16.3 磁场对电流的作用 电动机（高效培优·讲义）物理新教材苏科版九年级下册

第16.3节 磁场对电流的作用 电动机 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 磁场对通电导体的作用 考点02 电动机 03 避坑指南·解题通法 角度01 探究磁场对电流的力的作用 角度02 影响磁场对通电导线作用力大小和方向的因素 角度03 电动机的工作原理 角度04 直流电动机的基本构造及工作示意图 角度05 直流电动机的转向与转速调节 角度06 电动机工作时的能量转化 角度07 扬声器和耳机的构造及原理 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.知道通电导体在磁场中受力，受力方向与电流方向、磁场方向有关。 2.了解直流电动机构造，理解换向器的作用，知道电动机能量转化。 3.能够分析电动机转动故障，知道改变转速、转向的办法。 1.方向判断：两个因素任意一个反向，受力方向反向；两个同时反向，受力方向不变。 2.换向器核心：线圈转过平衡位置瞬间自动改变线圈内部电流方向，保证持续转动。 3.对比区分：电动机是 “通电而动”，有电才动，电能转化为机械能。 知识导图 考点01 磁场对通电导体的作用 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（通电导线在磁场中受到磁力的作用，发生运动）。磁力的方向和电流方向、磁场方向有关。 2、磁场对通电线圈的作用 （1）通电线圈在磁场中受力会发生转动，但不能持续转动。 （2）如果不能使通过线圈的电流发生改变，通电线圈则不能持续的转动下去。 3、探究磁场对通电导线的作用 （1）实验器材：马蹄磁铁，导线，导轨，电源，开关 （2）实验步骤： 步骤1：把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线，会发现导线会运动，说明通电导线在磁场中受到力的作用。 步骤2：把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线的电流方向与原来相反，观察这时导线的运动方向。 步骤3：保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极，使磁场的方向与原来相反，观察这时导线的运动方向。 步骤4：同时改变电流的方向与磁场的方向，观察这时导线的运动方向；由此实验可以验证通电导线在磁场中受到力的作用及受力的方向与电流方向、磁场方向的关系。 （3）实验结论：通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系。当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。如果同时改变电流的方向和磁感线的方向，通电导线受力的方向不变。 4、磁场对通电线框的作用：把线框放在磁场中，接通电源，让电流通过线框，会观察到通电线框在磁场中发生转动，但通电线框在磁场里只是转过一个角度，不能持续转动。 【深化点拨】 1．磁场对通电导线的作用解题方法点拨 （1）通电导体在磁场中要受力而运动，通电导体在磁场中所受磁场力的大小与通过导体的电流大小和磁场的强弱有关，通过导体的电流越大，磁场越强，导体受到的磁场力就越大。 （2）电磁学中的电流磁效应、磁场对通电导体有力的作用、电磁感应等原理要注意区分。 （3）通电导线在磁场中的受力情况与磁感线的方向、电流方向以及它们之间的相对位置有关。当通电导线与磁感应方向平行时，通电导线不受力，当通电导线与磁场方向垂直时，受力最大。 2．通电导线在磁场中的受力情况判定：安培力的方向可以通过左手定则来判断。伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。‌ 1．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。 2．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。 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，所以要改变电流的方向，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。 考点02 电动机 1、电动机 电动机构造 转子—转动的线圈；定子—固定不动的磁体 工作原理 根据通电线圈在磁场中受力的作用而发生转动的原理制成的 线圈在磁场中的转动 通电后的线圈会转动，转过平衡位置后，受到的力要阻碍它的转动，故线圈又会减速至零，向反方向转动，这样线圈在平衡位置左右来回摆动，慢慢停下来，最后停在平衡位置 使线圈连续转动的方法 方法一：当线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，让线圈靠惯性转过后半周。但因为后半周线圈不受力的作用，故这种方法线圈的转动不稳定，动力弱。 方法二：在线圈转动的后半周，设法改变电流方向，使线圈在后半周也获得同转动方向相同的动力，这样线圈会平稳、有力地转动下去。实际的电动机就是采用该方法使线圈连续转动的，实现该目的的装置叫换向器。 换向器 当线圈转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向，从而使线圈获得同转动方向相同的力，能持续转动下去 电动机中的能量转化 电动机在使用过程中，主要将电能转化为机械能对外做功 电动机优点 结构简单、体积小、效率高、制造方便、污染较小，种类繁多，能满足各种不同的需求 电动机的应用 家庭生活中的电风扇、冰箱、洗衣机、电动自行车以及一些电动玩具中都应用到了电动机；在工农业生产中，机床、水泵需要电动机带动，电力机车、电梯需要电动机牵引 2、扬声器：扬声器俗称“喇叭”，是十分常见的把电信号转换成声信号的装置，在发声的电子设备中都能见到它。扬声器主要由磁铁、线圈、锥形纸盆等构成。当通入大小和方向不断变化的电流时，线圈会受到大小和方向不断变化的磁场的作用力从而发生振动，并带动相连的纸盆振动发声。 （1）构造如图：永久磁体、线圈、锥形纸盆。 （2）原理：通电导体在磁场中受力。 （3）工作过程：扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，使得在一个瞬间和下一个瞬间产生不同方向的磁场，线圈就不断地来回振动，纸盆也就振动起来，便发出了声音。 （4）话筒把声信号转化为电信号，扬声器把电信号转化为声信号；话筒中机械能转化为电能，扬声器中电能转化为机械能。 3、左手定则：把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，手心面向N极（叉进点出），四指指向电流所指方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向。 【深化点拨】 1．电动机工作原理解题思路点拨 （1）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；电流产生磁场原理的变形（电流产生磁场），一个通电线圈相当于一个具有NS极的磁体，形成电磁力。 （2）电动机是将电能转化为机械能的装置。 2．换向器的构造及作用 （1）换向器的构造：两个铜半环跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘，两个电刷分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路； （2）换向器的作用是每转到平衡位置时都能自动改变线圈中电流方向，使直流电动机向一个方向持续转动下去。 3．电动机转向与速度的调节 （1）电动机的转动方向：电动机的转动方向由电流方向和磁场方向决定；改变电动机转动方向的方法：改变电流方向（交换电压接线）或改变磁感线方向（对调极）。 （2）电动机转速：电动机转速的大小与线圈的匝数、线圈中电流的大小、磁场的强弱有关，即线圈匝数越多，电流越大，磁场越强，转速越快；提髙电动机转速的方法：增加线圈的匝数、增加磁体的磁性、增大电流。 1．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。 2．如图所示，直流电动机主要由_______和_______两部分构成，它的工作原理是_______，其中换向器的作用是改变线圈中_______，从而保证线圈始终朝同一方向转动。      【答案】 磁体 线圈 通电导体在磁场中受力运动 电流方向 【详解】直流电动机主要由磁体、线圈、换向器和电刷等构成，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，换向器是由两个铜制半环构成的，换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时，换向器可以不断地改变线圈中的电流方向。 磁场对电流的作用 电动机的综合应用及解题步骤 1.影响通电导线在磁场中受力方向的分析，解题步骤： （1）看清条件：题目中是否只改变了电流方向，或者只改变了磁场（磁极）方向。 （2）判定法则：只改变其中一个因素（电流方向或磁场方向），导体的受力方向就会反向；如果两个因素同时改变，导体的受力方向不变。 （3）特殊状态：如果导线中的电流方向与磁场方向平行，导线不受磁场力。 2.直流电动机“线圈卡死/不转”的故障排查，解题步骤： （1）检查电源和电路：电压是否过低，或者导线是否接触不良，导致电流太小，磁场力不足以克服摩擦力。 （2）检查磁场强弱：磁铁的磁性是否太弱。 （3）寻找平衡位置（核心考点）：线圈是否刚好处于平衡位置（即线圈平面与磁感线垂直的位置）。在这个位置上，线圈两边受到的力刚好相互抵消。 （4）验证方法：用手轻轻拨动一下线圈。如果拨动后线圈能正常转动，就证明线圈刚才刚好卡在了平衡位置。 3.换向器作用的场景应用题，解题步骤： （1）找准时机：线圈刚转过平衡位置时。 （2）描述动作：两个半圆环（换向器）自动改变了线圈中的电流方向。 （3）得出结论：线圈受力方向随之改变，从而使线圈能持续沿同一个方向转动。 注意：表述时一定要说“刚转过平衡位置时”，不能说是“在平衡位置时”。 角度01 探究磁场对电流的力的作用 1．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。 2．我国自主研制的电动型载人飞艇AS700D在湖北完成了首次科研飞行试验。飞艇飞行时由锂电池提供电能，由于通电导线在________中受力的作用，电动机转动，然后带动螺旋桨高速旋转；螺旋桨推动空气向后流动产生推力，从而使飞艇在空中前进。 【答案】磁场 【详解】电动机的工作基础就是通电导体在磁场中会受到力的作用，本题里飞艇的电动机正是利用该原理，将锂电池提供的电能转化为机械能，带动螺旋桨运转。 3．如图所示的实验装置，接通电源，让电流通过导体ab，会观察到导体向左运动；如果把电源正、负极对调后接入电路，或把蹄形磁体上下磁极调换一下，接通电源，会观察到导体ab向相反的方向运动。说明通电导线在磁场中受到力的方向与_________方向和_________方向有关。利用这一原理可制成_________（选填“发电机”或“电动机”）。 【答案】 电流 磁场 电动机 【详解】对调电源正负极，改变电流方向，导体受力运动方向反转；调换磁体磁极，改变磁场方向，导体受力运动方向也反转。因此通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关。 电动机是基于通电导体在磁场中受力运动的原理制成，将电能转化为机械能；而发电机是基于电磁感应现象制成，将机械能转化为电能，所以利用这一原理可制成电动机。 角度02 影响磁场对通电导线作用力大小和方向的因素 4．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。 5．将两块磁铁吸在干电池的正负极上构成了一个滚轮，如图所示，将其轻轻放在锡箔纸上，锡箔纸、磁铁、干电池构成了闭合电路，锡箔纸上电流的方向是从___________（填“A到B”或“B到A”），滚轮立刻开始向前滚动，其原理与___________（填“发电机”或“电动机”）相同；若想滚轮向相反的方向滚动，说出一种可行方法：____________________________________________。 【答案】 A到B 电动机 将电池正负极对调/对调两块磁铁的磁极 【详解】由电源外部电流从正极流向负极，得锡箔纸上电流方向为A到B； 滚轮滚动是因为通电的导体在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能，这和电动机的工作原理一致； 通电导体在磁场中的受力方向和电流方向、磁场方向有关，只要改变其中任意一个因素，受力方向就会反向，滚轮就会向相反方向滚动，因此可以通过调换干电池正负极的安装方向、或者对调两块磁铁的磁极来实现。 6．小华组装了如图所示的实验装置。 (1)这套装置可以用来探究______；（填字母） A．电磁感应现象 B．磁场对通电导体的作用 C．通电螺线管外部磁场的方向 (2)实验中把导体棒ab放在磁场里，接通电源，让电流通过导体棒ab，会观察到导体棒ab向左运动；如果把电源正、负极和蹄形磁体上下磁极同时对调后接入电路，会观察到导体棒ab向______（选填“左”或“右”）运动。 【答案】(1)B (2)左 【详解】（1）图中电路包含电源，闭合开关后导体棒中有电流通过，通电导体在磁场中会受力运动。该装置用于探究磁场对通电导体的作用，故选B。 （2）通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关。若同时改变电流方向和磁场方向，导体的受力方向不变，原来向左运动，现在仍向左运动。 角度03 电动机的工作原理 7．关于直流电动机，下列叙述正确的是（     ） A．直流电动机正常工作时，是将电能转化为内能 B．直流电动机的工作原理是电流的磁效应 C．电源的正、负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向也改变 D．直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的 【答案】D 【详解】A．直流电动机正常工作时，主要是将电能转化为机械能，只有小部分电能会转化为内能，故A错误； B．直流电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，并非电流的磁效应，故B错误； C．通电导体的受力方向同时和电流方向、磁场方向有关，若两个因素同时改变，受力方向（也就是电动机的转动方向）不会发生变化，故C错误； D．直流电动机的换向器由两个彼此绝缘的铜制半环组成，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，让线圈可以持续转动，故D正确。 故选D。 8．课外活动小组制作电磁驱动“小车”：把铜制裸导线密绕成长螺线管，当作轨道固定在水平桌面上；将两个强磁铁固定在一节新干电池的两极上制成“小车”，磁极与电极的位置关系如下图所示。把“小车”从右侧入口完全推入螺线管，“小车”自动向前运动到达左侧。关于“小车”运动的工作原理，下列说法正确的是（　　） A．调换干电池的正、负极，其他条件不变，“小车”仍能从右至左运动 B．调换两个强磁铁的磁极，其他条件不变，“小车”仍能从右至左运动 C．电磁驱动“小车”的原理与电动机的工作原理相同 D．电磁驱动“小车”的原理为电磁感应现象 【答案】C 【详解】A．调换干电池的正、负极，其他条件不变，线圈中的电流方向改变，则“小车”受力方向改变，“小车”不能从右侧运动到左侧，故A错误。 B．调换两个强磁铁的磁极，其他条件不变，磁场的方向改变，则“小车”受力方向改变，“小车”不能从右侧运动到左侧，故B错误。 CD．电磁驱动“小车”的原理是磁场对通电导体有力的作用，而不是电磁感应，这与电动机的工作原理相同，故C正确，D错误。 故选C。 9．电动机主要由定子和转子组成，因而要制作直流电动机，必须用___________制成线圈，且保证各圈导线之间是绝缘的，磁体要尽可能的磁性较___________。 【答案】 漆包线 强 【详解】制作直流电动机的线圈需要用漆包线，可以保证各圈导线之间相互绝缘，同时内部是导电的金属线，能让电流通过； 磁体的磁性越强，线圈受到的力越大，电动机的运转效果就越好，因此磁体要尽可能磁性较强。 角度04 直流电动机的基本构造及工作示意图 10．如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮去上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是N极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，以下说法错误的是（　　） A．若只将电源的正负极接线互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向相同 B．ab和cd边受到磁场的作用力时，作用力的方向一定相反 C．线圈连续转动过程中利用了惯性 D．线圈连续转动时受到的合力始终为零 【答案】D 【详解】A．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，若只将电源的正负极互换，则电流的方向发生改变，磁场的方向也发生了改变，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正确，不符合题意； B．由于两边中的电流方向相反，所以它们受到的磁场作用力的方向是相反的。故B正确，不符合题意； C．因为引线一端只有半圈绝缘漆皮被刮掉，所以在转动过程中，只有一半时间线圈受到力的作用。另外一半时间线圈不受磁场作用力，由于惯性而继续转动。故C正确，不符合题意； D．线圈持续转动时，运动状态在不断改变（方向和速度都在变化），故合力不为0。故D错误，符合题意。 故选D。 11．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。 角度05 直流电动机的转向与转速调节 12．图甲是直流电动机的结构原理图；图乙是测试直流电动机的电路，其中P是电磁铁的一端。当闭合时（     ） A．L发光 B．P是电磁铁的S极 C．若增大电源的电压，电磁铁的磁性增强 D．若将电源正负极反接，电动机的转向会改变 【答案】D 【详解】A．当S闭合时，电磁铁所在的控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使动触点向下运动，与下面的静触点接通，电动机所在电路接通，电动机工作，而灯泡L所在电路断开，L不发光，故A不符合题意； B．根据安培定则，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。从图乙可知，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，所以电磁铁的上端（P端）是N极，故B不符合题意； C．电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数等因素有关。电源E₂是电动机所在工作电路的电源，增大电源E₂的电压，不会改变控制电路中电磁铁的电流，也就不会改变电磁铁的磁性强弱，故C不符合题意； D．直流电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关，若将电源E₂正负极反接，那么电动机中的电流方向就会改变，从而电动机的转向会改变，故D符合题意。 故选D。 13．如图所示，将自制的电动机接入电路，其中支架是__________（填“导体”或“绝缘体”）。给线圈通电后，线圈开始转动，要使线圈转动方向与原来转动的方向相反，可以采取的一条措施是_____________________。 【答案】 导体 磁体的磁极上下调换（或调换导线所接的电源两极） 【详解】电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动。由图可知，支架与电池构成闭合回路，故支架应是导体。 线圈转动的方向与闭合回路中的电流方向和磁场方向有关，故可采用调换电源正负极，或调换磁体的N、S极。 角度06 电动机工作时的能量转化 14．青岛港的全自动化码头是全球领先的自动化码头之一，码头内各类装卸、搬运与牵引设备昼夜运转。下列设备工作过程中，没有使用热机的是（     ） A．靠泊作业的大功率柴油拖轮 B．由蓄电池驱动的自动导引车 C．往返码头的燃油集装箱卡车 D．码头调车用的内燃机车 【答案】B 【详解】热机是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能的装置。 ACD．柴油拖轮、燃油集装箱卡车、内燃机车使用的柴油机、内燃机均属于热机，故ACD不符合题意； B．蓄电池驱动的自动导引车是靠电动机将电能转化为机械能，没有使用热机，故B符合题意。 故选B。 15．2026年马年春晚再度升级科技阵容，多家国产机器人企业携手登场，带来一场科技与年味交融的视觉盛宴如图。控制机器人的芯片主要是由____________（ 选填“半导体”“超导体”或“绝缘体”）材料制成的；机器人的关节运动靠电动机驱动，电动机工作时主要将电能转化为____________能。 【答案】 半导体 机械 【详解】芯片的主要制作材料是半导体：因为半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，且可通过掺杂等方式精确控制其导电性，满足芯片对信号处理的需求。绝缘体不导电、超导体电阻为零，都不适合制作芯片。 电动机工作时消耗电能，输出动力使机器运动，主要将电能转化为机械能。 角度07 扬声器和耳机的构造及原理 16．如图所示是一款磁悬浮蓝牙音箱，它由球形音箱和底座组成，二者均为磁体，一边旋转一边播放歌曲。下列说法不正确的是（　　） A．蓝牙音箱扬声器的工作原理和电动机的工作原理相同 B．调节音箱音量，可以改变声音的响度 C．晚上欣赏音乐时降低音量，是在声源处减弱噪声 D．磁悬浮音箱发出的声音在真空中比超声波的传播速度大 【答案】D 【详解】A．扬声器和电动机的工作原理都是通电导体在磁场中受力运动，原理相同，故A正确； B．声音的响度对应音量大小，调节音量就是改变声音的响度，故B正确； C．降低音箱的音量，是从发声的源头控制噪声，属于在声源处减弱噪声，故C正确； D．声音的传播需要介质，真空不能传声，因此可听声和超声波在真空中都无法传播，不存在速度大小的比较，故D错误。 本题选择说法不正确的，故选D。 17．如图所示，为动圈式扬声器的结构图，连接着锥形纸盆的音频线圈AB套在铁芯上，线圈置于磁极之间。某一瞬间的电流方向如图所示，此时线圈左端为_________极。 【答案】N 【详解】图中电流从线圈右端流入，左端流出，根据安培定则，用右手握住线圈后，大拇指指向左端，因此线圈左端为N极（北极）。 【例1】（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。 【深化点拨】 （1）考查磁极间的相互作用规律，记住同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 （2）考查电动机的工作原理，区分通电受力与电磁感应这两个易混电磁原理。 （3）考查基础电磁实验现象识别，能够根据装置判断对应的物理规律。 （4）考查电磁现象的概念辨析，分清电生磁、磁场对电流的作用两类现象。 【变式1-1】（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。 【变式1-2】（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）下列实验装置能体现电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。 A．开关闭合后，通电导体受到磁场的作用，可以在导轨上运动，将电能转化为机械能，这符合电动机的工作原理，故A符合题意； B．电源、开关、滑动变阻器、定值电阻和电流表串联，电压表并联在定值电阻两端，此实验为测量定值电阻的阻值或探究电流与电压、电阻关系的实验，故B不符合题意； C．闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生电流，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故C不符合题意； D．闭合开关，通电螺线管中有电流流过时，会产生磁性，吸引悬挂的铁块，利用的是电流的磁效应，通过滑动变阻器改变电路中的电流，观察悬挂的铁块弹簧的伸长量判断磁性的强弱，可以研究电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系，故D不符合题意。 故选A。 【变式1-3】（2025·湖北随州·中考真题）同学们以“生活中的物理”为主题开展了科学实践活动。如图-1，是用金属螺钉、锡箔纸和饮料瓶制作的一个验电器，其工作原理是________。如图-2，太阳光通过装满水的三棱柱形透明牙签盒时发生折射，在牙签盒后面形成一条彩色光带，这种现象叫做光的________。如图-3，是兴趣小组自制的电动机，它是根据_________原理工作的。 【答案】 同种电荷相互排斥 色散 通电导体在磁场中受到力的作用 【详解】[1]验电器的工作原理是同种电荷相互排斥。当带电体接触验电器的金属螺钉时，电荷会通过锡箔纸传递，使两片锡箔纸带上同种电荷，由于同种电荷相互排斥，锡箔纸会张开。 [2]太阳光通过装满水的三棱柱形透明牙签盒时发生折射，分解成七种颜色的光，在牙签盒后面形成一条彩色光带，这种现象叫做光的色散。 [3]电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用原理工作的。当电流通过电动机的线圈时，线圈在磁场中受到力的作用而转动。 ⚡基础速刷 1．关于电与磁，下列说法错误的是（     ） A．奥斯特实验证明电流周围存在磁场 B．电动机是根据电磁感应现象制成的 C．地磁场的北极在地理南极附近 D．电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数有关 【答案】B 【详解】A．奥斯特实验说明了电流周围存在磁场，即电流的磁效应，故A正确，不符合题意； B．电动机是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成的，故B错误，符合题意； C．地球本身是巨大磁体，地磁场的北极在地理南极附近，地磁场的南极在地理北极附近，故C正确，不符合题意； D．电磁铁的原理是电流的磁效应，磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关，故D正确，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．如图所示，是新能源汽车生产中使用工业机器人移动物料的情景，下列选项中，能用来解释工业机器人的电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】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。 A．通电导线周围存在磁场，使得小磁针发生偏转，这是电流的磁效应，故A不符合题意； B．通电导线在磁场中，磁场对通电导线有力的作用，使导线运动起来，故B符合题意； C．电磁继电器工作时，开关闭合，控制电路接通，电磁铁具有磁性，将衔铁吸引下来，从而接通工作电路，主要利用了电流的磁效应，故C不符合题意； D．图中两个电磁铁串联，电流相同，线圈匝数不同，吸引大头针的数目不同，说明电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关，与机器人的工作原理不同，故D不符合题意。 故选B。 4．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。 5．智能窗帘的核心元件为直流电动机，其工作原理是通电导线在磁场中__________。如图是某款智能窗帘的控制电路原理图，它可通过改变电流的__________使直流电动机正转和反转。当开关接、接__________时，电动机才能启动工作。 【答案】 受到力的作用 方向 来形成通路 【详解】直流电动机的工作原理是：通电导线在磁场中受到力的作用。 直流电动机的转动方向与电流方向、磁场方向有关，通过改变电流的方向，即可改变电动机的转动方向，实现正转反转。 要让电动机启动工作，需要形成闭合通路，当接时，只有接，才能让电动机接入电源形成闭合回路。 🚀能力跃升 6．如图是电动垂直起降航空器，又称“空中出租车”，是一种能够垂直起降并依靠电力驱动的飞行器，核心模组100%国产化，它的动力装置主要是电动机。下列设备与电动机工作原理相同的是（     ） A．动圈式话筒 B．电热水壶 C．扬声器 D．电磁起重器 【答案】C 【详解】电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动。 A．动圈式话筒利用电磁感应原理工作，故A不符合题意； B．电热水壶利用电流的热效应工作，故B不符合题意； C．扬声器利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作，与电动机原理相同，故C符合题意； D．电磁起重器利用电流的磁效应工作，故D不符合题意。 故选C。 7．图示为某电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，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．在图示位置线圈平面恰好处在平衡位置 【答案】C 【详解】A．根据安培定则可以判断螺线管F端为S极，P端为N极，故A不符合题意； B．此电动机是直流电动机，需要换向器才可以持续一个方向转动，故B不符合题意； C．若将电源的正负极对调，则磁场方向和线圈中的电流方向都发生改变，从O点沿转轴观察，线圈仍顺时针转动，故C符合题意； D．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，故D不符合题意。 故选C。 8．制作小型电动机，为了便于快速转动，选择___________作为转子，___________作为定子。 【答案】 线圈 磁体 【详解】转动部分质量越小，惯性越小，运动状态越容易改变，更便于快速转动，因此选质量较小的线圈作为转子，磁体作为定子。 9．(1)用如图所示的装置“探究磁场对电流的作用”，需要在M、N两接线柱间接入____________，导体棒AB适合用____________（选填“铁棒”或“铝棒”），实验中若想增大导体棒AB摆动的幅度，可采取的方式是____________（选填：A．增大电流；B．增强磁场；C．方法A或B均可）。 (2)LED灯具有节能、环保等特点，一只标有“220V10W”字样的LED灯泡与一只标有“220V100W”字样的白炽灯正常发光时亮度相当。则1kW·h的电能可供一只这样的LED灯正常工作____________h；若该白炽灯正常发光的效率为8%，则该LED灯正常发光时效率为____________。 【答案】(1) 电源 铝棒 C (2) 100 80% 【详解】（1）探究磁场对电流的作用实验需电源提供电流，故M、N间接入电源。 因铁棒为磁性材料，会被磁体吸引干扰实验，故导体棒选铝棒。 由通电导体在磁场中受力大小与电流大小、磁场强弱有关，可知增大电流或增强磁场均可增大作用力，使摆动幅度增大，故选C。 （2）LED灯正常工作的时间为 两灯正常发光时亮度相当，故发光功率相同。白炽灯的发光功率为 LED灯正常发光的效率为 10．在研究“磁场对通电导体的作用”实验中。 (1)利用如图所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在a、b之间接入______，根据该原理可制成______； (2)在乙图中，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力的方向是______。 【答案】(1) 电源 电动机 (2)竖直向上 【详解】（1）利用如图所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，即必须有电源，所以在a、b间应接电源；利用该原理可制成电动机。 （2）通电导线在磁场中所受力的方向跟电流方向和磁场方向有关。在乙图中，磁场方向相同，但导线ab与cd的电流方向相反，所以通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上。 🌟思维挑战 11．如图所示，学校的物理兴趣小组用漆包线自制了一个简易电动机，甲图是电路图，乙图是他们绕制的线圈，线圈的下方是一强磁铁，漆包线在线圈的两端各伸出约5cm，将电路的两端分别接在铁圈A、B上，A、B固定在木支架上，下列说法正确的是（　　） A．若要该电动机持续转动起来必须用小刀将一端漆包线全部刮掉，另一端刮掉半周 B．电动机的工作原理是电磁感应 C．如果同时改变电流方向和磁场方向，电动机的转动方向改变 D．移动滑动变阻器滑片不能改变电动机的转速 【答案】A 【详解】A．若要使该电动机的线圈持续转动，需要在线圈刚转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈能够继续转动。如果两端均全部刮掉，当线圈转过平衡位置时，由于电流方向不变，线圈的受力方向也不变，线圈会在平衡位置附近来回摆动一下而停止，不能持续转动。当一端全部刮掉时，该端与换向器始终接通，另一端刮半周，则线圈有半周处于通电状态而受力转动，另外半周电路中无电流，线圈由于惯性继续转动，从而实现持续转动，故A正确； B．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力而转动，而不是电磁感应，电磁感应是发电机的工作原理，故B错误； C．电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关，当只改变其中一个因素时，电动机的转动方向就会发生改变，如果同时改变电流方向和磁场方向，电动机的转动方向不改变，故C错误； D．滑动变阻器和线圈串联，移动滑动变阻器滑片可以改变电路上的电流大小，电流越大，电动机的转速就越快，说明移动滑动变阻器滑片能改变电动机的转速，故D错误。 故选A。 12．如图所示，某综合实践小组用一段漆包线、电磁铁、开关、硬金属丝和电池等器材制作了一个简易的电动机，其中线圈abcd左端引线的漆皮全部刮掉，右端引线漆皮刮掉下半周。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来，下列说法正确的是（   ） A．该电动机的工作原理是电磁感应 B．增大电源电压，电磁铁的磁性增强 C．图中电磁铁的上端为S极 D．对调电源的正、负极，线圈的转动方向改变 【答案】B 【详解】A．闭合开关，用手轻推一下线圈，通电的线圈在磁场中由于受到磁力的作用会持续转动，这就是简易的电动机的原理，故A错误； B．电磁铁的磁性与线圈电流大小和线圈匝数有关。增大电源电压，通过线圈的电流增大，电磁铁的磁性增强，故B正确； C．根据安培定则，电磁铁的上端为N极，故C错误； D．通电的线圈在磁场中受到磁力的方向与磁场方向和电流方向有关。若只将电源的正负极互换，则电流的方向发生改变，磁极的方向也发生了改变，线圈中电流的方向也发生了改变，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D错误。 故选B。 13．如图甲所示为某物理小组制作出的神奇的转框，将金属线弯成一个线框，与干电池和吸附在干电池上的圆柱形金属磁体分别接触，这样金属框就可以绕电池持续转动，图乙为该实验装置的电路示意图。转框可用的金属材料是______；若想使转框反方向旋转，可采取的措施是______。 【答案】 铜/铝 对调干电池的正负极/对调磁铁的 N、S 极 【详解】[1]这个装置的原理是通电导体在磁场中受力转动，因此金属框需要导电，才能形成闭合回路，让电流通过。同时还要注意：不能用铁、镍等材料，这种材料会被磁铁吸引，而无法转动。所以，制作该金属框可以选择的导电金属有：铜或铝等。 [2]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。因此，要改变转框的旋转方向，可以采取以下措施：对调干电池的正负极，从而改变电路中的电流方向；或对调磁铁的 N、S 极，从而改变磁场的方向。 14．如图是电压表内部结构示意图，表头内部有一个磁铁和一个导电线圈，通电后，指针在磁力的作用下会旋转，其原理是___________，当电压表正负接线柱接反时，电压表指针反向偏转，说明受力方向与___________有关；该电压表有两个量程，若使用小量程，则应把导线接在图中___________两个接线柱上（填字母）。 【答案】 通电导体在磁场中受到力的作用 电流方向 A、B 【详解】[1]电压表内部的磁铁形成磁场，当电流通过线圈时，线圈会在磁场中受到力的作用而旋转，从而带动指针指示电压值。所以电压表的原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 [2]当电压表正负接线柱接反时，电流从负极流入，正极流出，线圈中的电流方向改变，指针反向偏转，说明受力方向与电流方向有关。 [3]电压表有两个量程，指针指在电压表同一位置时，所以测得电压不同，但指针偏转角度相同，即该线圈受到磁场力的作用相等，而磁场没有发生改变，说明通过的电流相同，由可知，所测电压小时，电路电阻较小，所测电压大时，电路电阻较大，由图可知，若使用小量程，应把导线接在图中A、B两个接线柱上。 15．下图是与电动机有关的四幅图： （1）甲图中，通电后导线ab从静止变为运动的原因是：_________。此时该装置将电能转化为________能； （2）发现甲装置的原理后，我们会将导线ab改为线圈状，这样可以变导体的左右运动为线圈转动；同时我们还会增加线圈匝数（如图乙），这样做是为了__________； （3）在乙、丙、丁三幅图中，通电后线圈不能持续转动的是_________图；有换向器结构的是________图； （4）实际的电动机采用的是_______的结构，它的优点是_____________（说一条即可）。 【答案】 通电导体在磁场中受到力的作用 机械 见解析 乙 丁 丁图 见解析 【详解】（1）[1][2]图甲中，闭合开关后，导线ab有电流通过，有电流通过的导线ab在磁场中，受到力的作用，由静止变为运动，此过程将电能转化为导线ab的机械能。 （2）[3]图乙中，增加线圈匝数，相当于增强电磁铁的磁性，可增大线圈所受的磁场力。 （3）[4][5]图乙中，线圈由于惯性，转过平衡位置后，由于受力方向相反，转动减慢，到另一平衡位置时，由于受力受力平衡，不转动，图乙中，线圈不能持续转动；图丙中，通电后，线圈有电流通过时，受到磁场作用力，开始转动，转到右端引线未刮漆皮处，线圈无电流通过，由于惯性，仍继续转动，转动漆皮刮掉处，线圈有电流通，又继续转动，图丙中的线圈可持续转动；图丁中，铜半环E和F及电刷A和B，组成换向器，通电后，线圈转动，平衡位置时，由于惯性，继续转动，转过平衡位置后，换向器将线圈中的电流方向改变，于是线圈获得相同方向的受力，于是持续转动。所以有换向器的是丁图。 （4）[6][7]实际电动机有多个线圈，每个线圈都接在一对换向片上，可以保证每个线圈在转动过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。所以采用的是图丁的结构。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第16.3节 磁场对电流的作用 电动机 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 磁场对通电导体的作用 考点02 电动机 03 避坑指南·解题通法 角度01 探究磁场对电流的力的作用 角度02 影响磁场对通电导线作用力大小和方向的因素 角度03 电动机的工作原理 角度04 直流电动机的基本构造及工作示意图 角度05 直流电动机的转向与转速调节 角度06 电动机工作时的能量转化 角度07 扬声器和耳机的构造及原理 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.知道通电导体在磁场中受力，受力方向与电流方向、磁场方向有关。 2.了解直流电动机构造，理解换向器的作用，知道电动机能量转化。 3.能够分析电动机转动故障，知道改变转速、转向的办法。 1.方向判断：两个因素任意一个反向，受力方向反向；两个同时反向，受力方向不变。 2.换向器核心：线圈转过平衡位置瞬间自动改变线圈内部电流方向，保证持续转动。 3.对比区分：电动机是 “通电而动”，有电才动，电能转化为机械能。 知识导图 考点01 磁场对通电导体的作用 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（通电导线在磁场中受到磁力的作用，发生运动）。磁力的方向和电流方向、磁场方向有关。 2、磁场对通电线圈的作用 （1）通电线圈在磁场中受力会发生转动，但不能持续转动。 （2）如果不能使通过线圈的电流发生改变，通电线圈则不能持续的转动下去。 3、探究磁场对通电导线的作用 （1）实验器材：马蹄磁铁，导线，导轨，电源，开关 （2）实验步骤： 步骤1：把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线，会发现导线会运动，说明通电导线在磁场中受到力的作用。 步骤2：把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线的电流方向与原来相反，观察这时导线的运动方向。 步骤3：保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极，使磁场的方向与原来相反，观察这时导线的运动方向。 步骤4：同时改变电流的方向与磁场的方向，观察这时导线的运动方向；由此实验可以验证通电导线在磁场中受到力的作用及受力的方向与电流方向、磁场方向的关系。 （3）实验结论：通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系。当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。如果同时改变电流的方向和磁感线的方向，通电导线受力的方向不变。 4、磁场对通电线框的作用：把线框放在磁场中，接通电源，让电流通过线框，会观察到通电线框在磁场中发生转动，但通电线框在磁场里只是转过一个角度，不能持续转动。 【深化点拨】 1．磁场对通电导线的作用解题方法点拨 （1）通电导体在磁场中要受力而运动，通电导体在磁场中所受磁场力的大小与通过导体的电流大小和磁场的强弱有关，通过导体的电流越大，磁场越强，导体受到的磁场力就越大。 （2）电磁学中的电流磁效应、磁场对通电导体有力的作用、电磁感应等原理要注意区分。 （3）通电导线在磁场中的受力情况与磁感线的方向、电流方向以及它们之间的相对位置有关。当通电导线与磁感应方向平行时，通电导线不受力，当通电导线与磁场方向垂直时，受力最大。 2．通电导线在磁场中的受力情况判定：安培力的方向可以通过左手定则来判断。伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。‌ 1．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 2．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。 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：________________。 考点02 电动机 1、电动机 电动机构造 转子—转动的线圈；定子—固定不动的磁体 工作原理 根据通电线圈在磁场中受力的作用而发生转动的原理制成的 线圈在磁场中的转动 通电后的线圈会转动，转过平衡位置后，受到的力要阻碍它的转动，故线圈又会减速至零，向反方向转动，这样线圈在平衡位置左右来回摆动，慢慢停下来，最后停在平衡位置 使线圈连续转动的方法 方法一：当线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，让线圈靠惯性转过后半周。但因为后半周线圈不受力的作用，故这种方法线圈的转动不稳定，动力弱。 方法二：在线圈转动的后半周，设法改变电流方向，使线圈在后半周也获得同转动方向相同的动力，这样线圈会平稳、有力地转动下去。实际的电动机就是采用该方法使线圈连续转动的，实现该目的的装置叫 。 换向器 当线圈转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向，从而使线圈获得同转动方向相同的力，能持续转动下去 电动机中的能量转化 电动机在使用过程中，主要将电能转化为机械能对外做功 电动机优点 结构简单、体积小、效率高、制造方便、污染较小，种类繁多，能满足各种不同的需求 电动机的应用 家庭生活中的电风扇、冰箱、洗衣机、电动自行车以及一些电动玩具中都应用到了电动机；在工农业生产中，机床、水泵需要电动机带动，电力机车、电梯需要电动机牵引 2、扬声器：扬声器俗称“喇叭”，是十分常见的把电信号转换成声信号的装置，在发声的电子设备中都能见到它。扬声器主要由磁铁、线圈、锥形纸盆等构成。当通入大小和方向不断变化的电流时，线圈会受到大小和方向不断变化的磁场的作用力从而发生振动，并带动相连的纸盆振动发声。 （1）构造如图：永久磁体、线圈、锥形纸盆。 （2）原理： 。 （3）工作过程：扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，使得在一个瞬间和下一个瞬间产生不同方向的磁场，线圈就不断地来回振动，纸盆也就振动起来，便发出了声音。 （4）话筒把 ，扬声器把 ；话筒中机械能转化为电能，扬声器中电能转化为机械能。 3、左手定则：把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，手心面向N极（叉进点出），四指指向电流所指方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向。 【深化点拨】 1．电动机工作原理解题思路点拨 （1）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；电流产生磁场原理的变形（电流产生磁场），一个通电线圈相当于一个具有NS极的磁体，形成电磁力。 （2）电动机是将电能转化为机械能的装置。 2．换向器的构造及作用 （1）换向器的构造：两个铜半环跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘，两个电刷分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路； （2）换向器的作用是每转到平衡位置时都能自动改变线圈中电流方向，使直流电动机向一个方向持续转动下去。 3．电动机转向与速度的调节 （1）电动机的转动方向：电动机的转动方向由电流方向和磁场方向决定；改变电动机转动方向的方法：改变电流方向（交换电压接线）或改变磁感线方向（对调极）。 （2）电动机转速：电动机转速的大小与线圈的匝数、线圈中电流的大小、磁场的强弱有关，即线圈匝数越多，电流越大，磁场越强，转速越快；提髙电动机转速的方法：增加线圈的匝数、增加磁体的磁性、增大电流。 1．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 2．如图所示，直流电动机主要由_______和_______两部分构成，它的工作原理是_______，其中换向器的作用是改变线圈中_______，从而保证线圈始终朝同一方向转动。      磁场对电流的作用 电动机的综合应用及解题步骤 1.影响通电导线在磁场中受力方向的分析，解题步骤： （1）看清条件：题目中是否只改变了电流方向，或者只改变了磁场（磁极）方向。 （2）判定法则：只改变其中一个因素（电流方向或磁场方向），导体的受力方向就会反向；如果两个因素同时改变，导体的受力方向不变。 （3）特殊状态：如果导线中的电流方向与磁场方向平行，导线不受磁场力。 2.直流电动机“线圈卡死/不转”的故障排查，解题步骤： （1）检查电源和电路：电压是否过低，或者导线是否接触不良，导致电流太小，磁场力不足以克服摩擦力。 （2）检查磁场强弱：磁铁的磁性是否太弱。 （3）寻找平衡位置（核心考点）：线圈是否刚好处于平衡位置（即线圈平面与磁感线垂直的位置）。在这个位置上，线圈两边受到的力刚好相互抵消。 （4）验证方法：用手轻轻拨动一下线圈。如果拨动后线圈能正常转动，就证明线圈刚才刚好卡在了平衡位置。 3.换向器作用的场景应用题，解题步骤： （1）找准时机：线圈刚转过平衡位置时。 （2）描述动作：两个半圆环（换向器）自动改变了线圈中的电流方向。 （3）得出结论：线圈受力方向随之改变，从而使线圈能持续沿同一个方向转动。 注意：表述时一定要说“刚转过平衡位置时”，不能说是“在平衡位置时”。 角度01 探究磁场对电流的力的作用 1．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 2．我国自主研制的电动型载人飞艇AS700D在湖北完成了首次科研飞行试验。飞艇飞行时由锂电池提供电能，由于通电导线在________中受力的作用，电动机转动，然后带动螺旋桨高速旋转；螺旋桨推动空气向后流动产生推力，从而使飞艇在空中前进。 3．如图所示的实验装置，接通电源，让电流通过导体ab，会观察到导体向左运动；如果把电源正、负极对调后接入电路，或把蹄形磁体上下磁极调换一下，接通电源，会观察到导体ab向相反的方向运动。说明通电导线在磁场中受到力的方向与_________方向和_________方向有关。利用这一原理可制成_________（选填“发电机”或“电动机”）。 角度02 影响磁场对通电导线作用力大小和方向的因素 4．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 5．将两块磁铁吸在干电池的正负极上构成了一个滚轮，如图所示，将其轻轻放在锡箔纸上，锡箔纸、磁铁、干电池构成了闭合电路，锡箔纸上电流的方向是从___________（填“A到B”或“B到A”），滚轮立刻开始向前滚动，其原理与___________（填“发电机”或“电动机”）相同；若想滚轮向相反的方向滚动，说出一种可行方法：____________________________________________。 6．小华组装了如图所示的实验装置。 (1)这套装置可以用来探究______；（填字母） A．电磁感应现象 B．磁场对通电导体的作用 C．通电螺线管外部磁场的方向 (2)实验中把导体棒ab放在磁场里，接通电源，让电流通过导体棒ab，会观察到导体棒ab向左运动；如果把电源正、负极和蹄形磁体上下磁极同时对调后接入电路，会观察到导体棒ab向______（选填“左”或“右”）运动。 角度03 电动机的工作原理 7．关于直流电动机，下列叙述正确的是（     ） A．直流电动机正常工作时，是将电能转化为内能 B．直流电动机的工作原理是电流的磁效应 C．电源的正、负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向也改变 D．直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的 8．课外活动小组制作电磁驱动“小车”：把铜制裸导线密绕成长螺线管，当作轨道固定在水平桌面上；将两个强磁铁固定在一节新干电池的两极上制成“小车”，磁极与电极的位置关系如下图所示。把“小车”从右侧入口完全推入螺线管，“小车”自动向前运动到达左侧。关于“小车”运动的工作原理，下列说法正确的是（　　） A．调换干电池的正、负极，其他条件不变，“小车”仍能从右至左运动 B．调换两个强磁铁的磁极，其他条件不变，“小车”仍能从右至左运动 C．电磁驱动“小车”的原理与电动机的工作原理相同 D．电磁驱动“小车”的原理为电磁感应现象 9．电动机主要由定子和转子组成，因而要制作直流电动机，必须用___________制成线圈，且保证各圈导线之间是绝缘的，磁体要尽可能的磁性较___________。 角度04 直流电动机的基本构造及工作示意图 10．如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮去上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是N极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，以下说法错误的是（　　） A．若只将电源的正负极接线互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向相同 B．ab和cd边受到磁场的作用力时，作用力的方向一定相反 C．线圈连续转动过程中利用了惯性 D．线圈连续转动时受到的合力始终为零 11．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”）。 角度05 直流电动机的转向与转速调节 12．图甲是直流电动机的结构原理图；图乙是测试直流电动机的电路，其中P是电磁铁的一端。当闭合时（     ） A．L发光 B．P是电磁铁的S极 C．若增大电源的电压，电磁铁的磁性增强 D．若将电源正负极反接，电动机的转向会改变 13．如图所示，将自制的电动机接入电路，其中支架是__________（填“导体”或“绝缘体”）。给线圈通电后，线圈开始转动，要使线圈转动方向与原来转动的方向相反，可以采取的一条措施是____________。 角度06 电动机工作时的能量转化 14．青岛港的全自动化码头是全球领先的自动化码头之一，码头内各类装卸、搬运与牵引设备昼夜运转。下列设备工作过程中，没有使用热机的是（     ） A．靠泊作业的大功率柴油拖轮 B．由蓄电池驱动的自动导引车 C．往返码头的燃油集装箱卡车 D．码头调车用的内燃机车 15．2026年马年春晚再度升级科技阵容，多家国产机器人企业携手登场，带来一场科技与年味交融的视觉盛宴如图。控制机器人的芯片主要是由____________（ 选填“半导体”“超导体”或“绝缘体”）材料制成的；机器人的关节运动靠电动机驱动，电动机工作时主要将电能转化为____________能。 角度07 扬声器和耳机的构造及原理 16．如图所示是一款磁悬浮蓝牙音箱，它由球形音箱和底座组成，二者均为磁体，一边旋转一边播放歌曲。下列说法不正确的是（　　） A．蓝牙音箱扬声器的工作原理和电动机的工作原理相同 B．调节音箱音量，可以改变声音的响度 C．晚上欣赏音乐时降低音量，是在声源处减弱噪声 D．磁悬浮音箱发出的声音在真空中比超声波的传播速度大 17．如图所示，为动圈式扬声器的结构图，连接着锥形纸盆的音频线圈AB套在铁芯上，线圈置于磁极之间。某一瞬间的电流方向如图所示，此时线圈左端为_________极。 【例1】（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____________________________________________________________。 【深化点拨】 （1）考查磁极间的相互作用规律，记住同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 （2）考查电动机的工作原理，区分通电受力与电磁感应这两个易混电磁原理。 （3）考查基础电磁实验现象识别，能够根据装置判断对应的物理规律。 （4）考查电磁现象的概念辨析，分清电生磁、磁场对电流的作用两类现象。 【变式1-1】（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 【变式1-2】（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）下列实验装置能体现电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【变式1-3】（2025·湖北随州·中考真题）同学们以“生活中的物理”为主题开展了科学实践活动。如图-1，是用金属螺钉、锡箔纸和饮料瓶制作的一个验电器，其工作原理是________。如图-2，太阳光通过装满水的三棱柱形透明牙签盒时发生折射，在牙签盒后面形成一条彩色光带，这种现象叫做光的________。如图-3，是兴趣小组自制的电动机，它是根据_________原理工作的。 ⚡基础速刷 1．关于电与磁，下列说法错误的是（     ） A．奥斯特实验证明电流周围存在磁场 B．电动机是根据电磁感应现象制成的 C．地磁场的北极在地理南极附近 D．电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数有关 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．如图所示，是新能源汽车生产中使用工业机器人移动物料的情景，下列选项中，能用来解释工业机器人的电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 4．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。 5．智能窗帘的核心元件为直流电动机，其工作原理是通电导线在磁场中__________。如图是某款智能窗帘的控制电路原理图，它可通过改变电流的__________使直流电动机正转和反转。当开关接、接__________时，电动机才能启动工作。 🚀能力跃升 6．如图是电动垂直起降航空器，又称“空中出租车”，是一种能够垂直起降并依靠电力驱动的飞行器，核心模组100%国产化，它的动力装置主要是电动机。下列设备与电动机工作原理相同的是（     ） A．动圈式话筒 B．电热水壶 C．扬声器 D．电磁起重器 7．图示为某电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，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．在图示位置线圈平面恰好处在平衡位置 8．制作小型电动机，为了便于快速转动，选择___________作为转子，___________作为定子。 9．(1)用如图所示的装置“探究磁场对电流的作用”，需要在M、N两接线柱间接入____________，导体棒AB适合用____________（选填“铁棒”或“铝棒”），实验中若想增大导体棒AB摆动的幅度，可采取的方式是____________（选填：A．增大电流；B．增强磁场；C．方法A或B均可）。 (2)LED灯具有节能、环保等特点，一只标有“220V10W”字样的LED灯泡与一只标有“220V100W”字样的白炽灯正常发光时亮度相当。则1kW·h的电能可供一只这样的LED灯正常工作____________h；若该白炽灯正常发光的效率为8%，则该LED灯正常发光时效率为____________。 10．在研究“磁场对通电导体的作用”实验中。 (1)利用如图所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在a、b之间接入______，根据该原理可制成______； (2)在乙图中，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力的方向是______。 🌟思维挑战 11．如图所示，学校的物理兴趣小组用漆包线自制了一个简易电动机，甲图是电路图，乙图是他们绕制的线圈，线圈的下方是一强磁铁，漆包线在线圈的两端各伸出约5cm，将电路的两端分别接在铁圈A、B上，A、B固定在木支架上，下列说法正确的是（　　） A．若要该电动机持续转动起来必须用小刀将一端漆包线全部刮掉，另一端刮掉半周 B．电动机的工作原理是电磁感应 C．如果同时改变电流方向和磁场方向，电动机的转动方向改变 D．移动滑动变阻器滑片不能改变电动机的转速 12．如图所示，某综合实践小组用一段漆包线、电磁铁、开关、硬金属丝和电池等器材制作了一个简易的电动机，其中线圈abcd左端引线的漆皮全部刮掉，右端引线漆皮刮掉下半周。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来，下列说法正确的是（   ） A．该电动机的工作原理是电磁感应 B．增大电源电压，电磁铁的磁性增强 C．图中电磁铁的上端为S极 D．对调电源的正、负极，线圈的转动方向改变 13．如图甲所示为某物理小组制作出的神奇的转框，将金属线弯成一个线框，与干电池和吸附在干电池上的圆柱形金属磁体分别接触，这样金属框就可以绕电池持续转动，图乙为该实验装置的电路示意图。转框可用的金属材料是______；若想使转框反方向旋转，可采取的措施是______。 14．如图是电压表内部结构示意图，表头内部有一个磁铁和一个导电线圈，通电后，指针在磁力的作用下会旋转，其原理是___________，当电压表正负接线柱接反时，电压表指针反向偏转，说明受力方向与___________有关；该电压表有两个量程，若使用小量程，则应把导线接在图中___________两个接线柱上（填字母）。 15．下图是与电动机有关的四幅图： （1）甲图中，通电后导线ab从静止变为运动的原因是：_________。此时该装置将电能转化为________能； （2）发现甲装置的原理后，我们会将导线ab改为线圈状，这样可以变导体的左右运动为线圈转动；同时我们还会增加线圈匝数（如图乙），这样做是为了__________； （3）在乙、丙、丁三幅图中，通电后线圈不能持续转动的是________图；有换向器结构的是______图； （4）实际的电动机采用的是_______的结构，它的优点是_____________（说一条即可）。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $