暑假作业10 电动机及其应用（巩固培优）科学浙教版八年级下册

**基本信息** 以“知识积累-题型速练-拓展应用”为框架，系统整合磁场对通电导体作用及电动机原理，通过实验结论归纳、换向器作用总结、左右手定则对比构建方法体系，逻辑递进且贴合中考考点。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |知识梳理|实验结论/结构表格|受力方向三因素关系、换向器“换流续转”原理|从通电导体受力到线圈平衡位置，再到电动机结构与原理的递进| |磁场对通电导体的作用|6小题|实验现象分析（如灯丝晃动成因）、控制变量法应用|通过实验探究题强化“电流/磁场方向影响受力方向”的科学观念| |电动机原理及应用|6小题|故障分析（不转动原因）、转速影响因素|结合结构表格与动态过程，构建电动机工作模型的科学思维| |左右手定则拓展|对比表格|“左动力右发电”记忆口诀、电源有无判断法则|区分电动机与发电机原理，提升知识迁移的探究实践能力|

( 完成时间： 月 日 今日打卡：☐ 已完成 用时： min 自评勋章： ) 暑假作业10 电动机及其应用 ( 目 录 01 知识积累 02 题型速练 一 ． 磁场对通电导体的作用 （共 6 小题） （难★ ★ ★ ） 二． 电动机 原理及应用 （共 6 小题） （难★★ ★ ） ) ( 知识梳理 一天一练，温故知新，快乐过暑假 ) 一、磁场对通电导体的作用 1. 磁场对通电直导线的作用 【实验结论】（1）通电导线在磁场中会受到力的作用； （2）受力方向和电流方向、磁场方向有关。 改变电流方向或磁场方向，受力方向改变，两个方向都改变，受力则方向不变。 （3）受力大小与电流大小、磁场强弱有关，与导体长度也有关（越长受力越大） 【实验细节】当电流方向与磁感线方向平行时（比如导体沿磁感线放），通电导体不受力（或受力为零）——这是线圈“平衡位置”的由来。 2.磁场对通电线圈的作用 ①当矩形线圈图静止在图甲位时，给线圈通电，线圈不发生转动。这是由于线圈ab边和cd边受到的力的大小相等、方向相反，即线圈受力平衡。这个位置是线圈的平衡位置。 ②当矩形线圈静止在图乙位置时，给线圈通电，线圈受到不平衡力的作用，沿顺时针方向转动。但线圈转过平衡位置后，线圈受到阻碍它沿顺时针方向转动的力的作用，使它不能继续转动下去，而是返回到平衡位置。 二、电动机 1. 基本结构 部件 作用 作用 定子 提供磁场 可以是永磁体，也可以是电磁铁（大功率电动机用电磁铁，磁场更强） 转子 输出转动 线圈 + 换向器 + 电刷 换向器 改变线圈中电流方向 两个铜半环，随线圈转；与电刷接触 电刷 把外部电流引入转动的线圈 石墨制，耐磨导电 2. 工作原理 通电线圈在磁场中受力转动 3. 换向器的作用 （1）线圈转过平衡位置（线圈平面与磁感线垂直）时，两边受力在同一直线上、方向相反，合力为零；若不干预，线圈会在平衡位置附近摆几下停下。 （2）换向器怎么解决：线圈转过平衡位置的瞬间，换向器与电刷的接触切换→线圈中电流方向反向→两边受力方向也反向→受力变成“推动转动”而不是“阻碍转动”→线圈连续旋转。 总结：换向器让线圈每到平衡位置就“换电流方向”，从而让受力方向始终帮它转下去。 （3）注意要点 ①直流电动机工作时，线圈每转一周，换向器改变电流方向2次（经过两个平衡位置）。 ②影响电动机线圈转速的因素是电流大小和磁场的强弱。 ③通电后电动机不转动的原因：电流不通、摩擦太大、电流太小、线圈处于平衡位置等。 4. 能量转化 电能 → 机械能（还有小部分内能，因为导线有电阻发热） 5. 直流电动机 vs 交流电动机 直流电动机：用直流电源，必须有换向器。 交流电动机：用交流电源，定子是电磁铁（交流电方向自动周期性变化，不需要换向器），家电（电风扇、洗衣机、空调）里大多是交流电动机。 ( 题型速练 一题 一 思，查漏补缺，轻松迎开学 ) 一、磁场对通电导体的作用（共6小题） 1．一次家庭探究活动中，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 2．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．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？ 。 4．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。 5．如图所示为小科同学制作的直流电动机模型，他用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕制一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。 （1）直流电动机的工作原理是： 。 （2）将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮掉半周，其作用与直流电动机________的作用相同。 （3）在不改变电路连接的情况下，能使线圈转动速度加快的方法有 （任写一种）。 6．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下悬挂一根较轻的金属棒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）在做实验前，为了排除其他因素的干扰，应选择_____（填“铁”或“铝”）棒为好。 （2）在（1）中提供的金属棒中，选择合适金属棒ab进行实验，看到金属棒ab稳定时如图乙所示，然后小明仅对调磁极位置，再闭合开关，观察到金属棒ab稳定时如图丙所示，由此可得的结论是 。 （3）然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将金属棒ab两端对调后接入电路，发现金属棒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。小明这样的操作存在的问题是 。 （4）小明进一步猜想：在同一磁场中，磁场对导线的作用力大小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，并通过将金属棒ab换成长短、粗细均相同但电阻更小的铜棒（已知铜的密度均大于铁和铝的密度）来改变电路中的电流，进行对比实验。实验过程中，小明_______推断通电导线在磁场中的受力大小（填：能/不能）。 二、电动机原理及应用（共6小题） 7．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，dc边受到磁场的作用力向上 8．给安装好的直流电动机模型通电，发现电动机不转，若轻推一下线圈就快速转动起来。则开始时不转的原因可能是（　　） A．磁铁的磁性太弱 B．通过线圈的电流太小 C．电动机线圈平面恰好处在平衡位置 D．电刷与换向器之间的摩擦太大 9．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 10．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 。 11．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”）。 12．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。小组同学设计的电路如图乙所示，单刀双掷开关S与“1”相连时遮光帘上升，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 （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）在图乙电路中，若要提升遮光帘上升的速度，该如何操作？ （3）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__________。 左手定则和右手定则（拓展） 项目 左手定则 右手定则 用途 判断通电导体受力方向（电动机） 判断感应电流方向（发电机、电磁感应） 记忆口诀 "左动力"——电动机，电能→机械能，"动" "右发电"——发电机，机械能→电能，"电" 掌心感线 穿掌心（都一样） 穿掌心（都一样） 四指 电流方向（输入） 感应电流方向（输出） 拇指 受力/运动方向（输出） 导体切割磁感线运动方向（输入） 快速判：题目里有电源→电动机→用左；没电源、要靠外力转→发电机→用右 一、选择题 1．一次家庭探究活动中，小王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。关于上述现象，下列说法正确的是（     ） A．灯丝晃动是一种电磁感应现象 B．灯丝晃动是因为内能转化成了机械能 C．灯丝晃动是因为受到磁体的磁力 D．将灯泡换成电阻，则电阻不会晃动 2．如图是一款家用充电式电动螺丝刀，该电动螺丝刀在工作过程中能够通过正转和反转来实现紧螺丝或松螺丝的双重功能。下列有关说法中不正确的是（　　） A．电动螺丝刀工作时利用了电磁感应的原理 B．电动螺丝刀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正、反转的调换 D．可以通过增大电流实现加快转速 3．“福建舰”是我国首次采用电磁弹射起飞技术的航空母舰，其弹射原理如上图：舰载机位于两条通电轨道的中间，起飞时，给轨道如上驱动电流使其沿轨道方向由静止开始加速。最终被弹射出去。下列与电磁弹射工作原理相同的电器设备是（　　） A．电灯 B．电铃 C．发电机 D．电动机 4．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”不会受到磁场力的作用 D．“电动火车”受到电源产生的电力作用 5．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 6．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． 7．如图所示，线圈abcd位于磁场中，开关S与触点1接通时，ab段导线受磁场力F的方向竖直向上，下列说法中正确的是（　　） A．当开关S与触点1接通时，该模型为发电机模型 B．当开关S与触点2接通时，该模型为电动机模型 C．仅对调磁极N、S位置，ab段导线受到的磁场力会增大 D．开关S和触点1接通后，cd段导线受到的磁场力方向竖直向下 8. “⊗”表示导线中的电流方向垂直于纸面向里；“⊙”表示导线中的电流方向垂直于纸面向外。螺线管通电后外部磁场的情况，如图所示，此时通电导线受到的力F向上，以下小京对力方向的判断，正确的是（　　） A． B． C． D． 9．如图为小嘉制作的直流电动机模型。实验时他将线圈匝数从20匝变为80匝，闭合开关后发现线圈虽能持续转动，但转速反而变慢。线圈转速变慢，是由于匝数增多导致（      ） A．线圈两端的电压变大 B．线圈产生的磁场变强 C．通过线圈的电流变小 D．轴与支架的摩擦变小 二、非选择题 10．某科学兴趣小组制作直流电动机模型，如图所示。回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；漆包线绕制成线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮半周漆皮。    （1）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端刮去半周，其作用相当于直流电动机中的___________； （2）某同学组装了如图电动机模型，装好后发现电动机不转，他首先应进行的操作是___________；操作后线圈仍不转，可能的原因是___________（填序号）。 ①接线柱接触不良   ②电池没电   ③磁体磁极互换   ④转子和定子间摩擦力太大 11．蛇年春晚《秧BOT》节目中的机器人配备了直流无刷电动机进行驱动，其内部结构如图所示，中间的永磁体可绕中心自由转动，三个螺线圈互成120度夹角固定在电动机外壳内部，它们通电可以产生磁场。 （1）该直流无刷电动机的工作原理是 ； （2）直流无刷电动机内部还配备了一个霍尔传感器，能对转子磁极位置进行实时监测，并将位置信息传递给相关控制器，让其中的两个螺线圈通电，并控制电流方向，以达到持续转动。若现在该电动机正在顺时针转动，则通电方案正确的是（　　）。 A． B． C． D． 1．如图所示，学校综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abdc，用小刀刮去两端的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮去半周。把线圈放在用硬金属丝做成的支架mn上，并按图示连接电路。闭合开关后，用手轻推一下线圈，线圈就开始转动。若将电源的正、负极对调，则线圈的转动方向与原来 ___________ （选填“相同”或“相反”） ；若在开关和电源之间串联一个电阻，线圈的转速将 ___________ （选填“变快”、“不变”或“变慢”）。 2．为参加学校自制电动机比赛，小温计划制作如图甲所示电动机：用回形针做成两个支架m、n，分别与电池两极相连，用漆包铜线绕成一个线圈abcd，以线圈引线为轴，接入电路，利用电磁铁提供磁场。 （1）闭合开关，电磁铁上端是______极。 （2）在没有换向器的情况下，为使线圈持续转动，需对转轴（如图乙所示）进行一定的处理，现有4种操作方案： ①用小刀各刮去两边轴的上半周绝缘漆。 ②用小刀各刮去两边轴全部绝缘漆。 ③用小刀刮去轴的一端全部绝缘漆，另一端轴只刮去上半周绝缘漆。 ④用小刀刮去轴的一端上半周绝缘漆，另一端轴只刮去下半周绝缘漆。 请选出你认为可行的方案________。（可多选） （3）按电路图完成制作后，闭合开关，线圈逆时针转动，为改变线圈的转动方向，小温打算交换电源正负极，请分析方案是否可行，并说明理由： _。 3．小滨在学习了磁场对通电导体有力的作用后，进一步查阅资料，了解到当电流与磁场方向垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与导体中的电流大小、导体在磁场中的长度以及磁场强度有关。他设计了如图装置探究磁场对通电导体的作用力大小与导体中的电流大小的关系，实验步骤如下： ①将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上，并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直； ②给导体通入电流I1，观察悬线偏转的角度α1； ③给导体通入电流I2（I2>I1），观察悬线偏转的角度α2； ④给导体通入电流I3（I3>I2），观察悬线偏转的角度α3； ⑤比较α1、α2、α3的大小关系，发现α3>α2>α1； （1）本实验通过_________来比较通电导体受到的作用力的大小； （2）小滨实验可获得的结论是：_________； （3）小滨想进一步探究磁场对通电导体的作用力大小与磁场强弱是否有关，请你帮他设计实验方案。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ ( 完成时间： 月 日 今日打卡：☐ 已完成 用时： min 自评勋章： ) 暑假作业10 电动机及其应用 ( 目 录 01 知识积累 02 题型速练 一． 磁场对通电导体的作用 （共 6 小题） （难★ ★ ★ ） 二． 电动机 原理及应用 （共 6 小题） （难★★ ★ ） ) ( 知识梳理 一天一练，温故知新，快乐过暑假 ) 一、磁场对通电导体的作用 1. 磁场对通电直导线的作用 【实验结论】（1）通电导线在磁场中会受到力的作用； （2）受力方向和电流方向、磁场方向有关。 改变电流方向或磁场方向，受力方向改变，两个方向都改变，受力则方向不变。 （3）受力大小与电流大小、磁场强弱有关，与导体长度也有关（越长受力越大） 【实验细节】当电流方向与磁感线方向平行时（比如导体沿磁感线放），通电导体不受力（或受力为零）——这是线圈“平衡位置”的由来。 2.磁场对通电线圈的作用 ①当矩形线圈图静止在图甲位时，给线圈通电，线圈不发生转动。这是由于线圈ab边和cd边受到的力的大小相等、方向相反，即线圈受力平衡。这个位置是线圈的平衡位置。 ②当矩形线圈静止在图乙位置时，给线圈通电，线圈受到不平衡力的作用，沿顺时针方向转动。但线圈转过平衡位置后，线圈受到阻碍它沿顺时针方向转动的力的作用，使它不能继续转动下去，而是返回到平衡位置。 二、电动机 1. 基本结构 部件 作用 作用 定子 提供磁场 可以是永磁体，也可以是电磁铁（大功率电动机用电磁铁，磁场更强） 转子 输出转动 线圈 + 换向器 + 电刷 换向器 改变线圈中电流方向 两个铜半环，随线圈转；与电刷接触 电刷 把外部电流引入转动的线圈 石墨制，耐磨导电 2. 工作原理 通电线圈在磁场中受力转动 3. 换向器的作用 （1）线圈转过平衡位置（线圈平面与磁感线垂直）时，两边受力在同一直线上、方向相反，合力为零；若不干预，线圈会在平衡位置附近摆几下停下。 （2）换向器怎么解决：线圈转过平衡位置的瞬间，换向器与电刷的接触切换→线圈中电流方向反向→两边受力方向也反向→受力变成“推动转动”而不是“阻碍转动”→线圈连续旋转。 总结：换向器让线圈每到平衡位置就“换电流方向”，从而让受力方向始终帮它转下去。 （3）注意要点 ①直流电动机工作时，线圈每转一周，换向器改变电流方向2次（经过两个平衡位置）。 ②影响电动机线圈转速的因素是电流大小和磁场的强弱。 ③通电后电动机不转动的原因：电流不通、摩擦太大、电流太小、线圈处于平衡位置等。 4. 能量转化 电能 → 机械能（还有小部分内能，因为导线有电阻发热） 5. 直流电动机 vs 交流电动机 直流电动机：用直流电源，必须有换向器。 交流电动机：用交流电源，定子是电磁铁（交流电方向自动周期性变化，不需要换向器），家电（电风扇、洗衣机、空调）里大多是交流电动机。 ( 题型速练 一题一思，查漏补缺，轻松迎开学 ) 一、磁场对通电导体的作用（共6小题） 1．一次家庭探究活动中，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。 2．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．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。 4．探究通电导线在磁场受力方向与什么因素有关时，一位同学做了如图甲、乙、丙三个实验。 其中AB表示闭合电路的一部分导线，导线上的箭头表示电流方向，F表示导线受力方向，S\N分别表示蹄形磁铁的南北极。 （1）实验________说明，通电导线在磁场中的受力方向与电流的方向有关（填“甲和乙”、“乙和丙”或者“甲和丙”下同）。 （2）实验________说明，通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关。 【答案】(1)甲和乙 (2)甲和丙 【详解】（1）比较实验甲和乙，通电导线所在位置磁场方向相同，通电导线AB中的电流方向相反，所受磁场对它的作用力的方向也相反，说明通电导线在磁场中的受力方向与电流的方向有关。 （2）比较实验甲和丙，通电导线AB中的电流方向相同，都是从B端流向A端，将磁极对调，即所处磁场方向相反，所受磁场对它的作用力的方向也相反，说明通电导线在磁场中的受力方向与磁场的方向有关。 5．如图所示为小科同学制作的直流电动机模型，他用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕制一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。 （1）直流电动机的工作原理是： 。 （2）将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮掉半周，其作用与直流电动机________的作用相同。 （3）在不改变电路连接的情况下，能使线圈转动速度加快的方法有 （任写一种）。 【答案】(1)通电线圈在磁场中受力转动 (2)换向器 (3)增大电流/增强磁场 【详解】（1）直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。 （2）将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮掉半周，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，这与直流电动机换向器的作用相同，换向器的作用是当线圈刚转过平衡位置时，改变电流的方向，保证线圈持续转动。 （3）在不改变电路连接的情况下，要使线圈转动速度加快，可以通过增强磁场或者增大电源电压来增大线圈中的电流，因为线圈转动速度与磁场强弱和电流大小有关，磁场越强、电流越大，转动速度越快，所以可采取的方法有增大电流或增强磁场。 6．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下悬挂一根较轻的金属棒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）在做实验前，为了排除其他因素的干扰，应选择_____（填“铁”或“铝”）棒为好。 （2）在（1）中提供的金属棒中，选择合适金属棒ab进行实验，看到金属棒ab稳定时如图乙所示，然后小明仅对调磁极位置，再闭合开关，观察到金属棒ab稳定时如图丙所示，由此可得的结论是 。 （3）然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将金属棒ab两端对调后接入电路，发现金属棒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。小明这样的操作存在的问题是 。 （4）小明进一步猜想：在同一磁场中，磁场对导线的作用力大小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，并通过将金属棒ab换成长短、粗细均相同但电阻更小的铜棒（已知铜的密度均大于铁和铝的密度）来改变电路中的电流，进行对比实验。实验过程中，小明_______推断通电导线在磁场中的受力大小（填：能/不能）。 【答案】(1)铝 (2)通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关 (3)导体中电流方向没有变化 (4)不能 【详解】（1）在实验过程中，铁棒会受到磁场的吸引，从而对实验产生影响，为了排除其他因素的干扰，应选择铝棒为好，铝不能被磁化。 （2）对调磁极位置，磁场方向发生改变，金属棒ab受力的方向发生改变，说明磁场对通电导线的作用方向与磁场方向有关 。 （3）根据控制变量法，探究受力方向与电流方向的关系时，应在磁场方向不变时，改变电流方向，将金属棒ab两端对调后接入电路，电流方向与原来是一样的，故受力方向相同，所以得到的结论不正确。实验中应将金属棒两端的导线对调，则电流方向发生改变，再观察受力方向的变化。 （4）要探究磁场对导线的作用力大小是否与通过导线的电流大小有关的实验中应控制金属棒和磁场的方向相同，而将金属棒ab换成长短、粗细均相同但电阻更小的铜棒，金属棒的质量发生改变，当金属棒受到相同力大小时，金属棒偏转的角度会不同，因此无法推断通电导线在磁场中的受力大小。 二、电动机原理及应用（共6小题） 7．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，dc边受到磁场的作用力向上 【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，磁场方向不变时，电流方向改变，受力方向改变；直流电动机的换向器会在线圈转过180°后改变线圈中的电流方向。 A．图示位置电流沿（），边电流方向为，与边电流方向相反，同一磁场中受力方向相反，因此受力向上，故A不符合题意； B．线圈转过后，换向器改变线圈电流方向，原电流会变为，不是，故B不符合题意； CD．转过后，磁场方向不变，边的电流方向反向，因此受力方向也反向：原受力向下，现在变为向上，故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 8．给安装好的直流电动机模型通电，发现电动机不转，若轻推一下线圈就快速转动起来。则开始时不转的原因可能是（　　） A．磁铁的磁性太弱 B．通过线圈的电流太小 C．电动机线圈平面恰好处在平衡位置 D．电刷与换向器之间的摩擦太大 【答案】C 【详解】A．若是磁铁的磁性不强，即线圈所受的磁场力小于摩擦力，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，故A不符合题意； B．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，故B不符合题意； C．平衡位置是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C符合题意； D．若是电刷与换向器之间的摩擦太大，即磁场力不能克服摩擦力，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，故D不符合题意。 故选C。    9．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 【答案】D 【详解】AD．小明将线圈的引线两端的漆全部刮完，则线圈快越过平衡位置后，受到相反的力，故不能持续转动，只能看到线圈左右摆动，由于电流是持续的，故灯泡连续发光，故A不符合题意，D符合题意； BC．小华将线圈引线一端的漆皮完全刮掉，另外一端只刮一部分，这样就保证了线圈越过平衡位置后断电，线圈由于惯性会接着运动，故小华可以看到线圈持续转动，但是电流时有时无的，故是灯时亮时灭，故BC不符合题意。 故选D。 10．如图是小明将安装好的直流电动机模型接入电路的情况。 （1）直流电动机的工作原理是 ； （2）请说出图中两个主要结构的名称，A是_______，B是_______； （3）合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将_______； （4）闭合开关，电动机不转动，可能原因是 。 【答案】(1)通电线圈在磁场中受力转动 (2) 电刷 换向器 (3)变慢 (4)见详解 【详解】（1）直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，给电动机的线圈通电后，线圈在磁场中就会受到力的作用而转动。 （2）观察 可知，A 是电刷，它与换向器接触，起到导电的作用，使电流能够流入和流出线圈；B 是换向器，它的作用是每当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈能够持续转动。 （3）当滑动变阻器的滑片 P 向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，在电源电压不变的情况下，电路中的电阻变大，电流就会变小，电动机线圈受到的作用力减小，电动机的转速越快，所以电动机的转速将变慢。 （4）闭合开关，电动机不转动，可能原因有很多；比如电源电压太低，导致通过电动机的电流太小，电动机受到的力太小，无法转动；或者电动机处于平衡位置，此时线圈受到平衡力的作用，不会转动；还可能是电路出现断路，没有电流通过电动机；也可能是电刷与换向器接触不良等。 11．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)不变 【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）中中心线圈电流方向改变，由安培定则可知两侧螺线管产生的磁场方向相对于图（a）也发生改变，所以线圈转动方向将不变。 12．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。小组同学设计的电路如图乙所示，单刀双掷开关S与“1”相连时遮光帘上升，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 （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）在图乙电路中，若要提升遮光帘上升的速度，该如何操作？ （3）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)将单刀双掷开关S与“1”相连并向上移动滑动变阻器的滑片 (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，将滑动变阻器向上移动时，滑动变阻器的电阻变小，电路中的电流变大，电动机转速增大，从而提升遮光帘上升的速度。 （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。 左手定则和右手定则（拓展） 项目 左手定则 右手定则 用途 判断通电导体受力方向（电动机） 判断感应电流方向（发电机、电磁感应） 记忆口诀 "左动力"——电动机，电能→机械能，"动" "右发电"——发电机，机械能→电能，"电" 掌心感线 穿掌心（都一样） 穿掌心（都一样） 四指 电流方向（输入） 感应电流方向（输出） 拇指 受力/运动方向（输出） 导体切割磁感线运动方向（输入） 快速判：题目里有电源→电动机→用左；没电源、要靠外力转→发电机→用右 一、选择题 1．一次家庭探究活动中，小王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。关于上述现象，下列说法正确的是（     ） A．灯丝晃动是一种电磁感应现象 B．灯丝晃动是因为内能转化成了机械能 C．灯丝晃动是因为受到磁体的磁力 D．将灯泡换成电阻，则电阻不会晃动 【答案】C 【详解】ABC．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，故C正确，AB错误； D．将灯泡换成电阻，通电导体在磁场中受到力的作用，电阻会晃动，故D错误。 故选C。 2．如图是一款家用充电式电动螺丝刀，该电动螺丝刀在工作过程中能够通过正转和反转来实现紧螺丝或松螺丝的双重功能。下列有关说法中不正确的是（　　） A．电动螺丝刀工作时利用了电磁感应的原理 B．电动螺丝刀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正、反转的调换 D．可以通过增大电流实现加快转速 【答案】A 【详解】A．电动螺丝刀的主要部件是电动机，电动机是根据通电导体在磁场中受力转动的原理制成的，其工作原理不是电磁感应，故A错误； B．电动螺丝刀工作时消耗电能，转化为机械能，故B正确； C．电动螺丝刀的正、反转的调换，是通过改变电流方向来实现的，故C正确； D．磁场强度一定时，可以通过增大电流来加快电动机的转速，故D正确。 故选A。 3．“福建舰”是我国首次采用电磁弹射起飞技术的航空母舰，其弹射原理如上图：舰载机位于两条通电轨道的中间，起飞时，给轨道如上驱动电流使其沿轨道方向由静止开始加速。最终被弹射出去。下列与电磁弹射工作原理相同的电器设备是（　　） A．电灯 B．电铃 C．发电机 D．电动机 【答案】D 【详解】根据题意可知，电磁弹射工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，而改变运动状态，该原理与电动机原理相同，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 4．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”不会受到磁场力的作用 D．“电动火车”受到电源产生的电力作用 【答案】B 【详解】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B正确，ACD错误。 故选B。 5．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。 6．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。 7．如图所示，线圈abcd位于磁场中，开关S与触点1接通时，ab段导线受磁场力F的方向竖直向上，下列说法中正确的是（　　） A．当开关S与触点1接通时，该模型为发电机模型 B．当开关S与触点2接通时，该模型为电动机模型 C．仅对调磁极N、S位置，ab段导线受到的磁场力会增大 D．开关S和触点1接通后，cd段导线受到的磁场力方向竖直向下 【答案】D 【详解】当开关S与触点1接通时，ab段导线受竖直向上方向的磁场力F，该模型为电动机模型，A错误； 当开关S与触点2接通时，线圈abcd转动，电路中有感应电流产生，电流表指针发生偏转，该模型为发电机模型，B错误； 仅对调磁极N、S位置，磁场大小不变，电流大小不变，线圈匝数不变，ab段导线受到的磁场力不变，C错误； 开关S与触点1接通时，ab段导线受磁场力F的方向竖直向上，cd段导线中的电流方向与ab段导线中的电流方向相反，受到的磁场力方向竖直向下，D正确。 故选D。 8. “⊗”表示导线中的电流方向垂直于纸面向里；“⊙”表示导线中的电流方向垂直于纸面向外。螺线管通电后外部磁场的情况，如图所示，此时通电导线受到的力F向上，以下小京对力方向的判断，正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】AB．与图甲相比，AB选项中，磁场方向没变，电流方向没变，所以导体的运动方向没变，故AB错误； C．与图甲相比，C选项中，磁场方向改变，电流方向没变，所以导体的运动方向改变，故C错误； D．与图甲相比，D选项中，磁场方向改变，电流方向改变，所以导体的运动方向不变，故D正确。 故选D。 9．如图为小嘉制作的直流电动机模型。实验时他将线圈匝数从20匝变为80匝，闭合开关后发现线圈虽能持续转动，但转速反而变慢。线圈转速变慢，是由于匝数增多导致（      ） A．线圈两端的电压变大 B．线圈产生的磁场变强 C．通过线圈的电流变小 D．轴与支架的摩擦变小 【答案】C 【详解】直流电动机的转速和线圈受力大小有关，线圈受力大小与电流大小、磁场强弱有关；导体电阻和长度成正比，匝数越多，导线越长，线圈电阻越大。 A．电源电压不变，线圈两端电压不变，故A不符合题意； B．若线圈磁场变强，线圈受力更大，转速应该变快，不符合题意，故B不符合题意； C．匝数增多后，线圈导线长度增加，电阻变大，电源电压不变，根据欧姆定律，通过线圈的电流变小，线圈受力减小，转速变慢，故C符合题意； D．匝数增加不会让轴与支架的摩擦变小，且摩擦变小会让转速变快，故D不符合题意。 故选C。 二、非选择题 10．某科学兴趣小组制作直流电动机模型，如图所示。回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；漆包线绕制成线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮半周漆皮。    （1）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端刮去半周，其作用相当于直流电动机中的___________； （2）某同学组装了如图电动机模型，装好后发现电动机不转，他首先应进行的操作是___________；操作后线圈仍不转，可能的原因是___________（填序号）。 ①接线柱接触不良   ②电池没电   ③磁体磁极互换   ④转子和定子间摩擦力太大 【答案】(1)换向器 (2) 拨动线圈 ①②④ 【详解】（1）根据题意知道，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。所以，将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周的作用等同于直流电动机的换向器，它的作用是当线圈刚转过平衡位置时，改变电流的方向，保证了线圈持续的转动下去。 （2）[1]由于转子和定子间摩擦力太大，而电磁力不足以让它转动，会导致电动机不转，所以，装好后发现电动机不转，他首先应进行的操作是拨动线圈。 [2]①接线柱接触不良，线圈中就没有电流，会导致电动机不转； ②电池没电，线圈中就没有电流，会导致电动机不转； ③磁体磁极互换，线圈受到磁力的方向改变，只会改变线圈的旋转方向，而不能导致不转； ④转子和定子间摩擦力太大，而电磁力不足以让它转动，会导致电动机不转。 故可能的原因是①②④。 11．蛇年春晚《秧BOT》节目中的机器人配备了直流无刷电动机进行驱动，其内部结构如图所示，中间的永磁体可绕中心自由转动，三个螺线圈互成120度夹角固定在电动机外壳内部，它们通电可以产生磁场。 （1）该直流无刷电动机的工作原理是 ； （2）直流无刷电动机内部还配备了一个霍尔传感器，能对转子磁极位置进行实时监测，并将位置信息传递给相关控制器，让其中的两个螺线圈通电，并控制电流方向，以达到持续转动。若现在该电动机正在顺时针转动，则通电方案正确的是（　　）。 A． B． C． D． 【答案】(1)通电线圈在磁场中受力运动 (2)C 【详解】（1）根据题意，机器人配备了直流无刷电动机进行驱动，即因通电受力而运动，则该直流无刷电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力运动。 （2）A．图中只有一个线圈通电，不符合要求，故A错误； B．根据安培定则可知，左下角的电磁铁上端磁极为S极，对转子施加排斥力；右下角的电磁铁上端为N极，对转子施加吸引力，现在线圈逆时针转动，故B错误； C．根据安培定则可知，左下角的电磁铁上端磁极为N极，对转子施加吸引力；右下角的电磁铁上端为S极，对转子施加排斥力，现在线圈顺时针转动，故C正确； D．据图可知，三个线圈通电，不符合要求，故D错误。 故选C。 1．如图所示，学校综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abdc，用小刀刮去两端的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮去半周。把线圈放在用硬金属丝做成的支架mn上，并按图示连接电路。闭合开关后，用手轻推一下线圈，线圈就开始转动。若将电源的正、负极对调，则线圈的转动方向与原来 ___________ （选填“相同”或“相反”） ；若在开关和电源之间串联一个电阻，线圈的转速将 ___________ （选填“变快”、“不变”或“变慢”）。 【答案】 相同 变慢 【详解】[1] 由图可知，线圈可以转动，是因为通电线圈在磁场中受到力的作用，若将电源的正负极对调，线圈中的电流方向和电磁铁产生的磁场方向同时变为原来的反方向，线圈的受力方向不变，故线圈的转动方向与原来相同。 [2]若在开关和电源之间串联一个电阻，电路中电阻变大，由欧姆定律可知，通过线圈的电流将变小，线圈受到的力变小，线圈的转速将变慢。 2．为参加学校自制电动机比赛，小温计划制作如图甲所示电动机：用回形针做成两个支架m、n，分别与电池两极相连，用漆包铜线绕成一个线圈abcd，以线圈引线为轴，接入电路，利用电磁铁提供磁场。 （1）闭合开关，电磁铁上端是______极。 （2）在没有换向器的情况下，为使线圈持续转动，需对转轴（如图乙所示）进行一定的处理，现有4种操作方案： ①用小刀各刮去两边轴的上半周绝缘漆。 ②用小刀各刮去两边轴全部绝缘漆。 ③用小刀刮去轴的一端全部绝缘漆，另一端轴只刮去上半周绝缘漆。 ④用小刀刮去轴的一端上半周绝缘漆，另一端轴只刮去下半周绝缘漆。 请选出你认为可行的方案________。（可多选） （3）按电路图完成制作后，闭合开关，线圈逆时针转动，为改变线圈的转动方向，小温打算交换电源正负极，请分析方案是否可行，并说明理由： _。 【答案】 N ①③ 见解析 【详解】(1)[1]电磁铁线圈正面导线的电流方向是自左向右的，根据安培定则可以判定：电磁铁的上端为N极。 (2)[2]使用直流电源，要想使矩形线圈在磁场中持续转动，有两个方法：一是在线圈转过垂直位置时能够自动改变线圈中的电流方向，一是只让线圈在转过程中有半圈通电，此时线圈受力而转动，另外半圈由于惯性而继续转动。用小刀刮去两边轴的上半周绝缘漆或者只刮去一边轴的半周绝缘漆时，线圈在转动中，只有半圈有电流通过，达到让线圈持续转动的作用。用小刀将两边轴上的绝缘漆全部刮去，线圈时刻都在通电，是不能持续转动的。用小刀刮去轴的一端上半周绝缘漆，另一端轴只刮去下半周绝缘漆，线圈没有电流通过。故只有①③方法可行。 (3)[3]这个方案不可行。磁场对通电导体有力的作用，这是线圈转动的原因。这个力的作用与电流方向、磁场方向都有关系。如果交换了电源的正负极，既改变了线圈中的电流方向，又改变了电磁铁的NS极，则磁场对线圈的作用力的方向是不变的，不能改变线圈的转动方向。 3．小滨在学习了磁场对通电导体有力的作用后，进一步查阅资料，了解到当电流与磁场方向垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与导体中的电流大小、导体在磁场中的长度以及磁场强度有关。他设计了如图装置探究磁场对通电导体的作用力大小与导体中的电流大小的关系，实验步骤如下： ①将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上，并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直； ②给导体通入电流I1，观察悬线偏转的角度α1； ③给导体通入电流I2（I2>I1），观察悬线偏转的角度α2； ④给导体通入电流I3（I3>I2），观察悬线偏转的角度α3； ⑤比较α1、α2、α3的大小关系，发现α3>α2>α1； （1）本实验通过_________来比较通电导体受到的作用力的大小； （2）小滨实验可获得的结论是：_________； （3）小滨想进一步探究磁场对通电导体的作用力大小与磁场强弱是否有关，请你帮他设计实验方案。______ 【答案】 比较悬线偏转的角度大小 磁场对通电导体的作用力大小与导体中的电流大小有关 见解析 【详解】（1）[1]由题意可知，磁场给通电导体的作用力越大，则悬线偏转的角度大小就越大，所以通过比较悬线偏转的角度大小可以知道磁场给通电导体的作用力的大小。 （2）[2]由实验步骤可知，当导体中的电流越大时，悬线偏转的角度大小越大，所以可获得的结论是：磁场对通电导体的作用力大小与导体中的电流大小有关。 （3）[3]小滨想进一步探究磁场对通电导体的作用力大小与磁场强弱是否有关，根据控制变量法可知，实验中需要控制通过导体的电流不变，改变磁场的强弱； 实验方案：①将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁直固定在铁架台上，并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直； ②给导体通入电流I1，观察悬线偏转的角度a1； ③替换磁性较强的磁铁，观察悬线偏转的角度a2； ④再次替换磁性较强的磁铁，观察悬线偏转的角度a3。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $