8.2 磁场对电流的作用(重难点专练)物理新教材教科版九年级上册
2026-09-15
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摘要:
**基本信息**
以“实验探究-原理辨析-应用拓展”为主线,系统整合磁场对电流作用的实验方法、原理区分及装置应用,突出科学思维与探究能力培养。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|探究磁场对电流的作用|3题|控制变量法分析受力方向影响因素;非铁磁性材料选材要点|从实验原理(通电导体受力)到条件(电流与磁感线不平行),构建实验认知模型|
|电磁感应与磁场对电流的作用|4题|对比法区分“有电源(电动机)/无电源(发电机)”能量转化;因果链分析两现象关联|通过能量转化与装置差异,建立电磁现象原理辨析框架|
|电动机与发电机的原理辨析|4题|识图速判技巧(电路有无电源);电流磁效应与电磁感应对比|整合电生磁(奥斯特实验)、磁生电(电磁感应)及磁场力应用,形成电磁学知识网络|
|换向器的作用|4题|平衡位置(线圈与磁感线垂直)受力分析;电流方向改变机制|从线圈持续转动需求出发,理解换向器功能及惯性作用,深化电动机工作原理|
内容正文:
8.2 磁场对电流的作用
题型01 探究磁场对电流的作用
题型02 电磁感应与磁场对电流的作用
题型03 电动机与发电机的原理辨析
题型04 换向器的作用
▌题型01 探究磁场对电流的作用
1. 实验原理:通电导体在磁场中受到力的作用。
2. 受力方向影响因素:受力方向与电流方向、磁场方向有关。
只改变磁场方向 或 只改变电流方向 → 导体受力运动方向改变;
磁场方向、电流方向同时改变 → 导体受力运动方向不变。
3. 实验选材要点:导体棒选用铜棒、铝棒等非铁磁性材料;不能用铁棒,铁棒会被磁体吸引,干扰实验。
4. 受力条件:导体通电,且电流方向与磁感线不平行时,才受磁场力;不通电,或导线与磁感线平行放置,不受磁场力。
5. 实验方法:控制变量法,探究其中一个因素,保持另一个因素不变。
1.如图所示,把导体棒ab放在磁场里处于静止状态,接通电源,导体棒ab向左运动。然后把蹄形磁体的上、下磁极对调后接入电路,导体棒ab向右运动。下列说法正确的是( )
A.导体棒ab可以是铁棒
B.导体放在磁场中一定受到磁力的作用
C.导体棒运动的方向只与磁场方向有关
D.再改变通过导体棒ab的电流方向,导体棒ab向左运动
【答案】D
【详解】A.实验中导体棒需用非铁磁性的金属导体(如铜棒、铝棒),避免被磁体直接吸引干扰实验。因此导体棒ab不能是铁棒,故A错误;
B.导体在磁场中只有通电且电流方向与磁场方向不平行时,才会受到磁场力的作用;不通电或电流方向与磁场方向平行时,不会受到磁力,故B错误;
C.通电导体在磁场中受力的方向,由磁场方向和电流方向两个因素共同决定,并非只与磁场方向有关,故C错误;
D.实验规律:只改变磁场方向或只改变电流方向,导体受力方向改变;同时改变磁场方向和电流方向,导体受力方向不变。题目中磁极对调(磁场方向改变),导体棒向右运动;此时再改变电流方向,相当于同时改变了两个影响因素,受力方向变回原来的方向,即向左运动,故D正确。
故选D。
2.如图为探究磁场对电流的作用的实验装置,闭合开关,导体ab运动起来,_______ (选填“电动”或“发电”)机是根据此原理制成的。调转蹄形磁铁的磁极,导体ab运动方向与原来 _______ ;增大电源电压,导体ab运动速度比原来的更 _____ 。
【答案】 电动 相反 大
【详解】[1]磁场对放入其中的通电导体有力的作用,电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理而制成的,图中有电源,所以闭合开关,导体ab运动起来,是电动机的原理。
[2]磁场对放入其中的通电导体有力的作用,且受力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。调转蹄形磁铁的磁极,即磁场方向改变,电流方向不变,通电导体在磁场中受力方向改变。故导体ab运动方向与原来相反。
[3]导体在磁场中受到力的大小跟电流的大小有关。若增大电路中的电流,导体的运动速度比原来的更大。
3.中国海军三型舰载机已在福建舰上成功完成电磁弹射起飞和着舰训练,看到此新闻后,小霖设计如图所示实验电路对电磁现象进行探究。
(1)他首先探究了磁场对通电导线的作用,保持磁体静止,闭合开关,使导体棒中通入从流向的电流,观察到导体棒向右运动,实验表明:_____________。若要改变导体棒的运动方向,可以采取的方法是_____________(写出一条即可)。
(2)接下来他探究电磁弹射器的“推力”大小与哪些因素有关:
①保持磁场强弱不变,改变通过导体棒的电流大小,观察导体棒被弹射的距离。实验中发现,电流越大,被弹射得越远;
②保持________不变,换用磁性更强的磁体,发现导体棒也被弹射得越远。
实验表明:________________。
【答案】(1) 通电导体在磁场中受到力的作用 只改变电流的方向/只改变磁场的方向
(2) 通过导体棒的电流大小 通电导体在磁场中所受力的大小与电流的大小和磁场的强弱均有关
【详解】(1)闭合开关后,导体棒中有电流,导体棒向右运动,这表明通电导体在磁场中受到力的作用;
导体棒的运动方向与电流方向和磁场方向有关,所以要改变导体棒ab的运动方向,可采取的方法是:只改变电流的方向或只改变磁场的方向。
(2)根据控制变量法,探究推力大小与磁场强弱的关系时,要保持通过导体棒的电流大小不变,换用磁性更强的磁体,观察导体棒被弹射的距离。实验中,电流越大,磁场越强,导体棒被弹射得越远。表明:通电导体在磁场中所受力的大小与电流的大小和磁场的强弱均有关。
▌题型02 电磁感应与磁场对电流的作用
1. 磁场对电流的作用(电动机原理):电路有电源,通电导体在磁场中受力运动;电能→机械能。
2. 电磁感应(发电机原理):电路无电源,闭合电路一部分导体切割磁感线产生感应电流;机械能→电能。
3. 因果关系:导体棒 a 切割磁感线发电(电磁感应),产生电流;电流流过导体棒 b,b 在磁场受力运动(磁场对电流作用)。
4. 能量转化注意:转化过程存在能量损耗(发热等),机械能不会全部转化。
5. 影响因素:感应电流方向与导体切割方向、磁场方向有关;通电导体受力方向与电流方向、磁场方向有关。
4.新能源汽车展厅中,有一个“能量回收与驱动”演示装置,原理如图所示(简化模型):a、b两个导体棒分别置于两个磁场中,通过导线构成闭合回路。当推动导体棒a左右摆动时,导体棒b会随之摆动。下列分析不正确的是( )
A.导体棒a相当于发电机,将机械能转化为电能
B.导体棒b相当于电动机,将电能转化为机械能
C.导体棒a的机械能全部转化为导体棒b的机械能
D.导体棒b的摆动方向与导体棒a的摆动方向有关
【答案】C
【详解】A.导体棒a做切割磁感线的有效运动,因此会产生电流,其原理为将机械能转化为电能,则导体棒a相当于发电机,故A正确,不符合题意;
B.由于导体棒a将机械能转化为电能,导体棒b会有电流通过,又因为导体棒b处于磁场中,因此会受到磁场作用力发生运动,其原理为将电能转化为机械能,相当于电动机,故B正确,不符合题意;
C.在闭合的电路中存在电阻,导体棒a由机械能转化而来的电能在传输的过程中产生损耗,因此导体棒a的机械能不能全部转化为导体棒b的机械能,故C错误,符合题意;
D.导体切割磁感线的方向会直接决定感应电流的流动方向,而导体棒b所受到的作用力方向由电流方向决定,因此导体棒b的摆动方向由导体棒a的摆动方向有关,故D正确,不符合题意。
故选C。
5.如图,向右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________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】 磁场的强弱 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。
6.如图甲所示,是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”的装置,导体棒、开关、灵敏电流计用导线连接组成电路。
(1)在选择导体棒的材料时,你认为最好选择_______(选填“铜棒”或“铁棒”)。
(2)某小组对实验进行完善后,观察并记录数据,可知闭合电路的一部分导体在磁场中做_______运动时,电路中会产生感应电流。应用此实验原理可以制成_______(选填“电磁铁”、“发电机”或“电动机”)。
(3)如果将两根相同的导体、分别放入两块相同的蹄形磁铁中,如图乙所示。闭合开关,若将导体水平向右移动,观察到导体也向右运动,导体运动的原理是_______;若将导体水平向右移动,导体将向_______(选填“左”或“右”)移动。
【答案】(1)铜棒
(2) 切割磁感线 发电机
(3) 通电导体在磁场中受力运动 左
【详解】(1)铜棒导电性更好,且不会被磁铁磁化;铁棒容易被蹄形磁铁吸引,会阻碍运动、影响实验,因此选择铜棒。
(2)产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,该现象是电磁感应现象;发电机就是利用电磁感应原理制成的,电磁铁利用电流的磁效应,电动机利用通电导体在磁场中受力的原理,因此填发电机。
(3)ab水平向右移动切割磁感线,闭合电路中产生感应电流,感应电流流过cd时,cd作为通电导体在磁场中受力运动,因此cd运动的原理是通电导体在磁场中受力运动; 若cd向右移动切割磁感线,产生感应电流,根据右手定则判断电流方向,结合左手定则判断ab受力方向:磁场方向不变,感应电流方向与第一次ab运动时ab中电流方向相反,因此ab受力方向向左,故ab向左移动。
7.用如图甲、乙所示实验装置,研究“磁场对通电线圈的作用”,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相同的(也称匀强磁场)。
(1)在图甲中,通电后,ab段导线所受磁场力方向竖直向上、cd段导线受到磁场力的方向竖直向下,此时这两个力_______(选填“是”或“不是”)一对平衡力。
(2)图乙中的线圈可以持续转动,是由于在外部加装了_______,该装置能使线圈平面刚转过_______(选填“平行于磁感线”“垂直于磁感线”或“任一”)位置时,自动改变线圈中的电流方向。
(3)写出一种让图乙中线圈转动更快的措施:_______。
【答案】(1)不是
(2) 换向器 垂直于磁感线
(3)增大线圈中的电流
【详解】(1)这两个力不是一对平衡力,因为这两个力不作用在一条直线上。
(2)图乙的线圈可以持续转动,是在外部加装了换向器。当通电线圈所在平面与磁感线垂直时(平衡位置),它能自动改变线圈中的电流方向,从而使线圈持续转动。
(3)线圈转动的快慢与电流的大小、线圈的匝数、磁场的强弱等因素有关,所以要使线圈转动的更快,可以增大线圈中的电流、增加线圈的匝数、换更强的磁体等。
▌题型03 电动机与发电机的原理辨析
1. 电动机原理:磁场对通电导体有力的作用;装置有电源;能量转化:电能→机械能。
2. 发电机原理:电磁感应现象;装置无电源,接灵敏电流计;能量转化:机械能→电能。
3. 电流磁效应(奥斯特实验):通电导线周围存在磁场,证明电生磁。
4. 电磁铁:电流的磁效应,探究磁性强弱与线圈匝数、电流大小的关系。
识图速判技巧:看电路有没有电源,有电源为电动机模型,无电源为发电机模型。
8.如图所示的四个演示实验中,能够说明电动机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.图中无电源,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流,属于电磁感应现象,属于发电机工作原理图,故A不符合题意;
B.图为奥斯特实验装置图,通电时小磁针发生偏转,说明通电导线周围存在磁场,属于电流的磁效应,故B不符合题意;
C.图为探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系的实验,故C不符合题意;
D.图中有电源,通电导体在磁场中受力运动,是电动机的工作原理图,故D符合题意。
故选D。
9.山西如今在风力发电行业成为新能源领域的弄潮儿。下列选项中与风力发电机工作原理相同的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】风力发电机是利用电磁感应现象的原理制成的。
A.此实验是奥斯特实验,证明通电导线周围存在磁场,故A不符合题意;
B.电磁铁是利用电流的磁效应工作的,故B不符合题意;
C.此实验是演示通电线圈在磁场中受力而转动的实验,故C不符合题意;
D.导体在磁场中做切割磁感线运动而产生感应电流,这是电磁感应现象,故D符合题意。
故选D。
10.2025年3月5日,VDV电动客车和贸易展览会在德国柏林盛大开幕,兰州广通新能源汽车有限公司最新的12米纯电动城市公交客车亮相,多项技术世界领先。如图所示为参展的新能源纯电动空调车,下列各图中能说明其动力装置工作原理的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】纯电动汽车,所以动力装置的原理是电动机,是磁场对通电导体有力的作用,A是奥斯特实验图,说明电流的周围存在磁场,B图描述的是通电导体受磁场的作用而运动,C图是探究感应电流产生的条件的实验图,D是探究电磁铁磁性强弱的电路图。
故选B。
11.电能是现代社会运转的“血液”,发电机组是发电站的核心装置。以下四个图中与发电机工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】发电机是利用电磁感应现象制成的。电磁感应是指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。
A.这是奥斯特实验,演示的是电流的磁效应,说明电流周围存在磁场,故A不符合题意;
B.这是研究通电螺线管的磁场,同样是电流的磁效应,故B不符合题意;
C.装置中有电源,探究通电导体在磁场中受力运动,这是电动机的工作原理,故C不符合题意;
D.装置中没有电源,只有磁场、导体和灵敏电流计。当导体ab在磁场中做切割磁感线运动时,电流计指针偏转,说明产生了感应电流。这正是电磁感应现象的实验装置,与发电机的工作原理完全相同,故D符合题意。
故选D。
▌题型04 换向器的作用
1. 换向器作用: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,使线圈持续转动。
2. 平衡位置:线圈平面与磁感线垂直的位置;此位置线圈两边受力大小相等、方向相反,是一对平衡力。
3. 受力方向规律:通电导线受力方向由磁场方向、电流方向共同决定;磁场不变,电流方向改变,受力方向随之改变。
4. 线圈持续转动原因:依靠惯性转过平衡位置,再依靠换向器改变电流方向,持续受力转动。
易错提醒:换向器不能改变磁场方向,只能改变线圈内电流方向。
12.如图所示,图甲和图乙分别为直流电动机线圈在两个不同的时刻所处的位置,下列分析中正确的是( )
A.导线ab中的电流方向在这两个时刻相同
B.导线ab在这两个时刻受到的磁场作用力方向不同
C.图乙中的线圈处在平衡位置上
D.由于具有惯性,线圈不能持续转动
【答案】B
【详解】AB.由图可知,导线ab在这两个时刻分别与电源正极和负极相连,电流方向不同,由于导体受力方向与磁场方向和电流方向有关,所以两次导线ab的受力方向不同,故A错误,B正确;
C.平衡位置是指线圈平面与磁感线垂直的位置,图中磁感线从左向右,故甲、乙两图中的线圈再转动90度角,都能到达平衡位置,图中不是平衡位置,故C错误;
D.换向器在线圈由于惯性刚转过平衡位置就会改变线圈中电流的方向,从而会改变线圈的受力方向,所以线圈能持续转动,故D错误。
故选B。
13.如图所示是一个小直流电动机模型。关于它的制作和工作原理,下列说法正确的是( )
A.绕制线圈时,如果没有漆包线,可以用普通的铜导线代替
B.线圈两端(作为转轴)的漆皮应全部刮去,这样才可持续转动下去
C.线圈两端(作为转轴)的漆皮应一端全部刮去,另一端刮去半周,这样才可持续转动下去
D.此电动机模型是根据电磁感应原理制成的
【答案】C
【详解】A.绕制线圈时,如果用普通的铜丝代替,则会造成电源短路,不能正常工作,故A错误;
BC.当线圈转至平衡位置时,线圈不再转动。为了使线圈能持续转动,采取的办法是将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,这样可以让线圈在磁场力的作用下转动半周,还有半周不通电,线圈依靠惯性转动半周,这样就能使线圈持续转动下去,线圈两端(作为转轴)的漆皮如果全部刮去,线圈转半周后不能改变电流方向,线圈受力方向不改变,线圈就不能持续转动下去,故B错误,C正确;
D.此电动机模型是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,故D错误。
故选C。
14.如图所示,在直流电动机的工作过程中,“换向器”起到了关键的作用,它能在线圈刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的________。直流电动机工作时把电能转化为________和内能。
【答案】 电流方向 机械能
【详解】[1]直流电动机的换向器,作用是在线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,这样能让线圈持续地转动下去。
[2]直流电动机工作时,会把电能主要转化为机械能,同时因为线圈存在电阻,会产生少量内能。
15.请结合图甲、乙回答下列有关电动机工作过程的问题。
(1)电动机的工作原理是磁场对______有力的作用。图甲中,线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反,其原因是______。
(2)图乙中线圈所在的位置______(选填“是”或“不是”)平衡位置,图中A、B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。电动机工作时是把电能转化为______。
【答案】(1) 通电线圈 电流方向不同
(2) 是 换向器 刚转过 机械能
【详解】(1)[1][2]电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用。图甲中,线圈左右两边框 ab、cd 的受力方向相反,原因是两边电流方向相反。
(2)[1][2][3][4]图乙中,线圈平面与磁感线垂直,这个位置叫做平衡位置(因为此时两边受力大小相等、方向相反且在同一直线上,合力为零)。图中 A、B 组成的部件叫做换向器。它的作用是在线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,从而使线圈持续转动。电动机工作时把电能转化为机械能。
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8.2 磁场对电流的作用
▌题型01 探究磁场对电流的作用
1. 【答案】D
2. 【答案】 电动 相反 大
3. 【答案】(1) 通电导体在磁场中受到力的作用 只改变电流的方向/只改变磁场的方向
(2) 通过导体棒的电流大小 通电导体在磁场中所受力的大小与电流的大小和磁场的强弱均有关
▌题型02 电磁感应与磁场对电流的作用
4. 【答案】C
5. 【答案】 磁场的强弱 左
6. 【答案】(1)铜棒
(2) 切割磁感线 发电机
(3) 通电导体在磁场中受力运动 左
7. 【答案】(1)不是
(2) 换向器 垂直于磁感线
(3)增大线圈中的电流
▌题型03 电动机与发电机的原理辨析
8. 【答案】D
9. 【答案】D
10. 【答案】B
11. 【答案】D
▌题型04 换向器的作用
12. 【答案】B
13. 【答案】C
14. 【答案】 电流方向 机械能
15. 【答案】(1) 通电线圈 电流方向不同
(2) 是 换向器 刚转过 机械能
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8.2 磁场对电流的作用
题型01 探究磁场对电流的作用
题型02 电磁感应与磁场对电流的作用
题型03 电动机与发电机的原理辨析
题型04 换向器的作用
▌题型01 探究磁场对电流的作用
1. 实验原理:通电导体在磁场中受到力的作用。
2. 受力方向影响因素:受力方向与电流方向、磁场方向有关。
只改变磁场方向 或 只改变电流方向 → 导体受力运动方向改变;
磁场方向、电流方向同时改变 → 导体受力运动方向不变。
3. 实验选材要点:导体棒选用铜棒、铝棒等非铁磁性材料;不能用铁棒,铁棒会被磁体吸引,干扰实验。
4. 受力条件:导体通电,且电流方向与磁感线不平行时,才受磁场力;不通电,或导线与磁感线平行放置,不受磁场力。
5. 实验方法:控制变量法,探究其中一个因素,保持另一个因素不变。
1.如图所示,把导体棒ab放在磁场里处于静止状态,接通电源,导体棒ab向左运动。然后把蹄形磁体的上、下磁极对调后接入电路,导体棒ab向右运动。下列说法正确的是( )
A.导体棒ab可以是铁棒
B.导体放在磁场中一定受到磁力的作用
C.导体棒运动的方向只与磁场方向有关
D.再改变通过导体棒ab的电流方向,导体棒ab向左运动
2.如图为探究磁场对电流的作用的实验装置,闭合开关,导体ab运动起来,_______ (选填“电动”或“发电”)机是根据此原理制成的。调转蹄形磁铁的磁极,导体ab运动方向与原来 _______ ;增大电源电压,导体ab运动速度比原来的更 _____ 。
3.中国海军三型舰载机已在福建舰上成功完成电磁弹射起飞和着舰训练,看到此新闻后,小霖设计如图所示实验电路对电磁现象进行探究。
(1)他首先探究了磁场对通电导线的作用,保持磁体静止,闭合开关,使导体棒中通入从流向的电流,观察到导体棒向右运动,实验表明:_____________。若要改变导体棒的运动方向,可以采取的方法是_____________(写出一条即可)。
(2)接下来他探究电磁弹射器的“推力”大小与哪些因素有关:
①保持磁场强弱不变,改变通过导体棒的电流大小,观察导体棒被弹射的距离。实验中发现,电流越大,被弹射得越远;
②保持________不变,换用磁性更强的磁体,发现导体棒也被弹射得越远。
实验表明:________________。
▌题型02 电磁感应与磁场对电流的作用
1. 磁场对电流的作用(电动机原理):电路有电源,通电导体在磁场中受力运动;电能→机械能。
2. 电磁感应(发电机原理):电路无电源,闭合电路一部分导体切割磁感线产生感应电流;机械能→电能。
3. 因果关系:导体棒 a 切割磁感线发电(电磁感应),产生电流;电流流过导体棒 b,b 在磁场受力运动(磁场对电流作用)。
4. 能量转化注意:转化过程存在能量损耗(发热等),机械能不会全部转化。
5. 影响因素:感应电流方向与导体切割方向、磁场方向有关;通电导体受力方向与电流方向、磁场方向有关。
4.新能源汽车展厅中,有一个“能量回收与驱动”演示装置,原理如图所示(简化模型):a、b两个导体棒分别置于两个磁场中,通过导线构成闭合回路。当推动导体棒a左右摆动时,导体棒b会随之摆动。下列分析不正确的是( )
A.导体棒a相当于发电机,将机械能转化为电能
B.导体棒b相当于电动机,将电能转化为机械能
C.导体棒a的机械能全部转化为导体棒b的机械能
D.导体棒b的摆动方向与导体棒a的摆动方向有关
5.如图,向右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________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。
6.如图甲所示,是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”的装置,导体棒、开关、灵敏电流计用导线连接组成电路。
(1)在选择导体棒的材料时,你认为最好选择_______(选填“铜棒”或“铁棒”)。
(2)某小组对实验进行完善后,观察并记录数据,可知闭合电路的一部分导体在磁场中做_______运动时,电路中会产生感应电流。应用此实验原理可以制成_______(选填“电磁铁”、“发电机”或“电动机”)。
(3)如果将两根相同的导体、分别放入两块相同的蹄形磁铁中,如图乙所示。闭合开关,若将导体水平向右移动,观察到导体也向右运动,导体运动的原理是_______;若将导体水平向右移动,导体将向_______(选填“左”或“右”)移动。
7.用如图甲、乙所示实验装置,研究“磁场对通电线圈的作用”,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相同的(也称匀强磁场)。
(1)在图甲中,通电后,ab段导线所受磁场力方向竖直向上、cd段导线受到磁场力的方向竖直向下,此时这两个力_______(选填“是”或“不是”)一对平衡力。
(2)图乙中的线圈可以持续转动,是由于在外部加装了_______,该装置能使线圈平面刚转过_______(选填“平行于磁感线”“垂直于磁感线”或“任一”)位置时,自动改变线圈中的电流方向。
(3)写出一种让图乙中线圈转动更快的措施:_______。
▌题型03 电动机与发电机的原理辨析
1. 电动机原理:磁场对通电导体有力的作用;装置有电源;能量转化:电能→机械能。
2. 发电机原理:电磁感应现象;装置无电源,接灵敏电流计;能量转化:机械能→电能。
3. 电流磁效应(奥斯特实验):通电导线周围存在磁场,证明电生磁。
4. 电磁铁:电流的磁效应,探究磁性强弱与线圈匝数、电流大小的关系。
识图速判技巧:看电路有没有电源,有电源为电动机模型,无电源为发电机模型。
8.如图所示的四个演示实验中,能够说明电动机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
9.山西如今在风力发电行业成为新能源领域的弄潮儿。下列选项中与风力发电机工作原理相同的是( )
A. B. C. D.
10.2025年3月5日,VDV电动客车和贸易展览会在德国柏林盛大开幕,兰州广通新能源汽车有限公司最新的12米纯电动城市公交客车亮相,多项技术世界领先。如图所示为参展的新能源纯电动空调车,下列各图中能说明其动力装置工作原理的是( )
A. B. C. D.
11.电能是现代社会运转的“血液”,发电机组是发电站的核心装置。以下四个图中与发电机工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
▌题型04 换向器的作用
1. 换向器作用: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,使线圈持续转动。
2. 平衡位置:线圈平面与磁感线垂直的位置;此位置线圈两边受力大小相等、方向相反,是一对平衡力。
3. 受力方向规律:通电导线受力方向由磁场方向、电流方向共同决定;磁场不变,电流方向改变,受力方向随之改变。
4. 线圈持续转动原因:依靠惯性转过平衡位置,再依靠换向器改变电流方向,持续受力转动。
易错提醒:换向器不能改变磁场方向,只能改变线圈内电流方向。
12.如图所示,图甲和图乙分别为直流电动机线圈在两个不同的时刻所处的位置,下列分析中正确的是( )
A.导线ab中的电流方向在这两个时刻相同
B.导线ab在这两个时刻受到的磁场作用力方向不同
C.图乙中的线圈处在平衡位置上
D.由于具有惯性,线圈不能持续转动
13.如图所示是一个小直流电动机模型。关于它的制作和工作原理,下列说法正确的是( )
A.绕制线圈时,如果没有漆包线,可以用普通的铜导线代替
B.线圈两端(作为转轴)的漆皮应全部刮去,这样才可持续转动下去
C.线圈两端(作为转轴)的漆皮应一端全部刮去,另一端刮去半周,这样才可持续转动下去
D.此电动机模型是根据电磁感应原理制成的
14.如图所示,在直流电动机的工作过程中,“换向器”起到了关键的作用,它能在线圈刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的________。直流电动机工作时把电能转化为________和内能。
15.请结合图甲、乙回答下列有关电动机工作过程的问题。
(1)电动机的工作原理是磁场对______有力的作用。图甲中,线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反,其原因是______。
(2)图乙中线圈所在的位置______(选填“是”或“不是”)平衡位置,图中A、B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。电动机工作时是把电能转化为______。
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