电机的原理，故A不符合题意； B、是奥斯特实验图，小磁针发针偏转说明通电导体周围有磁场，故B不符合题意； C、电路中有电流，通电线圈或导体受到磁场力的作用发生运动，是电动机的工作原理，故C符合题意； D、是电磁铁的实验图，故D不符合题意； 故选：C。 （2）电动机不转动的原因可能是电路断路、电池没电或者摩擦力太大、线圈在平衡位置等。 （3）小明将开关S1、S2同时与1、3接触，电流从电动机的上面流进，滚筒按如图方向转动，要使该洗衣机模型的滚筒反向转动，需要改变电流的方向，故应该将开关S1、S2同时与2、3接触，使电流由电动机的下面的接线柱；将滑动变阻器向右移动，使滑动变阻器的电阻减小，根据欧姆定律I=U/R知，电流增大，从而使电动机转动加速． 所以若将开关S1、S2同时与2、4接触并向右移动滑动变阻器的滑片，载车板将反向加速运动。 33. 如图所示，线圈abcd位于磁场中，当K与1接通时，ab段导线中电流方向为　 　(填“a→b"或“b→a")，ab段导线受磁场力F1的方向竖直向上，请在图中画出此时ed段导线受到的磁场力F2　 　；当K改为与2接通时，ab段导线受磁场力方向　 　。 【答案】a→b；；竖直向下 【解析】在电源外部，电流从电源正极流出，最后回到电源的负极；根据通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向的关系，可画出此时cd段导线受到磁场力的方向，还可判断K改为与2接通时，ab段导线受磁场力的方向。 【解答】当K与1接通时，电源的左端为正极，根据在电源外部电流方向由正极流向负极可知，ab段导线中电流方向为a→b。 ①图中cd的电流的方向是从c到d，与ab的电流方向相反，所以受到的力的方向是竖直向下的，作图如下： ②当K改为与2接通时，ab段导线中的电流方向改变，则受到的力的方向也会发生变化，即竖直向下。 故答案为：a→b；；竖直向下。 34. 如图是检验磁场对通电导体作用力的实验装置。当导线ab中有某方向电流通过时，它受到磁场的作用力方向向右。 （1）如果仅将磁极对调位置，导线AB受力方向　 　。 （2）如果磁极位置不变，仅改变AB中的电流方向，导线AB受力方向　 　。 （3）若同时对调磁极位置和改变电流方向，导线AB的受力方向　 　。 【答案】（1）左（2）左（3）右 【解析】（1）通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关； （2）通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关； （3）根据影响通电导体在磁场中的受力方向的影响因素分析解答。 【解答】（1）如果仅将磁极对调位置，那么磁场方向发生改变，则导线AB的受力方向与原来相反，即导线AB受力方向左。 （2）如果磁极位置不变，仅改变AB中的电流方向，那么导线AB受力方向与原来相反，即AB受力方向为向左。 （3）若同时对调磁极位置和改变电流方向，那么导线AB的受力方向先调转再调转，最终与原来方向相同，即受力方向为向右。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 1 学科网（北京）股份有限公司 $