20.4电动机 讲义及考点精讲练 2026-2027学年人教版九年级全一册物理

20.4电动机 一、知识要点 1. 磁场对通电导线的作用 通电导线在磁场中会受到力的作用，力的方向既与电流方向有关，又与磁场（磁感线）方向有关：两者中任何一个反向，受力方向就反向。电动机就是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，把电能转化为机械能。 2. 直流电动机的构造与换向器 直流电动机由磁体（定子）、线圈（转子）、换向器和电刷组成。线圈转到平衡位置（线圈平面与磁感线垂直）时，两边受力平衡，若不采取措施会停在平衡位置附近摆动最终停下。换向器由两个彼此绝缘的半铜环构成，每当线圈刚转过平衡位置，就自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续沿同一方向转动。 二、主要题型 题型1 受力方向的影响因素 例1 磁场中的通电导线原来受力向右。若只把磁极对调（磁场反向），受力方向如何？若同时对调磁极并改变电流方向呢？ 图1 直流电动机的原理与换向器 答：只对调磁极，受力方向变为向左；同时对调磁场方向和电流方向，"负负得正"，受力方向仍是向右。 点拨：受力方向由电流方向与磁场方向共同决定，是"二改一才反、两改不反"的关系，与前面电荷相互作用的判断思路类似。 题型2 换向器作用的解释 例2 若把直流电动机的换向器换成两个完整的铜环（不换向），线圈将怎样运动？ 答：线圈能冲过平衡位置，但转过平衡位置后受力方向阻碍它继续转动，线圈会在平衡位置附近来回摆动，最终停在平衡位置。换向器的作用就是在恰当的时机改变线圈中的电流方向，使受力方向始终推动线圈同向转动。 点拨：解释换向器作用抓住三个要点：平衡位置受力平衡、转过平衡位置后电流方向必须改变、改变后受力才能继续"助推"。 三、易错警示 1. 与电磁感应现象混淆 "电生运动"是磁场对电流的作用（先有电流后受力，电动机）；"动生电"是电磁感应（先运动后产生电流，发电机），两者因果顺序相反。 2. 认为线圈任意位置都受力转动 平衡位置（线圈平面与磁感线垂直）时两边受力等大反向共线，合力为零，此时不产生转动效果。 【考点精讲练】 考点一　磁场对通电导线的作用 【例题精讲】 【例1】（2026·内蒙古赤峰·二模）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。 【例2】（2026·辽宁铁岭·二模）如图所示，当闭合开关时，导体棒运动。下列说法正确的是（     ） A．只改变电流方向，导体棒的运动方向会改变，说明通电导体在磁场中受力方向与电流方向有关 B．只改变磁场方向，导体棒的运动方向不变 C．增大电源电压，导体棒会运动得更慢 D．该实验装置的原理与电动机不同 【答案】A 【详解】A．通电导体在磁场中的受力方向与电流方向、磁场方向都有关；只改变电流方向，导体棒运动方向改变，能说明受力方向与电流方向有关，故A正确； B．只改变磁场方向，通电导体的受力方向会改变，导体棒运动方向也会改变，故B错误； C．增大电源电压，电路中电流变大，导体受到的磁场力变大，导体棒会运动得更快，故C错误； D．该实验原理就是通电导体在磁场中受力运动，和电动机的工作原理相同，故D错误。 故选A。 【例3】（2026·广东清远·二模）如图所示是探究电与磁的联系的两个实验装置。 (1)如图甲所示，当导线通电时，磁针发生偏转，说明通电导线周围存在_____________。 (2)如图乙所示，通电导线在磁场中受到力的作用，通电导线的受力方向跟__________的方向和__________的方向都有关系。 【答案】(1)磁场 (2) 电流 磁场 【详解】（1）图甲是奥斯特实验，通电后小磁针偏转，这是电流的磁效应，说明通电导线周围存在磁场。 （2）通电导体在磁场中的受力方向由两个因素共同决定：一是导体中的电流方向，二是所处磁场的方向，任意改变其中一个因素，导体的受力方向发生改变。 【基础巩固练】 【变式训练1】（2026·山东济宁·二模）某同学将线圈紧密粘贴在纸杯底部，在线圈上方放置一个强磁铁，制成一个简易扬声器，如图所示。在线圈中通入交变电流，纸杯即可振动发声。下列说法正确的是（     ） A．线圈中的电流不会产生磁场 B．线圈带动纸杯振动是电磁感应现象 C．该扬声器与发电机的工作原理相同 D．磁场对线圈的力的大小和方向随电流的大小和方向而改变 【答案】D 【详解】A．根据电流的磁效应，通电线圈周围会产生磁场，故A错误； B．线圈带动纸杯振动的原理是通电线圈在磁场中受力运动，不是电磁感应现象，故B错误； C．发电机的工作原理是电磁感应，该扬声器原理是通电导体在磁场中受力，二者原理不同，故C错误； D．通电线圈在磁场中受力的大小随电流大小改变而改变，受力方向随电流方向改变而改变，故D正确。 故选D。 【变式训练2】（2026·湖北荆门·一模）如图是我国航空母舰“福建舰”配备了自主研制的电磁弹射器，电磁弹射器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，即可受到强大的推力，使舰载机在短距离内快速起飞。下列说法正确的是（    ） A．电磁弹射器的工作原理是电磁感应现象 B．舰载机在弹射起飞过程中，电能主要转化为机械能 C．舰载机起飞时需要加速，起飞过程中舰载机的惯性变大 D．舰载机起飞后，航空母舰受到的浮力会变大，所以会上浮一些 【答案】B 【详解】A．电磁弹射的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，电磁感应是发电机的工作原理（磁生电），不符合电磁弹射的工作过程，故A错误； B．舰载机在弹射起飞过程中，消耗电能，使舰载机获得机械能，电能主要转化为机械能，故B正确； C．惯性大小只和物体质量有关，舰载机起飞加速过程质量不变，惯性大小不变，故C错误； D．航母始终漂浮，浮力始终等于总重力，舰载机起飞后，航母总重力减小，因此受到的浮力会减小，排开水的体积减小，航母才会上浮一些，故D错误。 故选B。 【变式训练3】（2026·广东佛山·模拟预测）在如图所示实验装置，闭合开关后静止在金属支架上的轻质铝管ab会朝左运动，说明通电导体在磁场中________（选填“有”或“无”）受到力的作用；若只将电源的正负极互换，则ab铝管运动方向与原来的________（选填“相同”或“相反”）。实验中的原理可应用于________（选填“发电机”或“电动机”）。 【答案】 有 相反 电动机 【详解】开关闭合后，导体中有电流通过，导体运动起来，说明通电导体在磁场中受到力的作用。 若只将电源的正负极互换，通电导体中的电流方向发生改变，可以使ab铝管运动方向发生改变，与原来的运动方向相反；电动机是根据这个原理制成的。 【能力提升练】 1．（25-26九年级上·山西吕梁·期末）2025年11月5日，拥有电磁弹射技术的福建舰航母正式入列。当航母舰载飞机前轮接触弹射车轨道并处于强磁场中时，在强大电流作用下即可受到强大的推力，将航母舰载飞机弹出。下列相关说法正确的是（    ） A．磁场看不见摸不着，并不真实存在 B．电磁弹射工作原理与扬声器的相同 C．弹射车工作时将机械能转化为电能 D．弹射车通过改变电流方向增大推力 【答案】B 【详解】A．磁场看不见摸不着，但是真实存在的物质。故A不正确； BCD．航母舰载飞机前轮接触弹射车轨道并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动，与电动机和动圈式扬声器的原理相同，其能量转化是将电能转化为机械能，若只改变弹射车中的电流方向，只能改变航母舰载飞机受到的推力的方向，不能增大推力，故B正确，CD不正确。 故选B。 2．（2026·广东肇庆·二模）如图所示，通电导线在磁场中受力的方向跟磁场方向和_______方向有关；利用这一原理可以制成_______（选填“发电机”或“电动机”）；若改变磁场方向，导线的受力方向将_______。 【答案】 电流 电动机 改变 【详解】根据通电导体在磁场中受力的实验结论，通电导线在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向两个因素有关； 该原理中，通电导线获得机械能运动，将电能转化为机械能，电动机就是利用这个原理制成的； 电流方向不变时，通电导线的受力方向随磁场方向改变而改变，因此仅改变磁场方向，导线受力方向会发生改变。 3．（25-26九年级下·全国·课后作业）图甲中ab边所受磁场的作用力为Fab。把电源的正负极对调再接入电路，闭合开关，线圈abcd转至图乙所示位置。 (1)图甲中，线圈所在磁场方向是_________（选填“从左到右”或“从右到左”），流过ab边的电流方向是_________（选填“从a到b”或“从b到a”），流过cd边的电流方向与流过ab边的电流方向_______（选填“相同”或“相反”）。cd边所受磁场力方向与ab边所受磁场力_______（选填“相同”或“相反”）。 (2)请在图乙中画出cd边所受磁场力Fcd。 【答案】(1) 从右到左 从a到b 相反 相反 (2) 【详解】（1）磁体外部的磁场方向是从N极指向S极，所以甲图中，线圈所在的磁场方向是从右到左的。 甲图中，电流从电源正极出发，从a端流入线圈ab边，所以ab边电流方向是从a到b。 电路中电流的方向为：电源正极→a→b→c→d→负极，cd边电流方向与ab边相反。 导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，ab边和cd边所在的磁场方向相同，而电流方向相反，所以cd边所受磁场力方向与ab边所受磁场力方向相反。 （2）图乙中，电源正负极对调，线圈中电流方向与甲图相反，磁场方向不变，仍从右到左，而图乙中cd的电流方向与图甲中ab的电流方向相反，所以乙图中Fcd与甲图中Fab方向相反，竖直向下，据此作图。 考点二　电动机的构造与原理 【例题精讲】 【例1】（25-26九年级上·河南许昌·阶段检测）电动机的工作原理是（　　） A．电磁感应现象 B．通电导体在磁场中受到力的作用 C．电流的磁效应 D．磁极间的相互作用 【答案】B 【详解】电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【例2】（25-26九年级下·全国·课后作业）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。 【例3】（25-26九年级下·全国·课前预习）通电线圈在磁场中转动 (1)线圈不能连续转动，是因为线圈越过了平衡位置以后，受到的_______阻碍它的转动。如果在线圈越过了平衡位置后，设法改变线圈中电流的_______，线圈将会继续转动。 (2)换向器的构造如图所示。两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两个半环中间断开，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_______。这样，无论线圈的哪个边，只要它处于靠近磁体S极的一侧，其中的电流就是从读者这边朝纸内的方向流去，这时它的受力方向总是_______，线圈就可以不停地转动下去了。 【答案】(1) 力 方向 (2) 闭合电路 相同 【详解】（1）[1]甲图中，ab边受到向上的力，cd边受到向下的力，使得线圈顺时针转动，当越过平衡位置后，ab边受到向上的力，cd边受到向下的力，使得线圈逆时针转动，是线圈受到的力阻碍它的转动。 [2]导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向有关，在磁场方向不变时，要想持续让线圈顺时针转动，需在线圈越过平衡位置时改变电流的方向。 （2）[1][2]线圈分别与两个铜半环相连，可以随线圈转动，两个电刷连接电源线，电刷不动，这样电源和线圈通过电刷和铜半环组成闭合电路，由于两个铜半环不相连，当线圈转过半圈，线圈中的电流方向就会发生改变，使得ab、cd边的受力方向总是相同的，这样线圈就能持续转动。 【基础巩固练】 【变式训练1】（25-26九年级下·全国·课前预习）如图所示为小明同学制作的简易直流电动机模型。支架与电池两极相连，以漆包线矩形线圈引线为轴，一端漆皮全部刮去，另一端刮去上半周，将线圈放在带有磁体支架上，轻推线圈，线圈就会连续转动。关于此电机模型，下列说法正确的是（　　） A．线圈在连续转动的过程中，存在断路现象 B．支架是用绝缘体做成的 C．线圈越过平衡位置时，会自动改变线圈中的电流方向，使线圈连续转动 D．该模型是利用电流的磁效应的原理工作的 【答案】A 【详解】A．线圈转动中，保留漆皮的部分（下半周）为绝缘部分，与支架接触时，会形成断路，故A正确； B．支架的作用是连接电池与线圈引线，形成闭合电路，若支架用绝缘体制作，则无法导电，故B错误； C．线圈越过平衡位置时，支架与电池两极的连接方式没有改变，所以电流的方向不变，线圈在平衡位置能转动是由于其具有惯性，越过平衡位置再次通电而受力转动，以此循环实现连续转动，故C错误； D．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故D错误。 故选A。 【变式训练2】（25-26九年级上·江苏盐城·期末）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。 【变式训练3】（25-26九年级上·江西南昌·期末）小明用如图所示的装置研究简易________（选填“直流”或“交流”）电动机的工作情况，小明将线圈引出线（比较粗的铜线）一端的绝缘漆全刮掉，另一端刮掉一半，两节干电池做电源，串联一个小灯泡（有电流通过灯丝，灯泡就发光），闭合开关后，可以观察到的现象是：线圈能够持续转动，小灯泡会________（选填“持续发光”或“时亮时灭”）。 【答案】 直流 时亮时灭 【详解】[1]根据题图可知，电源是两节干电池，是直流电源，故探究的是简易直流电动机的工作情况。 [2]电动机接通后，在安培力的作用下开始转动，由于有一端导线的绝缘漆只刮掉了一半，当旋转至绝缘部分时，电路中没有电流，小灯泡熄灭，但由于电动机的转子具有惯性，会继续旋转，当旋转至绝缘漆刮掉的部分时，电路中有电流通过，小灯泡发光，故小灯泡是时亮时灭的。 【能力提升练】 1．（2026·安徽安庆·三模）劳动课上，小红同学制作了一台如图所示的简易电动机：金属支架m、n固定在木板上；粗漆包线绕成矩形线圈abcd，两端伸出作为引线并放在支架上；用另一段漆包线绕在铁芯上制作电磁铁，置于线圈之下，将装置接入电路。则下列说法正确的是（     ） A．矩形线圈与下方电磁铁串联 B．两端伸出的引线上的漆皮都要全部刮掉 C．闭合开关，通电线圈上端磁极是N极 D．若将电源的正负极对调，线圈转动方向不变 【答案】D 【详解】A．矩形线圈abcd与下方电磁铁分别接在电源两极，有独立的电流路径，连接方式是并联，故A错误； B．为了使线圈能持续转动，采取将线圈一头的绝缘漆刮去，另一头刮去一半的办法，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，故B错误； C．闭合开关，根据右手螺旋定则，通电线圈下端磁极是N极，故C错误； D．电动机的转动方向与磁场方向和电流方向有关，若把电池正负极对调，闭合开关，线圈的电流方向改变，同时下面电磁铁的磁场方向改变，因此线圈的转动方向将不变，故D正确。 故选D。 2．（25-26九年级下·云南曲靖·阶段检测）当导体中的电流方向发生改变时，通电导体在磁场中的受力方向______（选填“会”或“不会”）改变。因此，直流电动机的线圈通过______来改变电流方向，使线圈持续转动。 【答案】 会 换向器 【详解】通电导体在磁场中的受力方向由电流方向和磁场方向共同决定，当电流方向改变（磁场方向不变）时，受力方向会改变。 直流电动机的线圈转过平衡位置时，原有电流方向对应的受力会阻碍线圈转动，换向器的作用是及时改变线圈中的电流方向，使线圈能够持续转动或使线圈所受力矩的方向保持不变，从而让线圈持续转动。 3．（25-26九年级上·广东珠海·期末）香洲区物理学习小组开展了有关生活中常用的直流电动机的项目式学习。 【任务一】制作简易电动机 如图甲所示是小海学习小组制作的简单电动机模型，该模型主要由强磁体、用漆包线绕成的线圈和电池等构成。 (1)为使线圈能够持续转动，用小刀刮去线圈两端引线漆皮的要求是（　　） A．两端全刮掉 B．一端全刮掉，另一端只刮半周 (2)图乙中直流电动机的线圈可以持续转动，是因为换向器能在线圈越过平衡位置时，自动改变线圈中的______。 【任务二】制作“书桌神器” 学习小组利用电动机制作了一款“书桌神器”；既能清理纸屑，又能吹风纳凉； (3)如图丙接通电路后，旋钮式电阻的旋钮绕O点沿箭头方向转动时，电路中电阻______，电动机转速会______；（两空均选填“变大”“变小”或“不变”） (4)如图丙、丁，当开关与a接触、与c接触时，电动机正转，产生向左的气流向内吸纸屑；若要电动机反转，产生向右的气流向外吹风，则开关与______接触、与______接触； (5)结合评价表，判断该模型的评价等级为______。 评价等级 优秀 合格 待改进 能吸纸屑、吹风且风速可调 能吸纸屑、吹风，风速不可调 只能吸纸屑或只能吹风 【答案】(1)B (2)电流方向 (3) 变小 变大 (4) b d (5)优秀 【详解】（1）要使线圈能够持续转动，需要通过换向器在平衡位置时改变电流的方向，可以通过刮去引线漆皮的方法模拟换向器；引线漆皮一端全刮掉，另一端只刮半周。当线圈转过平衡位置时，未刮掉的部分会断开电流，依靠惯性继续转动，待转过一定角度后，刮掉的部分再次接触电刷，电流恢复，从而实现连续转动，故B符合题意，A不符合题意。 故选B。 （2）换向器的作用就是在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈受到的力方向始终与转动方向一致，从而实现连续转动。 （3）[1][2]旋钮式电阻的旋钮绕O点沿箭头方向转动时，旋钮式电阻接入电路中的电阻变小，电路总电阻变小；由可得，通过电路的电流变大；通过电动机的电流变大，电动机的转速变大。 （4）[1][2]电动机转动的方向与电流方向有关，现在要让电动机反转，则需改变电流方向，使电流方向与原来的电流方向相反。则当开关与b接触、与d接触。 （5）由题意知，电动机正转时，能向内吸纸屑；电动机反转时，向外吹风；并且还可以通过旋钮来调节电动机的转速，从而调节风速；所以，判断该模型的评价等级为优秀。 考点三　电动机转向与转速的影响因素 【例题精讲】 【例1】（2026·天津静海·一模）如图所示，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（     ） A．换用更细的铜棒 B．将磁体的N、S极对调 C．换用磁性更强的磁体 D．将电源正、负极和磁体N、S极同时对调 【答案】B 【详解】通电导体在磁场中受力的方向，与电流方向、磁场方向两个因素有关，只改变其中一个因素，受力方向改变，两个因素同时改变，受力方向不变；所以为使开关闭合后铜棒向左运动，可只将磁体的N、S极对调或只将电源正、负极对调。故选B。 【例2】（2026·河南洛阳·模拟预测）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。 【例3】（2026·安徽合肥·三模）如图所示，闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向右运动，若只将电源的正、负极对调，则导体棒ab将向________运动（选填“左”或“右”）。 【答案】左 【详解】通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关。若只将电源的正、负极对调，即只改变电流方向，则导体棒ab的运动方向也改变，所以导体棒ab将向左运动。 【基础巩固练】 【变式训练1】（2026·江苏南通·二模）如图所示，将一根直导线（铝棒）放在蹄形磁体两极间，直导线与电源、开关串联形成回路。闭合开关后，为使直导线摆动幅度更明显，可以（     ） A．增强磁场 B．改变电流方向 C．换用铁质直导线 D．将磁体两极对调 【答案】A 【详解】通电导线在磁场中受到力的大小与电流大小以及磁场强弱有关。闭合开关后，为使直导线摆动幅度更明显，可以通过增大电路的电流或者增强磁场，增大导线受到的磁力，故选A。 【变式训练2】（2026·安徽·一模）在“制作简易直流电动机”的跨学科实践活动中，小组同学制作了一个如图所示的简易电动机。下列关于制作简易电动机的说法正确的是（ ） A．制作时应把线圈两端引线漆皮全部刮掉，才能持续转动 B．简易电动机是利用电流的磁效应制成的 C．把线圈一端引线漆皮全部刮掉，另一端引线漆皮只刮半周，电动机将一直有动力转动 D．组装好的电动机，给线圈通电后，晃动几次就不动了，可能是处于了平衡位置 【答案】D 【详解】A．若线圈两端引线漆皮全部刮掉，当线圈转到平衡位置（与磁感线垂直）时，电流持续流通，此时线圈受力平衡，无法依靠惯性继续转动，会卡在平衡位置；正确做法是一端全部刮掉，另一端刮半周，使线圈在通电半周受力转动，断电半周依靠惯性继续转动，从而实现持续转动，故A错误； B．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，属于磁场对电流的作用，而非电流的磁效应，故B错误； C．当线圈一端引线漆皮全部刮掉、另一端刮半周时，刮掉半周的部分电路接通，线圈在磁场中受力转动，未刮掉的半周电路断开，线圈失去动力，依靠惯性继续转动，故C错误； D．当线圈处于平衡位置（线圈平面与磁感线垂直）时，两侧导线受到的力大小相等、方向相反，合力为零，线圈无法继续转动，线圈会因惯性表现为“晃动几次后不动”，故D正确。 故选D。 【变式训练3】（2026·湖南湘西·三模）小明在“制作简易直流电动机”的跨学科实践活动，制作了如下图所示的简易电动机。线圈转动过程中是______能转化为机械能，若要改变线圈转动的方向，可以____________。 【答案】 电 改变电流方向/调换磁极 【详解】直流电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，工作过程中消耗电能，获得机械能，因此能量转化是电能转化为机械能； 通电线圈在磁场中受力的方向与电流方向、磁场方向两个因素有关，只改变其中一个因素，就可以改变线圈转动的方向，因此可以改变电流方向（调换电源正负极）或调换磁极。 【能力提升练】 1．（25-26九年级上·安徽六安·期末）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 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．两个时刻图中磁场方向都是由左向右 【答案】B 【详解】A．电动机工作时是将电能转化为机械能，而不是机械能转化为电能，故A错误； B．在这两个时刻，由于换向器的作用，导线ab中的电流方向不同，而磁场方向不变，根据通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关，当磁场方向相同时，电流方向不同则受到的磁场力方向不同，故B正确； C．在甲时刻，导线ab和cd中电流方向相反，磁场方向相同，根据通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向的关系，可知它们受到的力方向相反，故C错误； D．由图可知，两个时刻图中磁场方向都是由右向左，并非由左向右，故D错误。 故选B。 2．（2026·河南平顶山·三模）新趋势跨学科实践如图示为某兴趣小组制作的简易电动机，其工作原理是______，要想改变线圈转动的方向，可采取的方法有：______（写一条即可）。请举出一个电动机在生活中的应用实例：______。 【答案】 通电线圈在磁场中受力转动 对调电源的正、负极 电风扇 【详解】[1]电动机是利用通电导线在磁场中受力转动的原理工作的。当线圈中有电流通过时，在磁力的作用下线圈会发生转动，从而实现电能向机械能的转化。 [2]通电导体在磁场中受力的方向由电流方向和磁场方向两个因素共同决定，若想改变线圈转动方向则可以改变电流方向或改变磁场方向，即可以调换电源的正、负极。 [3]电风扇是电动机在生活中的应用实例之一。 3．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）如图甲所示的是小明制作的简易直流电动机。 (1)漆包线在线圈的两端各伸出约2cm，小明用小刀刮去线圈两端的漆皮，方法是_______。 A．左端全部刮掉，右端刮半周 B．两端均全部刮掉 (2)直流电动机能够转动，是通电线圈在_______中受到力的作用。 (3)要改变电动机的转动方向，下列方法可行的是_______。 A．只增强磁体的磁性 B．只减少线圈的匝数 C．只升高电源的电压 D．只对调磁体的两极 (4)如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试：_______（写一条即可）。 (5)该小组制作了一个自动控制部分。在电路中，安装了光控开关。当光控开关闭合，电磁继电器B、C触点接通（实现开关控制的功能），自制电动机工作且发光二极管发光（二者独立工作）。请在图乙中补全电路________，并根据题意说出光控开关安装的最佳位置是_______（填“a”或“b”）。 【答案】(1)A (2)磁场 (3)D (4)将线圈转动一定角度/增大电源电压/更换一块磁性更强的磁体 (5) a 【详解】（1）在简易直流电动机中，没有换向器，无法改变线圈中的电流方向，为了使线圈能持续转动，需要一端全部刮掉漆皮，另一端只刮半周漆皮，让线圈在经过平衡位置时断电、靠惯性转过平衡位置并转过半周，这样就能起到“换向器”的作用，故选A。 （2）直流电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受到力的作用而转动。 （3）A. 只增强磁体的磁性，只会改变受力大小，不改变转动方向，故A不符合题意； B. 只减少线圈的匝数，只会改变受力大小，不改变转动方向，故B不符合题意； C. 只升高电源的电压，只会改变受力大小，不改变转动方向，故C不符合题意； D. 只对调磁体的两极，改变了磁场方向，能改变转动方向，故D符合题意。 故选D。 （4）接上电源后线圈不动，可能的原因及尝试：线圈处于平衡位置，则用手轻轻拨动线圈；电流太小，磁场太弱，可以增大电源电压（或换用磁性更强的磁体）。 （5）[1]电磁继电器的B、C触点接通时，电动机和发光二极管独立工作，所以二者应并联在B、C触点的电路中，电源为它们供电。据此作图。 [2]光控开关需要控制电磁继电器的工作电路，应安装在a处（控制电磁铁的通断电，从而控制B、C触点的通断）。 考点四　电动机中的能量转化 【例题精讲】 【例1】（25-26九年级上·安徽芜湖·阶段检测）手持小风扇的简化电路如图所示，下列说法正确的是（     ） A．电池的作用是为电动机提供电能 B．导线通常用半导体材料制成 C．电动机是将机械能转化为电能的装置 D．通电后电流从电池负极经电动机流向正极 【答案】A 【详解】A．电池是电路中的电源，作用是为用电器提供电能，故A正确； B．导线需要良好导电性，一般用铜、铝等导体材料制成，半导体多用于制造电子元器件，故B错误； C．电动机工作时消耗电能，输出机械能，是将电能转化为机械能的装置，故C错误； D．在电源外部，电流方向为从电池正极流出，经用电器后回到电池负极，故D错误。 故选A。 【例2】（25-26九年级下·云南曲靖·阶段检测）曲靖市某中学物理兴趣小组自制了一个简易电动机，通电后线圈转动。电动机工作时，能量转化是（    ） A．电能转化为内能 B．电能转化为机械能 C．机械能转化为电能 D．内能转化为电能 【答案】B 【详解】电动机工作时将电能主要转化为机械能，使得线圈转动，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【例3】（25-26九年级上·河北衡水·阶段检测）手持小风扇的简化电路如图所示，按钮开关处的电流方向为_________（选填“从上到下”或“从下到上”）。电动机工作时主要将电能转化为_________能。 【答案】 从上到下 机械 【详解】由电源外部电流从电源正极流向电源负极可知，按钮开关处电流方向为从上到下。 电动机工作时消耗了电能，获得了机械能，故主要将电能转化为机械能。 【基础巩固练】 【变式训练1】（26-27九年级上·陕西西安·期末）如图是2025新款无叶风扇灯，支持离线语音控制、无极调光，风扇额定功率为40W，下列说法正确的是（     ） A．离线语音控制模块驱动风扇电机时，利用了电流的热效应 B．风扇电机工作时的转动方向，只与磁场的方向有关 C．无极调光时，照明灯的实际功率改变 D．风扇工作时将电能全部转化为机械能 【答案】C 【详解】A．风扇电机利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作，不是电流的热效应，故A错误； B．通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关，故B错误； C．无极调光改变了灯泡的亮度，即改变了照明灯的实际功率，故C正确； D．风扇电机线圈有电阻，工作时电能转化为机械能和内能，故D错误。 故选C。 【变式训练2】（2026·湖南益阳·二模）2025年我国自主研发的高效大功率电动机取得重大突破。关于电动机的说法正确的是（　　） A．电动机的工作原理是电磁感应现象 B．电动机工作时主要将机械能转化为电能 C．电动机的转动方向可通过改变电流的方向来实现 D．电动机的效率可以达到100% 【答案】C 【详解】ABC．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，主要将电能转化为机械能。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，所以电动机的转动方向可通过改变电流的方向来实现，故AB错误，C正确； D．电动机工作时不可避免有能量的损失，效率不可能达到100%，故D错误。 故选C。 【变式训练3】（25-26九年级上·河北石家庄·期中）如图所示，电动汽车充电时，将电能转化为______能储存起来，电动汽车的核心部件是电动机，电动机运行时将电能转化为______能，汽车刹车时，由于摩擦一部分机械能转化成了轮胎与地面间空气的______能。 【答案】 化学 机械 内 【详解】电动汽车充电时，电池内部发生化学反应，电能转化为化学能储存起来；电动机运行时，利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作，电能转化为机械能，驱动汽车车轮转动；汽车刹车时，刹车片与刹车部件、轮胎与地面摩擦，车辆的机械能转化为内能，使车辆停下。 【能力提升练】 1．（2026·北京东城·二模）如图所示是小明制作的一个可转动的金属铝框，一节电池竖直放置，金属铝框上部与电池正极接触良好，电池负极吸附有强磁体，金属铝框下端通过磁体与电池负极连通。轻轻拨动铝框，它可绕电池轴线持续转动。下列说法正确的是（     ） A．金属铝框周围不存在磁场 B．该装置的工作原理与发电机工作原理相同 C．金属铝框持续转动时，其动能是由电能转化来的 D．仅将电池的正、负极对调，金属铝框的转动方向不会发生改变 【答案】C 【详解】该装置中通电金属铝框在强磁体的磁场中受力转动，工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 A．根据电流的磁效应，通电导体周围存在磁场，该铝框通电后，周围存在磁场，故A错误； B．发电机的工作原理是电磁感应，该装置工作原理是通电导体在磁场中受力运动，二者原理不相同，故B错误； C．金属铝框持续转动时，消耗电池的电能，得到铝框的动能，因此其动能是由电能转化来的，故C正确； D．通电导体在磁场中的受力方向与电流方向、磁场方向有关，仅将电池正负极对调，改变了铝框中电流的方向，铝框受力方向改变，转动方向也会发生改变，故D错误。 故选C。 2．（25-26九年级上·广东河源·期中）如图所示为利用“深井拉铁”技术储存电能。用电低峰时，电动机利用多余电能将重物提升至高处；用电高峰时，重物下落带动发电机发电。电动机将重物提升至高处的能量转化为电能→________；如果想储存更多的电能，请你写出一条合理的方法________。该装置________（选填“是”或“不是”）永动机。 【答案】 机械能 增大重物质量 不是 【详解】[1]电动机提升重物时，将电能转化为机械能。 [2]用电高峰时，利用重物下落，将重物的重力势能转化为电能，则如果想储存更多的电能，可以增加重物质量（或增大提升重物高度），增大重物的重力势能。 [3]由能量守恒定律可知，该装置工作时存在能量损耗，故不是永动机。 3．（2026·广东深圳·二模）科创小组制作了图甲所示的简易直流电动机，参观展览时发现人形机器人关节内部集成了如图乙所示的无刷直流电动机、减速器和传感器。无刷直流电动机是如何驱动机器人关节运动的呢？为此同学们展开了项目式学习。 图甲 简易（有刷）直流电动机 图乙 无刷直流电动机 【原理探究】 (1)在制作简易电动机时，刮漆处理是为了让线圈在转动过程中能_____________（选填“持续通电”或“周期性通电”），从而使线圈持续转动。 (2)对无刷直流电动机中的螺线圈A和B进行通电，如图乙所示，此时螺线管A的上端是_______（选填“N”或“S”）极，永磁体将沿_______（选填“顺时针”或“逆时针”）转动一定角度。 【仿生改进】 (3)机器人手臂抬起的动作如图丙所示，它模仿了人类手臂抬起的动作。如图丁所示，当人类手臂中肱二头肌收缩时前臂抬起，此时前臂相当于_______杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）。 (4)机器人通过电机驱动机械臂，已知驱动某机械臂的无刷直流电动机额定功率为，额定转速为。 该电动机通过一个减速比为i=30：1的减速器与机械臂连接，整个传动系统的机械效率。 ① 减速器的作用是降低转速、增大输出力，其原理是_______________________。经过减速器后，机械臂关节的最终输出转速； ② 当无刷直流电动机以额定功率工作时，若机械臂末端的运动速度为v=0.1m/s，则机械臂能够提供的最大驱动力F为_______N。 【反思评估】 (5)项目组记录了该机械臂在完成一套标准动作时，驱动电机在一个工作周期内的输入电流变化如图戊所示。已知为该机械臂供电的锂电池组电压为24V， 容量为10A·h，若机械臂持续以此模式工作，其电池充满电后，理论上可让该关节持续工作约_______h。实际工作时长小于理论值的原因可能是________________________。基于上述分析的原因，请针对该机械臂设备本身（不含更换电池），提出一条具体的改进措施以提高其实际工作时长：______________________。 【答案】(1)周期性通电 (2) N 顺时针 (3)费力 (4) 由可知，功率一定时，降低转速（v），能增大输出力（F） 450 (5) 5 电机线圈发热会消耗一部分电能 使用电阻更小的元件导线制作线圈 【详解】（1）简易电动机的线圈一端只刮半周漆皮，使得线圈半周通电受力、半周断电依靠惯性转过平衡位置，实现周期性通电，从而保证线圈持续转动。 （2）结合电流方向和安培定则分析可知， 螺线管A的上端是 N极，对永磁体吸引，线圈B上端为S极，对永磁体排斥，所以永磁铁顺时针旋转。 （3）前臂在工作过程中，动力臂小于阻力臂，所以动力大于阻力，属于费力杠杆； （4）根据功率公式计算可知，当速度减小，功率一定，牵引力增加； 机械效率为75%，所以机械臂获得的有用功率为 所以牵引力最大为 （5）电池的容量为 由图可知，一个周期的平均电流为2A，平均功率为 所以理论工作时间 在实际工作中，电机线圈发热会消耗一部分电能，可以使用电阻更小的元件导线制作线圈，减小能量转化，提高做功时间。 【真题回顾】 1．（2026·江苏徐州·中考真题）塔式起重机利用电动机通过滑轮组吊起重物。下列说法正确的是（     ） A．电动机可以将电能全部转化为机械能 B．滑轮组的机械效率可以达到100% C．吊起不同重物时滑轮组的机械效率相同 D．提高起重机的效率可以节能 【答案】D 【详解】A．电动机工作时电流存在热效应，部分电能会转化为内能，无法将电能全部转化为机械能，故A错误； B．滑轮组工作时需克服动滑轮重力、摩擦、绳重做额外功，有用功始终小于总功，由可知机械效率不可能达到100%，故B错误； C．不计绳重和摩擦时滑轮组机械效率，动滑轮重力不变，吊起的物重不同时，机械效率不同，故C错误； D．机械效率越高，完成相同有用功时消耗的总功越少，因此提高起重机效率可以节能，故D正确。 故选D。 2．（2026·江苏无锡·中考真题）如下图所示，用漆包线绕成线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场。闭合开关，通电后的线圈将会（     ） A．静止不动 B．连续转动 C．往复摆动 D．水平运动 【答案】C 【详解】A．通电线圈在磁场中受到力的作用，受力不平衡，不会静止不动，故A错误； BC．线圈两端漆全部刮去，线圈中电流方向始终不变，转过平衡位置后受力方向不变，受力方向阻碍其转动，无法连续转动，将会往复摆动，故B错误，C正确； D．线圈两边受力方向相反，产生转动效果而非水平运动，故D错误。 故选C。 3．（2026·北京·中考真题）(1)如图甲所示，把一根条形磁体悬挂起来，用另一根条形磁体接近它，可以观察到的现象是____________________________________________________________________。 (2)如图乙所示，将两个金属支架分别与电池的两极相连，给线圈通电，观察到线圈转动起来，这就是一个简易电动机，其工作原理是____________________________________________________________。 【答案】(1)两根磁体相互排斥 (2)通电导体在磁场中受到力的作用 【详解】（1）图甲探究磁极间的相互作用规律。悬挂的磁体可以自由转动，拿另一磁体的S极靠近悬挂的磁体的S极，根据同名磁极相斥的原理，可得两个磁体会相互排斥。 （2）简易电动机工作原理是给线圈通电，线圈处在磁体的磁场当中，由于通电导体在磁场中受到力的作用，于是线圈转动，把电能转化为机械能。 4．（2026·四川成都·中考真题）电动机是一种应用广泛的机械，许多电器就是由它来驱动的，小明和小红对电动机进行了比较深入的研究。 (1)他们把一根导体棒放在磁铁的磁场中，导体棒两端通过光滑金属导轨与电源、开关相连（如图）。他们利用该装置研究电动机的基本原理，有以下认识，不正确的是________。 A．通电前，静止在导轨上的导体棒只受重力 B．通电后，导体棒向右运动，说明它受到了磁场的作用 C．只改变电流方向，导体棒运动方向发生改变 D．同时改变电流方向和磁场方向，导体棒运动方向不变 (2)他们制作了一个小电动机模型并接入电路（如图）。关于小电动机模型，下列说法不正确的是________。 A．两个支架选用硬金属杆 B．线圈下方放一块强磁体 C．绕制线圈的金属丝可以选用铁丝 D．绕制线圈的金属丝表面涂有绝缘材料 (3)他们观看了一场无人机表演，表演持续了15分钟。他们了解到，共有2000架相同的无人机参与表演，无人机由电动机驱动，每架无人机表演时的实际功率按45W计算，则参与此次表演的无人机消耗的总电能为________kW·h。 (4)他们发现小明家中的智能门锁可通过指纹识别或人脸识别自动开锁。查阅资料得知，两种方式都是通过开关控制电动机开锁。为方便研究，用开关表示指纹识别，开关表示人脸识别，请在图中将简化后的智能门锁控制电路补充完整。 【答案】(1)A (2)C (3)22.5 (4) 【详解】（1）通电前，静止在光滑导轨上的导体棒，受重力和导轨的支持力；通电后导体棒运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用；通电导体的受力方向与电流方向、磁场方向有关：只改变其中一个因素，运动方向改变；同时改变两个因素，运动方向不变，故选A。 （2）支架需要支撑线圈同时导电，选用硬金属杆是合理的；电动机工作需要磁场，线圈下方放置强磁体提供磁场；铁丝电阻大，且铁丝会被磁体吸引，影响线圈持续转动，不能用来绕制电动机线圈；绕制线圈的金属丝表面需要涂绝缘漆，避免线圈层间短路，故选C。 （3）总功率 工作时间 总电能 （4）题意要求（指纹）和（人脸识别）都可以独立控制电动机，即任意一个开关闭合都能接通电路，因此两个开关为并联关系，连接方式： 将电动机的右端接线柱，分别连接的左端和的左端；再将的右端和的右端，共同连接到电阻右侧的干导线，据此作图。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 20.4电动机 一、知识要点 1. 磁场对通电导线的作用 通电导线在磁场中会受到力的作用，力的方向既与电流方向有关，又与磁场（磁感线）方向有关：两者中任何一个反向，受力方向就反向。电动机就是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，把电能转化为机械能。 2. 直流电动机的构造与换向器 直流电动机由磁体（定子）、线圈（转子）、换向器和电刷组成。线圈转到平衡位置（线圈平面与磁感线垂直）时，两边受力平衡，若不采取措施会停在平衡位置附近摆动最终停下。换向器由两个彼此绝缘的半铜环构成，每当线圈刚转过平衡位置，就自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续沿同一方向转动。 二、主要题型 题型1 受力方向的影响因素 例1 磁场中的通电导线原来受力向右。若只把磁极对调（磁场反向），受力方向如何？若同时对调磁极并改变电流方向呢？ 图1 直流电动机的原理与换向器 答：只对调磁极，受力方向变为向左；同时对调磁场方向和电流方向，"负负得正"，受力方向仍是向右。 点拨：受力方向由电流方向与磁场方向共同决定，是"二改一才反、两改不反"的关系，与前面电荷相互作用的判断思路类似。 题型2 换向器作用的解释 例2 若把直流电动机的换向器换成两个完整的铜环（不换向），线圈将怎样运动？ 答：线圈能冲过平衡位置，但转过平衡位置后受力方向阻碍它继续转动，线圈会在平衡位置附近来回摆动，最终停在平衡位置。换向器的作用就是在恰当的时机改变线圈中的电流方向，使受力方向始终推动线圈同向转动。 点拨：解释换向器作用抓住三个要点：平衡位置受力平衡、转过平衡位置后电流方向必须改变、改变后受力才能继续"助推"。 三、易错警示 1. 与电磁感应现象混淆 "电生运动"是磁场对电流的作用（先有电流后受力，电动机）；"动生电"是电磁感应（先运动后产生电流，发电机），两者因果顺序相反。 2. 认为线圈任意位置都受力转动 平衡位置（线圈平面与磁感线垂直）时两边受力等大反向共线，合力为零，此时不产生转动效果。 【考点精讲练】 考点一　磁场对通电导线的作用 【例题精讲】 【例1】（2026·内蒙古赤峰·二模）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 【例2】（2026·辽宁铁岭·二模）如图所示，当闭合开关时，导体棒运动。下列说法正确的是（     ） A．只改变电流方向，导体棒的运动方向会改变，说明通电导体在磁场中受力方向与电流方向有关 B．只改变磁场方向，导体棒的运动方向不变 C．增大电源电压，导体棒会运动得更慢 D．该实验装置的原理与电动机不同 【例3】（2026·广东清远·二模）如图所示是探究电与磁的联系的两个实验装置。 (1)如图甲所示，当导线通电时，磁针发生偏转，说明通电导线周围存在_____________。 (2)如图乙所示，通电导线在磁场中受到力的作用，通电导线的受力方向跟__________的方向和__________的方向都有关系。 【基础巩固练】 【变式训练1】（2026·山东济宁·二模）某同学将线圈紧密粘贴在纸杯底部，在线圈上方放置一个强磁铁，制成一个简易扬声器，如图所示。在线圈中通入交变电流，纸杯即可振动发声。下列说法正确的是（     ） A．线圈中的电流不会产生磁场 B．线圈带动纸杯振动是电磁感应现象 C．该扬声器与发电机的工作原理相同 D．磁场对线圈的力的大小和方向随电流的大小和方向而改变 【变式训练2】（2026·湖北荆门·一模）如图是我国航空母舰“福建舰”配备了自主研制的电磁弹射器，电磁弹射器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，即可受到强大的推力，使舰载机在短距离内快速起飞。下列说法正确的是（    ） A．电磁弹射器的工作原理是电磁感应现象 B．舰载机在弹射起飞过程中，电能主要转化为机械能 C．舰载机起飞时需要加速，起飞过程中舰载机的惯性变大 D．舰载机起飞后，航空母舰受到的浮力会变大，所以会上浮一些 【变式训练3】（2026·广东佛山·模拟预测）在如图所示实验装置，闭合开关后静止在金属支架上的轻质铝管ab会朝左运动，说明通电导体在磁场中________（选填“有”或“无”）受到力的作用；若只将电源的正负极互换，则ab铝管运动方向与原来的________（选填“相同”或“相反”）。实验中的原理可应用于________（选填“发电机”或“电动机”）。 【能力提升练】 1．（25-26九年级上·山西吕梁·期末）2025年11月5日，拥有电磁弹射技术的福建舰航母正式入列。当航母舰载飞机前轮接触弹射车轨道并处于强磁场中时，在强大电流作用下即可受到强大的推力，将航母舰载飞机弹出。下列相关说法正确的是（    ） A．磁场看不见摸不着，并不真实存在 B．电磁弹射工作原理与扬声器的相同 C．弹射车工作时将机械能转化为电能 D．弹射车通过改变电流方向增大推力 2．（2026·广东肇庆·二模）如图所示，通电导线在磁场中受力的方向跟磁场方向和_______方向有关；利用这一原理可以制成_______（选填“发电机”或“电动机”）；若改变磁场方向，导线的受力方向将_______。 3．（25-26九年级下·全国·课后作业）图甲中ab边所受磁场的作用力为Fab。把电源的正负极对调再接入电路，闭合开关，线圈abcd转至图乙所示位置。 (1)图甲中，线圈所在磁场方向是_________（选填“从左到右”或“从右到左”），流过ab边的电流方向是_________（选填“从a到b”或“从b到a”），流过cd边的电流方向与流过ab边的电流方向_______（选填“相同”或“相反”）。cd边所受磁场力方向与ab边所受磁场力_______（选填“相同”或“相反”）。 (2)请在图乙中画出cd边所受磁场力Fcd。 考点二　电动机的构造与原理 【例题精讲】 【例1】（25-26九年级上·河南许昌·阶段检测）电动机的工作原理是（　　） A．电磁感应现象 B．通电导体在磁场中受到力的作用 C．电流的磁效应 D．磁极间的相互作用 【例2】（25-26九年级下·全国·课后作业）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 【例3】（25-26九年级下·全国·课前预习）通电线圈在磁场中转动 (1)线圈不能连续转动，是因为线圈越过了平衡位置以后，受到的_______阻碍它的转动。如果在线圈越过了平衡位置后，设法改变线圈中电流的_______，线圈将会继续转动。 (2)换向器的构造如图所示。两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两个半环中间断开，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_______。这样，无论线圈的哪个边，只要它处于靠近磁体S极的一侧，其中的电流就是从读者这边朝纸内的方向流去，这时它的受力方向总是_______，线圈就可以不停地转动下去了。 【基础巩固练】 【变式训练1】（25-26九年级下·全国·课前预习）如图所示为小明同学制作的简易直流电动机模型。支架与电池两极相连，以漆包线矩形线圈引线为轴，一端漆皮全部刮去，另一端刮去上半周，将线圈放在带有磁体支架上，轻推线圈，线圈就会连续转动。关于此电机模型，下列说法正确的是（　　） A．线圈在连续转动的过程中，存在断路现象 B．支架是用绝缘体做成的 C．线圈越过平衡位置时，会自动改变线圈中的电流方向，使线圈连续转动 D．该模型是利用电流的磁效应的原理工作的 【变式训练2】（25-26九年级上·江苏盐城·期末）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 【变式训练3】（25-26九年级上·江西南昌·期末）小明用如图所示的装置研究简易________（选填“直流”或“交流”）电动机的工作情况，小明将线圈引出线（比较粗的铜线）一端的绝缘漆全刮掉，另一端刮掉一半，两节干电池做电源，串联一个小灯泡（有电流通过灯丝，灯泡就发光），闭合开关后，可以观察到的现象是：线圈能够持续转动，小灯泡会________（选填“持续发光”或“时亮时灭”）。 【能力提升练】 1．（2026·安徽安庆·三模）劳动课上，小红同学制作了一台如图所示的简易电动机：金属支架m、n固定在木板上；粗漆包线绕成矩形线圈abcd，两端伸出作为引线并放在支架上；用另一段漆包线绕在铁芯上制作电磁铁，置于线圈之下，将装置接入电路。则下列说法正确的是（     ） A．矩形线圈与下方电磁铁串联 B．两端伸出的引线上的漆皮都要全部刮掉 C．闭合开关，通电线圈上端磁极是N极 D．若将电源的正负极对调，线圈转动方向不变 2．（25-26九年级下·云南曲靖·阶段检测）当导体中的电流方向发生改变时，通电导体在磁场中的受力方向______（选填“会”或“不会”）改变。因此，直流电动机的线圈通过______来改变电流方向，使线圈持续转动。 3．（25-26九年级上·广东珠海·期末）香洲区物理学习小组开展了有关生活中常用的直流电动机的项目式学习。 【任务一】制作简易电动机 如图甲所示是小海学习小组制作的简单电动机模型，该模型主要由强磁体、用漆包线绕成的线圈和电池等构成。 (1)为使线圈能够持续转动，用小刀刮去线圈两端引线漆皮的要求是（　　） A．两端全刮掉 B．一端全刮掉，另一端只刮半周 (2)图乙中直流电动机的线圈可以持续转动，是因为换向器能在线圈越过平衡位置时，自动改变线圈中的______。 【任务二】制作“书桌神器” 学习小组利用电动机制作了一款“书桌神器”；既能清理纸屑，又能吹风纳凉； (3)如图丙接通电路后，旋钮式电阻的旋钮绕O点沿箭头方向转动时，电路中电阻______，电动机转速会______；（两空均选填“变大”“变小”或“不变”） (4)如图丙、丁，当开关与a接触、与c接触时，电动机正转，产生向左的气流向内吸纸屑；若要电动机反转，产生向右的气流向外吹风，则开关与______接触、与______接触； (5)结合评价表，判断该模型的评价等级为______。 评价等级 优秀 合格 待改进 能吸纸屑、吹风且风速可调 能吸纸屑、吹风，风速不可调 只能吸纸屑或只能吹风 考点三　电动机转向与转速的影响因素 【例题精讲】 【例1】（2026·天津静海·一模）如图所示，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（     ） A．换用更细的铜棒 B．将磁体的N、S极对调 C．换用磁性更强的磁体 D．将电源正、负极和磁体N、S极同时对调 【例2】（2026·河南洛阳·模拟预测）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 【例3】（2026·安徽合肥·三模）如图所示，闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向右运动，若只将电源的正、负极对调，则导体棒ab将向________运动（选填“左”或“右”）。 【基础巩固练】 【变式训练1】（2026·江苏南通·二模）如图所示，将一根直导线（铝棒）放在蹄形磁体两极间，直导线与电源、开关串联形成回路。闭合开关后，为使直导线摆动幅度更明显，可以（     ） A．增强磁场 B．改变电流方向 C．换用铁质直导线 D．将磁体两极对调 【变式训练2】（2026·安徽·一模）在“制作简易直流电动机”的跨学科实践活动中，小组同学制作了一个如图所示的简易电动机。下列关于制作简易电动机的说法正确的是（ ） A．制作时应把线圈两端引线漆皮全部刮掉，才能持续转动 B．简易电动机是利用电流的磁效应制成的 C．把线圈一端引线漆皮全部刮掉，另一端引线漆皮只刮半周，电动机将一直有动力转动 D．组装好的电动机，给线圈通电后，晃动几次就不动了，可能是处于了平衡位置 【变式训练3】（2026·湖南湘西·三模）小明在“制作简易直流电动机”的跨学科实践活动，制作了如下图所示的简易电动机。线圈转动过程中是______能转化为机械能，若要改变线圈转动的方向，可以____________。 【能力提升练】 1．（25-26九年级上·安徽六安·期末）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 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．两个时刻图中磁场方向都是由左向右 2．（2026·河南平顶山·三模）新趋势跨学科实践如图示为某兴趣小组制作的简易电动机，其工作原理是______，要想改变线圈转动的方向，可采取的方法有：______（写一条即可）。请举出一个电动机在生活中的应用实例：______。 3．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）如图甲所示的是小明制作的简易直流电动机。 (1)漆包线在线圈的两端各伸出约2cm，小明用小刀刮去线圈两端的漆皮，方法是_______。 A．左端全部刮掉，右端刮半周 B．两端均全部刮掉 (2)直流电动机能够转动，是通电线圈在_______中受到力的作用。 (3)要改变电动机的转动方向，下列方法可行的是_______。 A．只增强磁体的磁性 B．只减少线圈的匝数 C．只升高电源的电压 D．只对调磁体的两极 (4)如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试：_______（写一条即可）。 (5)该小组制作了一个自动控制部分。在电路中，安装了光控开关。当光控开关闭合，电磁继电器B、C触点接通（实现开关控制的功能），自制电动机工作且发光二极管发光（二者独立工作）。请在图乙中补全电路________，并根据题意说出光控开关安装的最佳位置是_______（填“a”或“b”）。 考点四　电动机中的能量转化 【例题精讲】 【例1】（25-26九年级上·安徽芜湖·阶段检测）手持小风扇的简化电路如图所示，下列说法正确的是（     ） A．电池的作用是为电动机提供电能 B．导线通常用半导体材料制成 C．电动机是将机械能转化为电能的装置 D．通电后电流从电池负极经电动机流向正极 【例2】（25-26九年级下·云南曲靖·阶段检测）曲靖市某中学物理兴趣小组自制了一个简易电动机，通电后线圈转动。电动机工作时，能量转化是（    ） A．电能转化为内能 B．电能转化为机械能 C．机械能转化为电能 D．内能转化为电能 【例3】（25-26九年级上·河北衡水·阶段检测）手持小风扇的简化电路如图所示，按钮开关处的电流方向为_________（选填“从上到下”或“从下到上”）。电动机工作时主要将电能转化为_________能。 【基础巩固练】 【变式训练1】（26-27九年级上·陕西西安·期末）如图是2025新款无叶风扇灯，支持离线语音控制、无极调光，风扇额定功率为40W，下列说法正确的是（     ） A．离线语音控制模块驱动风扇电机时，利用了电流的热效应 B．风扇电机工作时的转动方向，只与磁场的方向有关 C．无极调光时，照明灯的实际功率改变 D．风扇工作时将电能全部转化为机械能 【变式训练2】（2026·湖南益阳·二模）2025年我国自主研发的高效大功率电动机取得重大突破。关于电动机的说法正确的是（　　） A．电动机的工作原理是电磁感应现象 B．电动机工作时主要将机械能转化为电能 C．电动机的转动方向可通过改变电流的方向来实现 D．电动机的效率可以达到100% 【变式训练3】（25-26九年级上·河北石家庄·期中）如图所示，电动汽车充电时，将电能转化为______能储存起来，电动汽车的核心部件是电动机，电动机运行时将电能转化为______能，汽车刹车时，由于摩擦一部分机械能转化成了轮胎与地面间空气的______能。 【能力提升练】 1．（2026·北京东城·二模）如图所示是小明制作的一个可转动的金属铝框，一节电池竖直放置，金属铝框上部与电池正极接触良好，电池负极吸附有强磁体，金属铝框下端通过磁体与电池负极连通。轻轻拨动铝框，它可绕电池轴线持续转动。下列说法正确的是（     ） A．金属铝框周围不存在磁场 B．该装置的工作原理与发电机工作原理相同 C．金属铝框持续转动时，其动能是由电能转化来的 D．仅将电池的正、负极对调，金属铝框的转动方向不会发生改变 2．（25-26九年级上·广东河源·期中）如图所示为利用“深井拉铁”技术储存电能。用电低峰时，电动机利用多余电能将重物提升至高处；用电高峰时，重物下落带动发电机发电。电动机将重物提升至高处的能量转化为电能→________；如果想储存更多的电能，请你写出一条合理的方法________。该装置________（选填“是”或“不是”）永动机。 3．（2026·广东深圳·二模）科创小组制作了图甲所示的简易直流电动机，参观展览时发现人形机器人关节内部集成了如图乙所示的无刷直流电动机、减速器和传感器。无刷直流电动机是如何驱动机器人关节运动的呢？为此同学们展开了项目式学习。 图甲 简易（有刷）直流电动机 图乙 无刷直流电动机 【原理探究】 (1)在制作简易电动机时，刮漆处理是为了让线圈在转动过程中能_____________（选填“持续通电”或“周期性通电”），从而使线圈持续转动。 (2)对无刷直流电动机中的螺线圈A和B进行通电，如图乙所示，此时螺线管A的上端是_______（选填“N”或“S”）极，永磁体将沿_______（选填“顺时针”或“逆时针”）转动一定角度。 【仿生改进】 (3)机器人手臂抬起的动作如图丙所示，它模仿了人类手臂抬起的动作。如图丁所示，当人类手臂中肱二头肌收缩时前臂抬起，此时前臂相当于_______杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）。 (4)机器人通过电机驱动机械臂，已知驱动某机械臂的无刷直流电动机额定功率为，额定转速为。 该电动机通过一个减速比为i=30：1的减速器与机械臂连接，整个传动系统的机械效率。 ① 减速器的作用是降低转速、增大输出力，其原理是_______________________。经过减速器后，机械臂关节的最终输出转速； ② 当无刷直流电动机以额定功率工作时，若机械臂末端的运动速度为v=0.1m/s，则机械臂能够提供的最大驱动力F为_______N。 【反思评估】 (5)项目组记录了该机械臂在完成一套标准动作时，驱动电机在一个工作周期内的输入电流变化如图戊所示。已知为该机械臂供电的锂电池组电压为24V， 容量为10A·h，若机械臂持续以此模式工作，其电池充满电后，理论上可让该关节持续工作约_______h。实际工作时长小于理论值的原因可能是________________________。基于上述分析的原因，请针对该机械臂设备本身（不含更换电池），提出一条具体的改进措施以提高其实际工作时长：______________________。 【真题回顾】 1．（2026·江苏徐州·中考真题）塔式起重机利用电动机通过滑轮组吊起重物。下列说法正确的是（     ） A．电动机可以将电能全部转化为机械能 B．滑轮组的机械效率可以达到100% C．吊起不同重物时滑轮组的机械效率相同 D．提高起重机的效率可以节能 2．（2026·江苏无锡·中考真题）如下图所示，用漆包线绕成线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场。闭合开关，通电后的线圈将会（     ） A．静止不动 B．连续转动 C．往复摆动 D．水平运动 3．（2026·北京·中考真题）(1)如图甲所示，把一根条形磁体悬挂起来，用另一根条形磁体接近它，可以观察到的现象是____________________________________________________________________。 (2)如图乙所示，将两个金属支架分别与电池的两极相连，给线圈通电，观察到线圈转动起来，这就是一个简易电动机，其工作原理是____________________________________________________________。 4．（2026·四川成都·中考真题）电动机是一种应用广泛的机械，许多电器就是由它来驱动的，小明和小红对电动机进行了比较深入的研究。 (1)他们把一根导体棒放在磁铁的磁场中，导体棒两端通过光滑金属导轨与电源、开关相连（如图）。他们利用该装置研究电动机的基本原理，有以下认识，不正确的是________。 A．通电前，静止在导轨上的导体棒只受重力 B．通电后，导体棒向右运动，说明它受到了磁场的作用 C．只改变电流方向，导体棒运动方向发生改变 D．同时改变电流方向和磁场方向，导体棒运动方向不变 (2)他们制作了一个小电动机模型并接入电路（如图）。关于小电动机模型，下列说法不正确的是________。 A．两个支架选用硬金属杆 B．线圈下方放一块强磁体 C．绕制线圈的金属丝可以选用铁丝 D．绕制线圈的金属丝表面涂有绝缘材料 (3)他们观看了一场无人机表演，表演持续了15分钟。他们了解到，共有2000架相同的无人机参与表演，无人机由电动机驱动，每架无人机表演时的实际功率按45W计算，则参与此次表演的无人机消耗的总电能为________kW·h。 (4)他们发现小明家中的智能门锁可通过指纹识别或人脸识别自动开锁。查阅资料得知，两种方式都是通过开关控制电动机开锁。为方便研究，用开关表示指纹识别，开关表示人脸识别，请在图中将简化后的智能门锁控制电路补充完整。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $