17.4 电动机（重难点专练）物理新教材北师大版（北京）九年级全一册

**基本信息** 聚焦电动机核心知识，以题型为载体构建从原理到应用的完整认知链，体现物理观念中的相互作用与能量观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |磁场对电流的作用|5题|结合电磁轨道炮、电流表等实例考查原理辨析|从基本作用规律切入，为电动机原理奠定基础| |通电导线和线圈受力分析|5题|通过实验操作题分析受力方向影响因素|衔接磁场作用规律，深化对线圈转动条件的理解| |电动机原理构造|5题|围绕自制电动机模型考查构造与平衡位置|整合受力分析，构建电动机工作原理的完整模型| |电动机应用|5题|联系洗衣机、机器狗等生活实例|从理论走向实践，体现科学态度与社会责任| |能量转换和换向变速|5题|结合能量转化过程与换向器作用|升华至能量观念，形成“原理-构造-应用-能量”的逻辑闭环|

17.4 电动机 题型01 磁场对电流的作用 题型02 通电导线和线圈在磁场中的受力情况分析 题型03 电动机的原理、构造 题型04 电动机的应用 题型05 电动机的能量转换和换向变速 ▌题型01 磁场对电流的作用 1．我国自主研发的电磁轨道炮可将弹丸以极高速度射出。当轨道中的导体通有强电流时，弹丸会在强大磁场力的作用下发射出去，下列与此原理相同的是（     ） A．风力发电 B．电动机 C．电磁起重机 D．磁悬浮列车 2．如图是电流表内部结构简图，线圈置于两磁极之间，线圈上固定一个指针，有电流通过线圈时，线圈会带动指针一起偏转，线圈中电流越大，指针偏转角度越大。当给电流表通电时（     ） A．线圈会受到磁场力的作用 B．线圈对磁体没有力的作用 C．电流越大，磁场对线圈的作用力越小 D．电流反向，线圈的受力方向不变 3．小明安装了如图所示的实验装置。 (1)这套装置可用来研究___________。 A．奥斯特实验 B．电磁感应现象 C．磁场对通电导体的作用 (2)实验中把导线ab放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会观察到导线向右运动；如果把电源正、负极对调后接入电路，会观察到导线ab向___________（选填“左”或“右”）运动；如果再把蹄形磁体上下磁极也调换，会观察到导线ab向___________（选填“左”或“右”）运动。 (3)根据这个原理可以做成___________（选填“电动机”或“发电机”）。 4．2025年3月，我国福建号航母成功进行舰载机电磁弹射试验。如图甲所示是航母舰载机起飞电磁弹射器，它的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器工作原理是__________，如图乙所示为蒸汽弹射的简化原理图。气缸内蒸气体积膨胀推动活塞，从而使舰载机获得巨大的牵引力，弹射出去。从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置原理与汽油机工作的__________冲程相似。 5．如图所示，使线圈位于磁体两磁极间的磁场中。 (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，这是因为这个位置是线圈的平衡位置，此时线圈上下两个边所受的力大小______（选填“相等”或“不相等”）； (2)生活中的电动机能连续转动，是通过加入了______装置来实现这一目的的。 (3)我国新一代航空母舰“福建舰”（如图所示）装备了自主研发的电磁弹射系统。工作时，给弹射器滑块通电，它就可以在磁场的作用下急剧加速，牵引舰载机高速起飞。电磁弹射系统的工作原理是________________________________________________。 ▌题型02 通电导线和线圈在磁场中的受力情况分析 6．如图所示实验中，闭合开关后，金属杆向右运动。下列操作能让金属杆向左运动的是（     ） A．改变电流大小 B．改变电流方向 C．改变磁场强弱 D．改变金属杆长度 7．如图所示，导线ab、cd受力方向分别是向下和向上，线圈受力_______时针旋转。当线圈在图示位置旋转180°后，ab段受到力的方向是竖直向_______的、cd段受到力的方向是竖直向_______的；线圈受力_______时针旋转。 8．(1)在玻璃板上均匀地撒一层铁屑，然后将玻璃板平放在条形磁体上，__________（填写操作方法）玻璃板，铁屑分布如图所示。在玻璃板上放一些__________，就可以判断磁场方向。 (2)在探究“通电直导线周围的磁场”实验中，实验装置如图所示。闭合开关前，小磁针静止时指向南北方向，这是因为受到__________的作用。闭合开关，发现小磁针偏转，说明__________，这就是著名的__________实验。仅将电源正负极对调，小磁针偏转方向发生改变，这表明通电直导线周围磁场的方向与__________有关。 9．如图所示，使线圈位于磁体两磁极间的磁场中。 (1)使线圈静止在图乙位置上，闭合开关，发现线圈并没有运动，这是因为这个位置是线圈的平衡位置，此时线圈上下两个边所受的力大小______（选填“相等”或“不相等”）； (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，并由于______而越过平衡位置，但不能继续转下去，最后要返回平衡位置； (3)使线圈静止在图丙的位置上，这是线圈冲过平衡位置以后所到达的地方，闭合开关，线圈沿逆时针方向转动。由此我们可以分析出线圈不能连续转动的原因是______； (4)生活中的电动机都能连续转动且具有平稳的动力，实际的电动机是通过______来实现这一目的，它的作用是______（填字母）。 A．改变磁感线的方向        B．改变线圈的转动方向 C．改变线圈中的电流方向    D．使线圈中的电流方向和转动方向同时改变 10．如图所示的甲、乙两图中的矩形线圈，现在给它们通电，则下列说法正确的是（   ） 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 ▌题型03 电动机的原理、构造 11．我国现代交通运输实现跨越式发展，综合实力大幅跃升。下列交通或运输工具中，动力设备不是热机的是（     ） A．神舟十九号飞船 B．纯电动汽车 C．C919客机 D．远洋货轮 12．跨学科实践：制作简易直流电动机 项目提出：电动机已经应用在生产生活的各个方面，如电风扇、洗衣机等。物理小组准备制作简易直流电动机。 项目分析：本项目需要完成三个任务。①了解电动机的工作原理及构造；②设计并制作简易直流电动机；③调试作品。 项目实施： (1)电动机的工作原理及构造：通电线圈在________中受力转动；直流电动机主要由线圈和磁体组成。如图甲，把刷有绝缘漆的铜导线绕成矩形线圈，两端各拉出一段引线，把线圈左端引线的漆全部刮掉，右端只刮半周；如图乙，用硬铁丝做支架固定在电池盒两端并与两极相连，电池上放置一块圆形磁体；如图丙，把线圈放在支架上。轻轻拨动线圈，观察线圈能否持续转动。 展示交流： (2)通电线圈转动过程中的能量转化是________转化为机械能。 (3)若无论怎样拨动线圈，线圈都不能持续转动，原因可能是________（写出一种即可）。 (4)在不更换器材的情况下，要改变线圈的转动方向，请你说出一种做法________。 13．某实验小组利用如图装置探究磁场对通电导体的作用。将一根导体棒ab放在蹄形磁体的磁场中，并与开关、滑动变阻器、电源串联成闭合电路。 (1)实验操作步骤记录如下表： 实验次数 磁场方向 电流方向 导体棒运动方向 1 竖直向上 由a到b 向左运动 2 竖直向下 由a到b 向右运动 3 竖直向上 由b到a 向右运动 分析实验1和2，可得出通电导体在磁场中受力方向与________有关；分析实验1和3，可得出受力方向与________有关； (2)本实验中，导体棒运动过程中电能转化为________能； (3)生活中的________（选填“电动机”或“发电机”）就是利用该实验原理工作的。 14．如图所示，学校的物理兴趣小组自制了一个简易直流电动机模型。他们用漆包线（刷有绝缘漆的铜导线）绕制成线圈，在线圈的两端各伸出约5 cm的引线，线圈的下方是一强磁体，A、B是两个固定在木支架上的铁圈，使用时将直流电路的两端分别接在铁圈A、B上。 (1)为了使线圈持续转动，在两端引线刮漆时的策略是（     ） A．两端全刮掉 B．一端全刮掉，另一端只刮半周 C．一端不刮漆，另一端全刮掉 D．一端不刮漆，另一端只刮半周 (2)按照正确的刮漆方法并成功组装好电动机，闭合开关后发现线圈不转，但是用手轻轻推动一下，线圈就转起来了。请你分析通电后线圈不转的原因是____________________。 (3)请在下方虚线框内设计一个电路，满足电动机线圈在开关的操作下既能正转又能反转。 直流电源： 电动机： 开关的形式和个数：自定 15．【项目提出】小梦学习小组参加了制作电动机模型活动。 【项目实施】将一段漆包线绕成约为 3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，然后用小刀刮两端引线的漆皮，并将该线圈放在支架上、线圈两端的引线通过两个支架分别与电池的两极相连，如图所示、给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。 (1)为了使线圈能够持续转动，在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是 ，（选填“A”或“B”）； A．左端全部刮掉，右端全部刮掉 B．左端全部刮掉，右端只刮掉上半周 (2)若要改变线圈转动的方向，可以改变________的方向或改变_______的方向来实现； (3)若要改变线圈转动的速度，既可以改变磁场的强弱，还可以改变________大小。 ▌题型04 电动机的应用 16．如图所示是自制的小电机模型，给线圈通电并用手轻推一下，线圈会不停地转下去，线圈转动的原因是___________；若要改变线圈转动的方向，可以采取的办法是___________。电动机已经应用在现代社会生活的各个方面，请举出一例___________。 17．下列家用电器中，使用了电动机的是（　　） A．日光灯 B．电饭锅 C．洗衣机 D．电热器 18．如图所示用电设备中，内部结构不含电动机的是（    ） A． 电吹风 B． 洗衣机 C． 电动自行车 D． 电热水壶 19．下列装置，主要部件不是电动机的是（    ） A．电饭锅 B．吸尘器 C．洗衣机 D．吸排油烟机 20．如图是我国宇树科技自主研发的智能机器狗，以电动机为动力，正驮着货物匀速上山，下列说法正确的是（     ） A．以机器狗所驮货物为参照物，路边的树是静止的 B．机器狗在将电能转化为机械能 C．机器狗的动能和重力势能均增大 D．机器狗脚底凹凸不平的花纹是为了增大压强 ▌题型05 电动机的能量转换和换向变速 21．实践小组制作了一个简易直流电动机模型，如图所示。以漆包线绕成的矩形线圈作为转子，线圈两端各拉出一段漆包线作为转轴，一端漆皮全部刮去，另一端只刮去上半周，将线圈放置在带有磁体的支架上，支架与电池两极相连。 (1)闭合开关，轻推线圈，线圈便能连续转动起来，这是因为通电线圈在____中受到力的作用。 (2)若要改变线圈转动的方向，除了改变磁场方向外，还可以改变___________。 (3)电动机工作时，主要把电能转化为____能。 22．在跨学科实践活动中，某小组利用两个风扇制作了如图的装置，左侧风扇A与带开关的电池盒相连，右侧风扇B与LED灯相连。闭合开关，左侧风扇转动时右侧风扇也随之转动，LED灯发光。下列说法正确的是（     ） A．风扇A是利用电磁感应原理工作的 B．风扇A工作时将电能转化成机械能 C．右侧电路中的风扇B相当于电源 D．LED灯是由超导体材料制作的 23．学校开展了跨学科实践活动，实践小组的同学利用所学的电磁知识，分别自制了如下模型。 (1)小明利用常见材料制作了如图甲所示的泡沫指南针模型，闭合开关后，放在水中，箭头上标有A字样的一端会指向地理南极附近，请你在虚线框内画出电源的符号及通电螺线管外部的磁感线方向。 (2)另一小组的小亮利用常见的材料制作了如图乙所示的简易电动机模型。 ①他将一段粗漆包线绕成约3cm×2cm的矩形线圈（约8匝），线圈两端各留出约5cm的引线。用细砂纸将引线一端上半周的绝缘漆刮去（只刮半周），另一端全部刮去。将引线上半周的绝缘漆刮去的目的是______。 ②之后再将两根回形针拉直并弯折成支架，固定在电池正负极两侧，使支架与电池接通。将线圈两端的引线分别放在两个支架的凹槽内，在线圈下方放置强磁体。轻轻拨动线圈，线圈便开始转动。线圈转动起来的原理是______；若想要改变线圈的转动方向，保持磁体不动，可以采取的措施是______。 ③在展示交流环节，有同学提出：增大线圈转速可以提高电动机的输出功率。请你依据"结构决定功能"的观念，从结构的角度提出一项可行性改进措施：______。 24．如图电动机模型：将漆包线绕制的矩形线圈两端的油漆________（“全部刮去”或“至少有一端只刮去一半”），线圈才能持续转动。若想改变线圈的转动方向，可以改变磁场方向，还可以________。 25．（多选）如图所示是某电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，OO'为转轴。闭合开关，从O点沿转轴观察，线圈顺时针转动。下列说法正确的是（　　） A．螺线管F端为S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 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 17.4 电动机 题型01 磁场对电流的作用 题型02 通电导线和线圈在磁场中的受力情况分析 题型03 电动机的原理、构造 题型04 电动机的应用 题型05 电动机的能量转换和换向变速 ▌题型01 磁场对电流的作用 1．我国自主研发的电磁轨道炮可将弹丸以极高速度射出。当轨道中的导体通有强电流时，弹丸会在强大磁场力的作用下发射出去，下列与此原理相同的是（     ） A．风力发电 B．电动机 C．电磁起重机 D．磁悬浮列车 【答案】B 【详解】题干描述了我国自主研发的电磁轨道炮的发射原理，即通电导体在磁场中受力运动。 A．风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电，其原理是电磁感应，将机械能转化为电能，与电磁轨道炮原理不同。 故A不符合题意； B．电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的，通电后导体在磁场中受力运动，与电磁轨道炮中通电导体在磁场中受磁场力作用使弹丸发射的原理相同。 故B符合题意； C．电磁起重机是利用电流的磁效应，即通电导体周围存在磁场，使电磁铁具有磁性来工作的，与电磁轨道炮原理不同。 故C不符合题意； D．磁悬浮列车是利用磁极间的相互作用（同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引）实现悬浮和运行的，与电磁轨道炮原理不同。故D不符合题意。 故选B。 2．如图是电流表内部结构简图，线圈置于两磁极之间，线圈上固定一个指针，有电流通过线圈时，线圈会带动指针一起偏转，线圈中电流越大，指针偏转角度越大。当给电流表通电时（     ） A．线圈会受到磁场力的作用 B．线圈对磁体没有力的作用 C．电流越大，磁场对线圈的作用力越小 D．电流反向，线圈的受力方向不变 【答案】A 【详解】A．磁场对通电线圈有力的作用，故A 正确； B．力的作用是相互的，所以线圈对磁体也有力的作用，故B错误； C．电流越大，磁场对线圈的作用力越大，故C错误； D．电流反向，线圈的受力方向也相反，故D错误。 故选A。 3．小明安装了如图所示的实验装置。 (1)这套装置可用来研究___________。 A．奥斯特实验 B．电磁感应现象 C．磁场对通电导体的作用 (2)实验中把导线ab放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会观察到导线向右运动；如果把电源正、负极对调后接入电路，会观察到导线ab向___________（选填“左”或“右”）运动；如果再把蹄形磁体上下磁极也调换，会观察到导线ab向___________（选填“左”或“右”）运动。 (3)根据这个原理可以做成___________（选填“电动机”或“发电机”）。 【答案】(1)C (2) 左 右 (3)电动机 【详解】（1）由题图可知，闭合开关后，导线ab中有电流通过，会受到磁场对它的力的作用，故该实验装置是用来研究磁场对通电导线的作用的。故C符合题意，AB不符合题意。 故选C。 （2）由于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，当二者只改变其一时，受力方向发生改变，当二者同时改变时，受力方向不变，故题目中把电源正负极对调后接入电路，即只改变电流方向，会观察到导线ab的运动方向改变，即导线向左运动。 把电源正、负极对调，同时再把蹄形磁体上下磁极也调换，即同时改变磁场方向和电流方向，则会观察到导线ab的运动方向不改变，即导线仍向右运动。 （3）根据磁场对通电导体的作用这一原理，可以制成电动机。发电机的原理是电磁感应现象。 4．2025年3月，我国福建号航母成功进行舰载机电磁弹射试验。如图甲所示是航母舰载机起飞电磁弹射器，它的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器工作原理是__________，如图乙所示为蒸汽弹射的简化原理图。气缸内蒸气体积膨胀推动活塞，从而使舰载机获得巨大的牵引力，弹射出去。从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置原理与汽油机工作的__________冲程相似。 【答案】 通电导体在磁场中受到力的作用 做功 【详解】【小题1】由题可知，电磁弹射器的工作过程是“弹射车内的导体通以强电流时，舰载机受到强大的推力”。这个过程的核心是通电的导体在磁场中受到了力的作用； 由题可知，蒸汽弹射装置的原理是“气缸内蒸气体积膨胀推动活塞”，这个过程是将蒸汽的内能转化为活塞的机械能，从而对飞机做功。汽油机（内燃机）在做功冲程中，燃料燃烧产生的高温高压气体膨胀，推动活塞运动，将内能转化为机械能。 5．如图所示，使线圈位于磁体两磁极间的磁场中。 (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，这是因为这个位置是线圈的平衡位置，此时线圈上下两个边所受的力大小______（选填“相等”或“不相等”）； (2)生活中的电动机能连续转动，是通过加入了______装置来实现这一目的的。 (3)我国新一代航空母舰“福建舰”（如图所示）装备了自主研发的电磁弹射系统。工作时，给弹射器滑块通电，它就可以在磁场的作用下急剧加速，牵引舰载机高速起飞。电磁弹射系统的工作原理是________________________________________________。 【答案】(1)相等 (2)换向器 (3)通电导体在磁场中受到力的作用 【详解】（1）图乙位置，线圈处于平衡位置，由于电流大小相等，方向相反，故受力大小相等，方向相反，则受力平衡。 （2）换向器可以在线圈刚转过平衡位置时改变线圈中电流的方向，改变线圈受力情况，使线圈持续转动。 （3）当给弹射器滑块通入强大电流后，其在所处的磁场环境中会受到相应的电磁力，能产生足够大的推力让滑块连同舰载机快速加速，进而达成弹射起飞的目的，电磁弹射系统的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 ▌题型02 通电导线和线圈在磁场中的受力情况分析 6．如图所示实验中，闭合开关后，金属杆向右运动。下列操作能让金属杆向左运动的是（     ） A．改变电流大小 B．改变电流方向 C．改变磁场强弱 D．改变金属杆长度 【答案】B 【详解】A．通电导体在磁场中受力的方向与磁场的方向和电流方向有关，且两个因素只改变其中一个，金属杆受力方向才会发生改变，改变电流大小，不能改变导体的受力方向，故A不符合题意； B．改变电流方向，磁场的方向不变，可以改变导体受力的方向，可以使金属杆向左运动，故B符合题意； C．改变磁场强弱，没有改变磁场方向和电流的方向，因此不能改变金属杆受力的方向，故C不符合题意； D．改变金属杆长度，不能改变电流的方向和磁场的方向，因此不能改变金属杆受力的方向，故D不符合题意。 故选B。 7．如图所示，导线ab、cd受力方向分别是向下和向上，线圈受力_______时针旋转。当线圈在图示位置旋转180°后，ab段受到力的方向是竖直向_______的、cd段受到力的方向是竖直向_______的；线圈受力_______时针旋转。 【答案】 顺 上 下 顺 【详解】由于导线ab受力向下、导线cd受力向上，所以线圈受力顺时针旋转； 旋转180°后，导线ab、cd中电流方向反向，磁场方向没变，所以受力方向改变，导线ab受力向上、导线cd受力向下，线圈受力仍顺时针旋转。 8．(1)在玻璃板上均匀地撒一层铁屑，然后将玻璃板平放在条形磁体上，__________（填写操作方法）玻璃板，铁屑分布如图所示。在玻璃板上放一些__________，就可以判断磁场方向。 (2)在探究“通电直导线周围的磁场”实验中，实验装置如图所示。闭合开关前，小磁针静止时指向南北方向，这是因为受到__________的作用。闭合开关，发现小磁针偏转，说明__________，这就是著名的__________实验。仅将电源正负极对调，小磁针偏转方向发生改变，这表明通电直导线周围磁场的方向与__________有关。 【答案】(1) 轻敲 小磁针 (2) 地磁场 电流周围存在磁场 奥斯特 电流方向 【详解】（1）[1]轻敲玻璃板的目的是减小摩擦力对铁屑的影响，铁屑由于受到磁场的作用在磁场中重新排列，从而反映磁场的分布特点。 [2]小磁针静止时N极所指的方向为该处磁场方向，因此在玻璃板上放一些小磁针，就可以判断磁场方向。 （2）[1][2][3]闭合开关前，由于地磁场的作用小磁针静止时指向南北方向；闭合开关后，发现小磁针偏转，说明电流周围存在磁场，小磁针受到该磁场的作用而发生偏转，这就是著名的奥斯特实验。 [4]仅将电源正负极对调，电流的方向发生改变，小磁针偏转方向发生改变，说明磁场的方向发生改变，即通电直导线周围磁场的方向与电流的方向有关。 9．如图所示，使线圈位于磁体两磁极间的磁场中。 (1)使线圈静止在图乙位置上，闭合开关，发现线圈并没有运动，这是因为这个位置是线圈的平衡位置，此时线圈上下两个边所受的力大小______（选填“相等”或“不相等”）； (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，并由于______而越过平衡位置，但不能继续转下去，最后要返回平衡位置； (3)使线圈静止在图丙的位置上，这是线圈冲过平衡位置以后所到达的地方，闭合开关，线圈沿逆时针方向转动。由此我们可以分析出线圈不能连续转动的原因是______； (4)生活中的电动机都能连续转动且具有平稳的动力，实际的电动机是通过______来实现这一目的，它的作用是______（填字母）。 A．改变磁感线的方向        B．改变线圈的转动方向 C．改变线圈中的电流方向    D．使线圈中的电流方向和转动方向同时改变 【答案】(1)相等 (2)惯性 (3)越过平衡位置后，受到的力会阻碍线圈的转动 (4) 换向器 C 【详解】（1）由图乙知，线圈处于平衡位置，受力平衡，由二力平衡可知，此时线圈上下两个边所受的力大小相等。 （2）由图甲知，线圈受力沿顺时针方向转动，转到平衡位置时，线圈不会立即停下来，会转过平衡位置，这是由于线圈自身具有惯性。 （3）由图丙知，线圈各边受力的方向不变，冲过平衡位置以后线圈受到的力会使其逆时针转动返回平衡位置，与原顺时针方向相反，故可分析出越过了平衡位置以后线圈不能连续转动，是因为受到的力阻碍线圈继续转动。 （4）[1]实际的电动机中，是在线圈刚转过平衡位置时改变线圈中电流的方向，改变线圈受力情况，使线圈持续转动，换向器可以起到这个作用，所以实际的电动机是通过安装换向器来实现持续转动的。 [2]根据通电导线在磁场中的受力作用，换向器通过改变线圈中电流的方向，改变线圈受力的方向，使线圈继续保持原转动方向不变。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 10．如图所示的甲、乙两图中的矩形线圈，现在给它们通电，则下列说法正确的是（   ） 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 【详解】电动机线圈转动的方向与电流的方向和磁场的方向有关，根据图示结合可知，甲中线圈ab边和cd边电流方向相反，磁场方向相同，所以ab边和cd边受力方向相反，并且不在同一条直线上，又因为电流大小相同，所以受力大小也是相等的，故这两个力不是一对平衡力，所以甲中线圈转动；乙中线圈处于平衡位置，线圈中上、下两条边受到的磁场力的方向相反，大小相等，且作用在一条直线上，是一对平衡力，故乙中线圈不会转动，故A正确，BCD均错误。 故选A。 ▌题型03 电动机的原理、构造 11．我国现代交通运输实现跨越式发展，综合实力大幅跃升。下列交通或运输工具中，动力设备不是热机的是（     ） A．神舟十九号飞船 B．纯电动汽车 C．C919客机 D．远洋货轮 【答案】B 【详解】热机的定义是把内能转化为机械能的动力设备，工作原理是通过燃料燃烧获取内能，再将内能转化为机械能。神舟十九号飞船的火箭发动机、C919客机的航空发动机、远洋货轮的燃油发动机都属于热机，依靠燃料燃烧释放的内能做功，故ACD不符合题意； 纯电动汽车的动力设备是电动机，它是将电能直接转化为机械能，不属于热机，故B符合题意。 故选B。 12．跨学科实践：制作简易直流电动机 项目提出：电动机已经应用在生产生活的各个方面，如电风扇、洗衣机等。物理小组准备制作简易直流电动机。 项目分析：本项目需要完成三个任务。①了解电动机的工作原理及构造；②设计并制作简易直流电动机；③调试作品。 项目实施： (1)电动机的工作原理及构造：通电线圈在________中受力转动；直流电动机主要由线圈和磁体组成。如图甲，把刷有绝缘漆的铜导线绕成矩形线圈，两端各拉出一段引线，把线圈左端引线的漆全部刮掉，右端只刮半周；如图乙，用硬铁丝做支架固定在电池盒两端并与两极相连，电池上放置一块圆形磁体；如图丙，把线圈放在支架上。轻轻拨动线圈，观察线圈能否持续转动。 展示交流： (2)通电线圈转动过程中的能量转化是________转化为机械能。 (3)若无论怎样拨动线圈，线圈都不能持续转动，原因可能是________（写出一种即可）。 (4)在不更换器材的情况下，要改变线圈的转动方向，请你说出一种做法________。 【答案】(1)磁场 (2)电能 (3)线圈与支架接触不良 (4)将磁体上下翻转，改变磁场方向 【详解】（1）通电导体在磁场中会受到力的作用，线圈两边受力方向不同，会形成使线圈转动的作用效果，所以通电线圈在磁场中受力转动。 （2）直流电动机通电后线圈转动，电源提供的电能转化为线圈转动的机械能。 （3）若无论怎样拨动线圈都不能持续转动，说明线圈可能没有正常通电或受到的磁场作用较弱，例如线圈与支架接触不良、引线绝缘漆刮得不合适、磁体磁性较弱等。 （4）通电线圈的受力方向与电流方向和磁场方向有关。在不更换器材的情况下，可调换电池正、负极来改变电流方向，也可将磁体上下翻转来改变磁场方向，从而改变线圈的转动方向。 13．某实验小组利用如图装置探究磁场对通电导体的作用。将一根导体棒ab放在蹄形磁体的磁场中，并与开关、滑动变阻器、电源串联成闭合电路。 (1)实验操作步骤记录如下表： 实验次数 磁场方向 电流方向 导体棒运动方向 1 竖直向上 由a到b 向左运动 2 竖直向下 由a到b 向右运动 3 竖直向上 由b到a 向右运动 分析实验1和2，可得出通电导体在磁场中受力方向与________有关；分析实验1和3，可得出受力方向与________有关； (2)本实验中，导体棒运动过程中电能转化为________能； (3)生活中的________（选填“电动机”或“发电机”）就是利用该实验原理工作的。 【答案】(1) 磁场方向 电流方向 (2)机械 (3)电动机 【详解】（1）实验1和2中，电流方向不变，只改变磁场方向，导体受力运动方向改变，说明通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关；实验1和3中，磁场方向不变，只改变电流方向，导体受力运动方向改变，说明受力方向与电流方向有关。 （2）通电后导体棒获得动能运动起来，该过程将电能转化为机械能。 （3）该实验原理是“通电导体在磁场中受力运动”，生活中的电动机就是根据这个原理工作的，发电机的原理是电磁感应。 14．如图所示，学校的物理兴趣小组自制了一个简易直流电动机模型。他们用漆包线（刷有绝缘漆的铜导线）绕制成线圈，在线圈的两端各伸出约5 cm的引线，线圈的下方是一强磁体，A、B是两个固定在木支架上的铁圈，使用时将直流电路的两端分别接在铁圈A、B上。 (1)为了使线圈持续转动，在两端引线刮漆时的策略是（     ） A．两端全刮掉 B．一端全刮掉，另一端只刮半周 C．一端不刮漆，另一端全刮掉 D．一端不刮漆，另一端只刮半周 (2)按照正确的刮漆方法并成功组装好电动机，闭合开关后发现线圈不转，但是用手轻轻推动一下，线圈就转起来了。请你分析通电后线圈不转的原因是____________________。 (3)请在下方虚线框内设计一个电路，满足电动机线圈在开关的操作下既能正转又能反转。 直流电源： 电动机： 开关的形式和个数：自定 【答案】(1)B (2)线圈刚好位于平衡位置或此时电路刚好断电 (3) 【详解】（1） A．两端引线绝缘漆全刮掉，线圈转过半圈后受力反向、阻碍持续转动，无法连续旋转，故A不符合题意； B．一端引线绝缘漆全部刮除，另一端只刮半周，线圈半周通电受安培力转动、半周断电依靠惯性转过平衡位置，实现持续旋转，故B符合题意； CD．一端不刮漆全程断路、线圈始终无电流不受力，不能转动，故CD不符合题意； 故选B。 （2）线圈静止在平衡位置时，该位置线圈两边受到的磁场力大小相等、方向相反、二力平衡，通电瞬间合力为零无法启动；手动拨动后离开平衡位置，线圈受安培力开始持续转动，或此时处于不刮漆侧刚好断电，线圈也不会转动。 （3）电动机转动方向由线圈中电流方向决定，改变电源正负极接入方向即可调转转向。 采用单刀双掷开关S1、S2组成换向电路，当接a、接c时，电流从a通入电动机左侧；当接b、接d时，电流反向通入电动机，实现换向正反转，据此作图。 15．【项目提出】小梦学习小组参加了制作电动机模型活动。 【项目实施】将一段漆包线绕成约为 3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，然后用小刀刮两端引线的漆皮，并将该线圈放在支架上、线圈两端的引线通过两个支架分别与电池的两极相连，如图所示、给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。 (1)为了使线圈能够持续转动，在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是 ，（选填“A”或“B”）； A．左端全部刮掉，右端全部刮掉 B．左端全部刮掉，右端只刮掉上半周 (2)若要改变线圈转动的方向，可以改变________的方向或改变_______的方向来实现； (3)若要改变线圈转动的速度，既可以改变磁场的强弱，还可以改变________大小。 【答案】(1)B (2) 电流 磁场 (3)电流 【详解】（1）在制作简易电动机模型时，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而转动，另一个半周利用惯性转动，若两端的漆皮都全部刮掉，线圈就不能持续转动，故A不符合题意，B符合题意。 故选B。 （2）[1][2]若要改变线圈转动的方向，需要改变线圈受力方向，可以改变电流的方向或改变磁场的方向来实现。 （3）若要改变线圈转动的速度，需要改变线圈受力的大小，既可以改变磁场的强弱，还可以改变电流的大小。 ▌题型04 电动机的应用 16．如图所示是自制的小电机模型，给线圈通电并用手轻推一下，线圈会不停地转下去，线圈转动的原因是___________；若要改变线圈转动的方向，可以采取的办法是___________。电动机已经应用在现代社会生活的各个方面，请举出一例___________。 【答案】 通电线圈在磁场中受力的作用 将电池的正负极对调/将磁铁的N极和S极对调 电风扇 【详解】电动机的工作原理就是通电线圈在磁场中受到力的作用。通电线圈在磁场中受力的方向和电流方向、磁场方向两个因素有关，只改变其中一个方向，就可以改变线圈的转动方向。电动机在生活中应用非常广泛，多数带转动结构的家用电器都用到电动机，如电风扇、洗衣机、电动自行车等。 17．下列家用电器中，使用了电动机的是（　　） A．日光灯 B．电饭锅 C．洗衣机 D．电热器 【答案】C 【详解】A．日光灯将电能转化为光能，属于照明设备，不使用电动机，故A不符合题意； B．电饭锅利用电流的热效应，将电能转化为内能来加热食物，不使用电动机，故B不符合题意； C．洗衣机内部安装电动机，通过电动机带动滚筒转动，实现洗衣、脱水功能，故C符合题意； D．电热器同样利用电流的热效应，将电能转化为内能来发热，不使用电动机，故D不符合题意。 故选C。 18．如图所示用电设备中，内部结构不含电动机的是（    ） A． 电吹风 B． 洗衣机 C． 电动自行车 D． 电热水壶 【答案】D 【详解】电吹风、洗衣机和电动自行车是利用电动机工作的，电热水壶是利用电流的热效应工作的，没有电动机，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 19．下列装置，主要部件不是电动机的是（    ） A．电饭锅 B．吸尘器 C．洗衣机 D．吸排油烟机 【答案】A 【详解】电动机在工作过程中将电能转化为机械能 A．电饭锅主要是把电能转化为内能，故A符合题意； BCD．吸尘器、洗衣机、吸排油烟机工作时都是将电能转化为机械能，与电动机原理相同，故BCD不符合题意． 20．如图是我国宇树科技自主研发的智能机器狗，以电动机为动力，正驮着货物匀速上山，下列说法正确的是（     ） A．以机器狗所驮货物为参照物，路边的树是静止的 B．机器狗在将电能转化为机械能 C．机器狗的动能和重力势能均增大 D．机器狗脚底凹凸不平的花纹是为了增大压强 【答案】B 【详解】A．以机器狗驮的货物为参照物，路边的树相对于货物的位置不断发生变化，因此树是运动的，故A错误； B．电动机工作时消耗电能，获得机械能，是将电能转化为机械能，故B正确； C．机器狗匀速上山，质量不变、速度不变，因此动能不变；上山时高度增加，只有重力势能增大，故C错误； D．脚底凹凸不平的花纹，是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力，故D错误。 故选 B。 ▌题型05 电动机的能量转换和换向变速 21．实践小组制作了一个简易直流电动机模型，如图所示。以漆包线绕成的矩形线圈作为转子，线圈两端各拉出一段漆包线作为转轴，一端漆皮全部刮去，另一端只刮去上半周，将线圈放置在带有磁体的支架上，支架与电池两极相连。 (1)闭合开关，轻推线圈，线圈便能连续转动起来，这是因为通电线圈在____中受到力的作用。 (2)若要改变线圈转动的方向，除了改变磁场方向外，还可以改变___________。 (3)电动机工作时，主要把电能转化为____能。 【答案】(1)磁场 (2)电流的方向 (3)机械 【详解】（1）电动机的原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 （2）电动机的转动方向与磁场方向和电流方向有关，所以可以改变电流的方向来改变线圈转动的方向。 （3）电动机工作时，消耗电能，获得机械能，主要是将电能转化为机械能。 22．在跨学科实践活动中，某小组利用两个风扇制作了如图的装置，左侧风扇A与带开关的电池盒相连，右侧风扇B与LED灯相连。闭合开关，左侧风扇转动时右侧风扇也随之转动，LED灯发光。下列说法正确的是（     ） A．风扇A是利用电磁感应原理工作的 B．风扇A工作时将电能转化成机械能 C．右侧电路中的风扇B相当于电源 D．LED灯是由超导体材料制作的 【答案】BC 【详解】A．左侧风扇A接电源，是电动机，工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，不是电磁感应，电磁感应是发电机的工作原理，故A错误； B．风扇A是电动机，工作过程消耗电能，获得机械能，将电能转化为机械能，故B正确； C．A转动吹风，推动风扇B转动，风扇B的线圈切割磁感线产生感应电流，给LED灯供电，因此在右侧电路中风扇B相当于电源，故C正确； D．LED灯是由半导体材料制作的，不是超导体，故D错误。 故选BC 。 23．学校开展了跨学科实践活动，实践小组的同学利用所学的电磁知识，分别自制了如下模型。 (1)小明利用常见材料制作了如图甲所示的泡沫指南针模型，闭合开关后，放在水中，箭头上标有A字样的一端会指向地理南极附近，请你在虚线框内画出电源的符号及通电螺线管外部的磁感线方向。 (2)另一小组的小亮利用常见的材料制作了如图乙所示的简易电动机模型。 ①他将一段粗漆包线绕成约3cm×2cm的矩形线圈（约8匝），线圈两端各留出约5cm的引线。用细砂纸将引线一端上半周的绝缘漆刮去（只刮半周），另一端全部刮去。将引线上半周的绝缘漆刮去的目的是______。 ②之后再将两根回形针拉直并弯折成支架，固定在电池正负极两侧，使支架与电池接通。将线圈两端的引线分别放在两个支架的凹槽内，在线圈下方放置强磁体。轻轻拨动线圈，线圈便开始转动。线圈转动起来的原理是______；若想要改变线圈的转动方向，保持磁体不动，可以采取的措施是______。 ③在展示交流环节，有同学提出：增大线圈转速可以提高电动机的输出功率。请你依据"结构决定功能"的观念，从结构的角度提出一项可行性改进措施：______。 【答案】(1) (2) 使线圈持续转动 磁场对通电导线有力的作用 调换电源正负极 增大电源电压（或换用磁性更强的磁铁、减小线圈与支架的摩擦等） 【详解】（1）闭合开关，箭头会指向地理南极，即地磁北极（N极），所以箭头端为通电螺线管的S极，另一端为N极，根据通电螺线管的绕线方向和安培定则可得出电源箭头一端为负，另一端为正；磁感线在磁体外部是由N极出发回到S极的。 （2）将线圈转轴一端漆皮刮去，另一端刮去上半周或下半周，目的是使线圈能够导电，且在刚转过平衡位置时，切断线圈中的电流，使线圈由于惯性转过另外半圈，保证线圈持续地转动下去； 线圈转动起来的原理是通电导线在磁场中受到力的作用；线圈在磁场中的转动方向取决于两个因素：磁场方向和电流方向，保持磁体不动，故改变线圈的转动方向可以采取的措施是调换电源的正负极； 通电导体在磁场中会受力运动，所受力的大小与电流的大小、磁场的强弱有关，所以从结构的角度可以增大电流或增强磁场，即可以增大电源电压或换用磁性更强的磁铁。 24．如图电动机模型：将漆包线绕制的矩形线圈两端的油漆________（“全部刮去”或“至少有一端只刮去一半”），线圈才能持续转动。若想改变线圈的转动方向，可以改变磁场方向，还可以________。 【答案】 至少有一端只刮去一半 改变电流方向 【详解】在简易电动机模型中，如果把两端油漆全部刮去，线圈在平衡位置时会受力平衡，线圈无法持续转动，如果至少一端只刮去一半油漆，线圈通电受到磁场力推动转动半周后断电，可以依靠惯性转过平衡位置，就能实现持续转动； 电动机线圈的转动方向由磁场方向和电流方向共同决定，只改变其中一个因素，就能改变线圈的转动方向。 25．（多选）如图所示是某电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，OO'为转轴。闭合开关，从O点沿转轴观察，线圈顺时针转动。下列说法正确的是（　　） A．螺线管F端为S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】AC 【详解】AB．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。电流从螺线管PQ的左端流入，Q端为S极，P端为N极，故A正确，B错误； 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，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正确，D错误。 故选AC 。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $