8.2 磁场对电流的作用（讲义）物理新教材教科版九年级上册

本初中物理讲义聚焦“磁场对电流的作用”核心知识点，系统梳理从通电导线在磁场中受力（方向与电流、磁场方向关系，电能转化为机械能）到电动机结构原理（换向器作用）的递进内容，构建与电磁感应现象辨析的学习支架。 资料以实验探究为核心，通过“电动机为什么会转动”等实验设计培养科学探究能力，题型辨析环节用有无电源区分电动机与发电机原理提升科学思维，分层练习（基础、素养、迁移）助力学生巩固物理观念，课中辅助教师教学，课后帮助学生查漏补缺。

第八章 电磁相互作用 第2节 磁场对电流的作用 课标要点 1. 通过实验认识通电导线在磁场中受到力的作用，知道受力方向与电流方向、磁场方向有关。 2. 了解直流电动机的结构、工作原理，知道电动机工作时的能量转化。 3. 能区分磁场对电流的作用和电磁感应现象，解释简单相关现象。 学习重难点 重点：通电导体在磁场中受力；受力方向的影响因素；电动机原理与能量转化。 难点：换向器的作用；区分电动机与发电机原理。 知识点 磁场对通电导线的作用（重点） 1. 实验现象：接通电路，通电导线在磁场中受力运动；断开电路，导线静止。说明通电导体在磁场中受到力的作用。 2. 受力方向影响因素： ① 与电流方向有关；② 与磁场方向有关。 3. 规律：只改变电流方向或只改变磁场方向，导体受力方向改变；同时改变电流和磁场方向，受力方向不变。 4. 能量转化：电能转化为机械能。 教材延伸 1. 导体必须有电流通过，才会受到磁场力；不通电的导线放在磁场中，不受磁场力。 2. 当通电导线与磁感线平行放置时，不受磁场力；垂直放置时受力最大。 随学随练 1．在探究“电动机为什么会转动”的实验中： (1)我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在____________，磁体会对通电导体产生力的作用吗？ (2)如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，导体静止不动。闭合开关后，导体____________，说明磁场对通电导体有力的作用； (3)断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，导体ab运动方向____________，说明通电导体在磁场中的受力方向与____________有关； (4)通过科学猜想并进行实验验证，证明了通电导体在磁场中的受力方向还与____________有关； (5)实验时小亮应该选____________（选填“铁棒”或“铜棒”）做材料制成导体棒ab。 知识点 电动机（难点） 1. 原理：通电线圈在磁场中受力转动（磁场对电流的作用）。 2. 构造：定子（固定不动的磁体）、转子（可转动线圈）、换向器、电刷。 3. 换向器作用（难点）：线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈受力方向，让线圈持续转动。 4. 能量转化：电能转化为机械能。 随学随练 1．如图为直流电动机的基本构造示意图。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，消耗的电能全部转化为机械能 C．使线圈连续不停地转动下去是靠换向器来实现的 D．仅改变磁感线的方向不能改变线圈转动的方向 题型 电动机与发电机原理的辨析 1. 区分电动机（磁场对电流作用）、发电机（电磁感应），核心看电路有没有电源 有电源：通电后导体受力运动 → 磁场对电流的作用 → 电动机，电能→机械能 无电源：导体切割磁感线产生电流 → 电磁感应 → 发电机，机械能→电能 活学活用 1．利用如图所示的装置进行电与磁的相关实验。 (1)①若利用该装置探究“通电导体在磁场中受力”，应将开关的接线柱1与_______（填“2”或“3”）接通，其中___________（填“扬声器”或“动圈式话筒”）工作过程与该原理相同。 ②为使悬挂的导体ab运动速度加快，可将滑动变阻器滑片向________（填“左移”或“右移”）或改用磁场_________（填“更强”或“更弱”）的磁体。 (2)将开关反方向闭合，利用该装置探究“产生感应电流的条件”。 ①让悬挂的导体ab在如图所示位置沿竖直方向上下运动，灵敏电流计指针_______（填“会”或“不会”）发生偏转。 ②保持磁体不动，若导体ab水平向右运动，灵敏电流计指针向左偏转；若要使灵敏电流计的指针向右偏转，可以________（填字母）。 A．将磁体的磁极对调，导体ab向左运动 B．保持磁体不动，导体ab向左运动 基础通关 1．马拉松比赛计时采用感应芯片，运动员佩戴感应芯片通过起点和终点磁场地带时，芯片里的线圈就会产生电流，系统自动获取信息并计时。下列器件中与此工作原理相同的是（　　） A．发电机 B．电动机 C．电风扇 D．电铃 2．如图所示，小明用漆包线、两节干电池、磁体等器材，成功制作了一个小电动机。他想改变电动机线圈转动的方向，下列方法可行的是（　　） A．增强磁体的磁性 B．增加线圈的匝数 C．改变线圈中电流的方向 D．对调磁极并改变线圈中电流的方向 3．第八届全国青少年无人机大赛海南省地区赛圆满落幕，比赛使用的各类型无人机动力系统的核心部件都是电动机，下列实验，能说明电动机工作原理的是（　　） A．B．C．D． 4．如图，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法不正确的有（　　） A．电动机主要由磁体和线圈组成 B．电动机主要把动能转化为电能 C．对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向 D．电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的 5．风能是清洁无污染的可再生能源，我国风力发电装机容量稳居世界前列，技术水平领跑全球。风力发电机可将风能转化为电能，以下能说明其工作原理的图是（　　） A． B． C． D． 6．如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动，下列分析正确的是（　　） A．该装置工作原理是电磁感应原理 B．图中线圈正好处于平衡位置 C．该装置工作时，将电能全部转化为机械能 D．若改变电源方向，线圈将逆时针转动 7．如图所示的实验中，闭合开关，观察到金属导轨上的铝棒在磁场中向左运动，这说明磁场对_______有力的作用，利用这一原理可以制成_______机，断开开关，将蹄形磁体的N、S极对调，再次闭合开关，观察到铝棒向_______（选填“左”或“右”）运动。 8．甲、乙两幅图是通电线圈在磁场中的受力情况，则图_________中的线圈能转动，图_________中的线圈不能转动。 9．如图所示，在直流电动机的工作过程中，“换向器”起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的_______，从而实现通电线圈在磁场中的_______的转动。 10．在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中，小明设计了如图所示的电路，导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。 （1）磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是 _____（选填“磁场”或“磁感线”）； （2）闭合开关前，导体棒ab静止，闭合开关后，导体棒ab向右运动，说明磁场对 _____有力的作用； （3）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向 _____，说明通电导体在磁场中的受力方向与 _____有关； （4）断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向 _____，说明通电导体在磁场中的受力方向与 _____有关； （5）如果同时改变磁场方向和电流方向，_____（填“能”或“不能”）确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。 素养提升 1．如图所示，甲、乙为直流电动机在转动过程中的两个不同时刻原理图，下列分析错误的是（　　） A．仅将磁体N、S极对调，可以实现线圈反方向转动 B．电动机工作过程中将电能转化为机械能 C．甲图中线圈转过90°后ab边受磁场力方向开始改变 D．甲图中ab边和cd边受到的磁场力是一对平衡力 2．如图所示，通电线圈中，ab段受到磁场的力的方向是竖直向上的，cd段受到磁场的力的方向是竖直向_______的；通电线圈受到力的作用会_______时针旋转。 3．小张做了一个有趣的实验，如图所示，以塑料管为连接轴将两个玩具电动机A、B的转轴连接起来，把小灯泡与电动机A连接，电源与电动机B连接，闭合开关后，灯亮了起来。两个电动机中起到发电机作用的是___________；若只将电池正负极对调，闭合开关后电动机B的转动方向会___________。 4．如图所示，放在磁场中的导体棒ab、cd用导线串联，闭合开关。当用力使导体棒ab在磁场中做切割磁感线运动时，发现用绝缘细线悬挂着的导体棒cd也随之摆动，此时图中乙部分导体棒cd与磁体的组合相当于______（选填“电动机”或“发电机”）；图中甲部分应用的物理原理是________。 5．如图，向_________移动滑动变阻器的滑片，导线AB受力摆动幅度就增大，说明磁场对通电导体的作用力大小与磁场的强弱有关；向_________移动滑动变阻器的滑片，导线AB受力摆动幅度也增大。 迁移创新 1．心肺机用“电动泵”替代心脏，推动血液循环，“电动泵”的工作原理如图所示，将线圈ab固定在活塞一端，利用其与固定磁铁间的相互作用带动活塞运动，从而使血液定向流动。阀门K1、K2都只能单向开启，反向则封闭管路，当线圈中的电流从a流向b 时，下列说法正确的是（     ） A．线圈周围有磁场和磁感线 B．线圈左端是 N 极 C．活塞将向右运动 D．此时“电动泵”处于抽血状态 2．如图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，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．此电动机不需要换向器也可以持续沿一个方向转动 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．线圈转动时，螺线管没有受到线圈的作用力 3．物理老师打开电流表的外壳让同学们观察电流表内部结构，其结构示意图如图甲所示，给线圈通入电流后，线圈会沿顺时针转动。若撤去磁体，再给电表线圈通入大小和方向均相同的电流，指针将________（选填“不动”“顺时针转动”或“逆时针转动”）；若将磁铁两个磁极对调，再给线圈通入大小相同方向相反的电流，电表指针将沿________（选填“顺”或“逆”）时针转动。把线圈拆出来，其侧面示意图如图乙所示，若通入图中标注方向的电流，它的A端是________（选填“N”或“S”）极。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第八章 电磁相互作用 第2节 磁场对电流的作用 课标要点 1. 通过实验认识通电导线在磁场中受到力的作用，知道受力方向与电流方向、磁场方向有关。 2. 了解直流电动机的结构、工作原理，知道电动机工作时的能量转化。 3. 能区分磁场对电流的作用和电磁感应现象，解释简单相关现象。 学习重难点 重点：通电导体在磁场中受力；受力方向的影响因素；电动机原理与能量转化。 难点：换向器的作用；区分电动机与发电机原理。 知识点 磁场对通电导线的作用（重点） 1. 实验现象：接通电路，通电导线在磁场中受力运动；断开电路，导线静止。说明通电导体在磁场中受到力的作用。 2. 受力方向影响因素： ① 与电流方向有关；② 与磁场方向有关。 3. 规律：只改变电流方向或只改变磁场方向，导体受力方向改变；同时改变电流和磁场方向，受力方向不变。 4. 能量转化：电能转化为机械能。 教材延伸 1. 导体必须有电流通过，才会受到磁场力；不通电的导线放在磁场中，不受磁场力。 2. 当通电导线与磁感线平行放置时，不受磁场力；垂直放置时受力最大。 随学随练 1．在探究“电动机为什么会转动”的实验中： (1)我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在____________，磁体会对通电导体产生力的作用吗？ (2)如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，导体静止不动。闭合开关后，导体____________，说明磁场对通电导体有力的作用； (3)断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，导体ab运动方向____________，说明通电导体在磁场中的受力方向与____________有关； (4)通过科学猜想并进行实验验证，证明了通电导体在磁场中的受力方向还与____________有关； (5)实验时小亮应该选____________（选填“铁棒”或“铜棒”）做材料制成导体棒ab。 【答案】(1)磁场 (2)运动 (3) 相反 磁场方向 (4)电流方向 (5)铜棒 【详解】（1）通电导体周围会产生磁场，这是电流的磁效应。磁体的磁场和通电导体的磁场相互作用，所以磁体会对通电导体产生力的作用。 （2）闭合开关后，导体ab中有电流通过，会在磁场中受到力的作用，因此导体ab会运动，说明磁场对通电导体有力的作用。 （3）[1][2]将磁铁的N、S极对调，磁场方向发生改变，导体ab的运动方向与原来相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。 （4）如果只改变电路中的电流方向，导体的运动方向也会改变，说明受力方向还与电流方向有关。 （5）铁棒会被磁铁吸引，影响实验，而铜棒不会被磁铁吸引，且导电性能好，所以选用铜棒。 知识点 电动机（难点） 1. 原理：通电线圈在磁场中受力转动（磁场对电流的作用）。 2. 构造：定子（固定不动的磁体）、转子（可转动线圈）、换向器、电刷。 3. 换向器作用（难点）：线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈受力方向，让线圈持续转动。 4. 能量转化：电能转化为机械能。 随学随练 1．如图为直流电动机的基本构造示意图。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，消耗的电能全部转化为机械能 C．使线圈连续不停地转动下去是靠换向器来实现的 D．仅改变磁感线的方向不能改变线圈转动的方向 【答案】C 【详解】A．电动机是根据通电流的导体在磁场中会受力的原理来工作的，故A错误； B．电动机工作过程中，消耗的电能主要转化为机械能，小部分转化为内能，故B错误； C．使线圈连续不停地转动下去是靠换向器来实现的，换向器在电动机中起着关键作用，它的主要功能是改变电流方向，从而确保电动机可以连续旋转而不需要经常地停止和启动，故C正确； D．线圈转动的方向与电流方向、磁场方向有关，仅改变磁感线的方向能改变线圈转动的方向，故D错误。 故选C。 题型 电动机与发电机原理的辨析 1. 区分电动机（磁场对电流作用）、发电机（电磁感应），核心看电路有没有电源 有电源：通电后导体受力运动 → 磁场对电流的作用 → 电动机，电能→机械能 无电源：导体切割磁感线产生电流 → 电磁感应 → 发电机，机械能→电能 活学活用 1．利用如图所示的装置进行电与磁的相关实验。 (1)①若利用该装置探究“通电导体在磁场中受力”，应将开关的接线柱1与_______（填“2”或“3”）接通，其中___________（填“扬声器”或“动圈式话筒”）工作过程与该原理相同。 ②为使悬挂的导体ab运动速度加快，可将滑动变阻器滑片向________（填“左移”或“右移”）或改用磁场_________（填“更强”或“更弱”）的磁体。 (2)将开关反方向闭合，利用该装置探究“产生感应电流的条件”。 ①让悬挂的导体ab在如图所示位置沿竖直方向上下运动，灵敏电流计指针_______（填“会”或“不会”）发生偏转。 ②保持磁体不动，若导体ab水平向右运动，灵敏电流计指针向左偏转；若要使灵敏电流计的指针向右偏转，可以________（填字母）。 A．将磁体的磁极对调，导体ab向左运动 B．保持磁体不动，导体ab向左运动 【答案】(1) 3 扬声器 右移 更强 (2) 不会 B 【详解】（1）若利用该装置探究“通电导体在磁场中受力”，必须要有电源，应将开关的接线柱与接通。扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，因此扬声器工作过程与该原理相同。 为使悬挂的导体运动速度加快，增大导体受到的力，可以增大电路中的电流，减小滑动变阻器接入电路的电阻，将滑动变阻器向右移动或改用磁场更强的磁体。 （2）让悬挂的导体在图所示位置沿竖直方向上下运动，不切割磁感线，不会产生感应电流，灵敏电流计指针不会发生偏转； 产生感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关，保持磁体不动，将导体水平向右运动，灵敏电流计指针向左偏转。 A．将磁体的磁极对调，导体向左运动，两者同时改变，感应电流的方向不改变，灵敏电流计的指针依然向左偏转，故A不符合题意； B．保持磁体不动，导体向左运动，感应电流的方向改变，灵敏电流计的指针向右偏转，故B符合题意。 故选B。 基础通关 1．马拉松比赛计时采用感应芯片，运动员佩戴感应芯片通过起点和终点磁场地带时，芯片里的线圈就会产生电流，系统自动获取信息并计时。下列器件中与此工作原理相同的是（　　） A．发电机 B．电动机 C．电风扇 D．电铃 【答案】A 【详解】马拉松比赛采用感应芯片计时，当参赛者通过起点、终点设置的磁场地带时，芯片里的线圈做切割磁感线运动，线圈中就会产生感应电流，从而激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息，应用了电磁感应现象； A．发电机工作时，利用线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，将其他形式的能转化为电能，它的原理是电磁感应现象，故A符合题意； B．电动机的原理是通电导体在磁场中受力而运动，电动机消耗电能，将电能转化为机械能，故B不符合题意； C．电风扇的主要部分是电动机，是根据通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的，故C不符合题意； D．电铃的主要部分是电磁铁，利用电流的磁效应工作，故D不符合题意。 故选A。 2．如图所示，小明用漆包线、两节干电池、磁体等器材，成功制作了一个小电动机。他想改变电动机线圈转动的方向，下列方法可行的是（　　） A．增强磁体的磁性 B．增加线圈的匝数 C．改变线圈中电流的方向 D．对调磁极并改变线圈中电流的方向 【答案】C 【详解】电动机线圈的转动方向由电流方向和磁场方向共同决定，改变其中一个因素，转动方向就会改变；若同时改变两个因素，转动方向不变； A．增强磁体的磁性，只会改变线圈的转动速度，不会改变转动方向，故A不符合题意； B．增加线圈的匝数，同样只会改变转动速度，不改变转动方向，故B不符合题意； C．改变线圈中电流的方向，能改变线圈的转动方向，故C符合题意； D．对调磁极并改变线圈中电流的方向，两个影响因素同时改变，线圈转动方向不变，故D不符合题意。 故选C。 3．第八届全国青少年无人机大赛海南省地区赛圆满落幕，比赛使用的各类型无人机动力系统的核心部件都是电动机，下列实验，能说明电动机工作原理的是（　　） A．B．C．D． 【答案】D 【详解】电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，将电能转化为机械能。 A．图A是奥斯特实验装置，说明了通电导线周围存在磁场，即电流的磁效应。这与电动机的原理不同，故A不符合题意； B．图B是探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验装置，研究的是电磁铁的性质。这与电动机的原理不同，故B不符合题意； C．图C的装置中没有电源，是研究线圈在磁场中转动时产生感应电流的现象，即电磁感应现象，这是发电机的工作原理。这与电动机的原理不同，故C不符合题意； D．图D的装置中有电源，给导体ab通电，导体ab在磁场中会受到力的作用而运动，这演示了通电导体在磁场中受力运动的原理，是电动机的工作原理。故D符合题意。 故选D。 4．如图，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法不正确的有（　　） A．电动机主要由磁体和线圈组成 B．电动机主要把动能转化为电能 C．对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向 D．电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的 【答案】B 【详解】ABD．电动机的工作原理是，通电导体在磁场中受力的作用，所以电动机主要由磁体和线圈组成，工作时主要把电能转化为机械能，故AD正确，B错误； C．通电线圈在磁场中受到力的方向与电流方向有关，对调电源正、负极，改变了线圈中的电流方向，可以改变线圈的转动方向，故C正确。 本题选择描述错误的，故选B。 5．风能是清洁无污染的可再生能源，我国风力发电装机容量稳居世界前列，技术水平领跑全球。风力发电机可将风能转化为电能，以下能说明其工作原理的图是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】风力发电机的工作原理是电磁感应，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，将机械能转化为电能。 AC．AC图中都有电源，通电导体在磁场中受力运动，都是电动机的工作原理，故AC不符合题意； B．B图中是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故B不符合题意； D．D图中没有电源，通过导体切割磁感线产生感应电流，是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故D符合题意。 故选D。 6．如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动，下列分析正确的是（　　） A．该装置工作原理是电磁感应原理 B．图中线圈正好处于平衡位置 C．该装置工作时，将电能全部转化为机械能 D．若改变电源方向，线圈将逆时针转动 【答案】D 【详解】A．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，不是电磁感应，故A错误； B．图中线圈与磁感线的方向平行，没有处于平衡位置，故B错误； C．电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，但也有少部分转化为内能，故C错误； D．若改变电源方向，也就是改变了线圈中的电流方向，线圈受力方向改变将逆时针转动，故D正确。 故选D。 7．如图所示的实验中，闭合开关，观察到金属导轨上的铝棒在磁场中向左运动，这说明磁场对_______有力的作用，利用这一原理可以制成_______机，断开开关，将蹄形磁体的N、S极对调，再次闭合开关，观察到铝棒向_______（选填“左”或“右”）运动。 【答案】 通电导体 电动机 右 【详解】闭合开关后，铝棒内有电流通过，在磁场中受力运动，该现象说明磁场对通电导体有力的作用； 电动机就是利用“通电导体在磁场中受力运动”这一原理制成的； 通电导体的受力方向与磁场方向、电流方向有关：本题只对调磁体N、S极，仅磁场方向反向，电流方向不变，因此铝棒受力方向反向，原来向左运动，对调后变为向右运动。 8．甲、乙两幅图是通电线圈在磁场中的受力情况，则图_________中的线圈能转动，图_________中的线圈不能转动。 【答案】 甲 乙 【详解】[1]图甲中，ab边受到竖直向上的力，cd边受到竖直向下的力，这两个力大小相等，方向相反，没有作用在同一直线上，线圈在这两个力的作用下会转动。 [2]图乙中，ab边和cd边受到的力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，线圈受到平衡力，所以线圈会静止不动。 9．如图所示，在直流电动机的工作过程中，“换向器”起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的_______，从而实现通电线圈在磁场中的_______的转动。 【答案】 电流方向 持续 【详解】 在直流电动机的工作过程中，“换向器”起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流方向，从而实现通电线圈在磁场中的持续转动。 10．在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中，小明设计了如图所示的电路，导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。 （1）磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是 _____（选填“磁场”或“磁感线”）； （2）闭合开关前，导体棒ab静止，闭合开关后，导体棒ab向右运动，说明磁场对 _____有力的作用； （3）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向 _____，说明通电导体在磁场中的受力方向与 _____有关； （4）断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向 _____，说明通电导体在磁场中的受力方向与 _____有关； （5）如果同时改变磁场方向和电流方向，_____（填“能”或“不能”）确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。 【答案】 磁场 通电导体 相反 磁场方向 相反 电流方向 不能 【详解】（1）[1]磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是磁场，而磁感线是不存在的。 （2）[2]将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，电路中没有电流，导体静止不动，闭合开关后，电路中有电流，导体运动，说明磁场对通电导体有力的作用。 （3）[3][4]断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，磁场方向改变，再闭合开关，电流方向不变，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，向左运动，这说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。 （4）[5][6]断开开关，将图中电源的正、负极对调，电流的方向发生了变化，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向相反，这说明通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向有关。 （5）[7]同时改变磁场方向和电流方向，导体运动的方向不变，不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。 素养提升 1．如图所示，甲、乙为直流电动机在转动过程中的两个不同时刻原理图，下列分析错误的是（　　） A．仅将磁体N、S极对调，可以实现线圈反方向转动 B．电动机工作过程中将电能转化为机械能 C．甲图中线圈转过90°后ab边受磁场力方向开始改变 D．甲图中ab边和cd边受到的磁场力是一对平衡力 【答案】D 【详解】A．仅将磁体N、S极对调，ab边和cd边电流方向不变，磁场方向改变，受到磁场力的方向均改变，线圈将反方向转动，故A正确，不符合题意； B．电动机工作过程中将电能转化为机械能，故B正确，不符合题意； C．结合乙图可知，甲图中线圈转过后ab边电流方向改变，磁场方向不变，所以受磁场力的方向改变，故C正确，不符合题意； D．甲图中ab边和cd边受到的磁场力不是一对平衡力，因为不在一条直线上，故D错误，符合题意。 故选D。 2．如图所示，通电线圈中，ab段受到磁场的力的方向是竖直向上的，cd段受到磁场的力的方向是竖直向_______的；通电线圈受到力的作用会_______时针旋转。 【答案】 下 顺 【详解】导体ab和cd所在磁场方向相同，它们中的电流方向相反，所以它们在磁场中受力方向相反，ab受到竖直向上的力，则cd受到竖直向下的力，所以整个线圈会顺时针旋转。 3．小张做了一个有趣的实验，如图所示，以塑料管为连接轴将两个玩具电动机A、B的转轴连接起来，把小灯泡与电动机A连接，电源与电动机B连接，闭合开关后，灯亮了起来。两个电动机中起到发电机作用的是___________；若只将电池正负极对调，闭合开关后电动机B的转动方向会___________。 【答案】 电动机A 改变 【详解】[1]闭合开关，B电机与电池形成闭合回路，B电机中有电流流过，B电机转动，B电机相当于电动机，B带动A电机转动，灯泡发光，说明电路中有电流，由A电机提供，电动机A相当于发电机。 [2]通电导体在磁场中受力方向跟电流方向有关，如果把电池的正负极对调，导体中的电流方向改变，所以闭合开关后，电动机B的转动方向会改变。 4．如图所示，放在磁场中的导体棒ab、cd用导线串联，闭合开关。当用力使导体棒ab在磁场中做切割磁感线运动时，发现用绝缘细线悬挂着的导体棒cd也随之摆动，此时图中乙部分导体棒cd与磁体的组合相当于______（选填“电动机”或“发电机”）；图中甲部分应用的物理原理是________。 【答案】 电动机 电磁感应 【详解】[1][2]闭合开关后，当导体棒ab在磁场中做切割磁感线运动时，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，即甲部分相当于一个电源，产生感应电流，这是电磁感应现象。产生的感应电流通过导体棒cd，导体棒cd在磁场中受到力的作用而摆动，电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的，所以图中乙部分导体棒cd与磁体的组合相当于电动机。 5．如图，向_________移动滑动变阻器的滑片，导线AB受力摆动幅度就增大，说明磁场对通电导体的作用力大小与磁场的强弱有关；向_________移动滑动变阻器的滑片，导线AB受力摆动幅度也增大。 【答案】 右 左 【详解】[1]由图可知，左侧构成了电磁铁，滑动变阻器可以改变电路电流，从而改变其磁场的强弱。滑动变阻器R1的滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路中电流增大，电磁铁磁性增强，导线AB受力摆动幅度增大，说明磁场对通电导体的作用力与磁场的强弱有关。 [2]由图可知，右侧是通电导线在磁场中受力，其受力的大小与磁场的强弱和电流的大小有关；滑动变阻器R2的滑片向左移动，导线中电流增大，导线AB受力摆动幅度增大。 迁移创新 1．心肺机用“电动泵”替代心脏，推动血液循环，“电动泵”的工作原理如图所示，将线圈ab固定在活塞一端，利用其与固定磁铁间的相互作用带动活塞运动，从而使血液定向流动。阀门K1、K2都只能单向开启，反向则封闭管路，当线圈中的电流从a流向b 时，下列说法正确的是（     ） A．线圈周围有磁场和磁感线 B．线圈左端是 N 极 C．活塞将向右运动 D．此时“电动泵”处于抽血状态 【答案】D 【详解】A．通电线圈周围确实存在磁场，但磁感线是为了描述磁场引入的假想物理模型，并非真实存在，故A错误； B．根据安培定则（右手螺旋定则）：右手握住线圈，四指顺着电流方向（电流从流向），大拇指指向线圈右端，因此线圈右端是N极，左端是S极，故B错误； C．固定磁铁右端为N极，线圈左端为S极，异名磁极相互吸引，线圈带动活塞向左运动，故C错误； D．活塞向左运动时，活塞右侧的泵腔容积变大，内部压强减小（小于外界大气压），单向阀门打开、关闭，血液流入泵腔，因此此时“电动泵”处于抽血状态，故D正确。 故选 D。 2．如图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，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．此电动机不需要换向器也可以持续沿一个方向转动 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．线圈转动时，螺线管没有受到线圈的作用力 【答案】C 【详解】A．根据安培定则判断：电流从电源正极流出，流入左螺线管EF的E端，结合绕线方向可得，E端为N极，F端为S极；电流流入右螺线管PQ的P端，结合绕线方向可得，P端为N极，Q端为S极，故A不符合题意； B．电动机中，当线圈转过平衡位置后，若没有换向器，线圈电流方向不变，受力方向就会反向，线圈无法持续沿同一方向转动，必须依靠换向器改变电流方向才能持续转动。故B不符合题意； C．通电线圈在磁场中的受力转动方向，与电流方向和磁场方向两个因素有关，电源正负极对调后，螺线管的电流方向改变，磁场方向随之改变，同时线圈自身的电流方向也改变，两个因素同时改变，因此线圈受力方向不变，转动方向不变，从O点沿转轴观察，线圈仍顺时针转动。故C符合题意； D．力的作用是相互的，线圈在螺线管的磁场中受到力的作用，同时螺线管也必然受到线圈的反作用力，故D不符合题意。 故选C。 3．物理老师打开电流表的外壳让同学们观察电流表内部结构，其结构示意图如图甲所示，给线圈通入电流后，线圈会沿顺时针转动。若撤去磁体，再给电表线圈通入大小和方向均相同的电流，指针将________（选填“不动”“顺时针转动”或“逆时针转动”）；若将磁铁两个磁极对调，再给线圈通入大小相同方向相反的电流，电表指针将沿________（选填“顺”或“逆”）时针转动。把线圈拆出来，其侧面示意图如图乙所示，若通入图中标注方向的电流，它的A端是________（选填“N”或“S”）极。 【答案】 不动 顺 S 【详解】[1]电流表指针偏转的原因是通电线圈在磁场中受力转动，电流表通电后线圈转动，带动指针偏转，撤去磁体再次通电，指针不动。 [2]通电线圈在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关，当两个因素都改变时，受力方向不变。即将磁铁两个磁极对调，再给线圈通入大小相同方向相反的电流，电表指针偏转方向不变，将沿顺时针转动。 [3]由图乙可知，电流从线圈上方流入，由安培定则可知，A端为S极。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $