20.4 电动机（培优考点练）物理新教材人教版九年级全一册

20.4 电动机 ————————————⏩目录⏪———————————— ✍题型培优练································································································1 题型01 通电导线在磁场中受力作用原理的应用 题型02 探究磁场对通电导线的作用 题型03 电动机与工作原理 ✍拓展综合练································································································10 ✍中考真题练································································································13 ✍新题追踪练································································································16 ✍题型培优练 ✏题型01 通电导线在磁场中受力作用原理的应用 1. 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。 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. 下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（     ） A B C D A．洗衣机 B．电视机 C．扫地机 D．电饭锅 【答案】D 【详解】AC．洗衣机和扫地机的主要部件是电动机，工作时将电能主要转化为机械能，故AC错误； B．电视机工作时主要将电能转化为光能和声能，故B错误； D．电饭锅工作时将电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故D正确。 故选D。 4. 下列装置利用如图所示原理的是（　　） A．电铃 B．扬声器 C．动圈式话筒 D．电磁起重机 【答案】B 【详解】图中装置有电源，原理是通电导体在磁场中受力而运动。 A．电铃是利用电流的磁效应，故A不符合题意； B．扬声器通电后线圈振动，是利用通电导体在磁场中受力运动的原理，故B符合题意； C．动圈式话筒利用电磁感应原理工作的，故C不符合题意； D．电磁起重机利用电流的磁效应工作的，故D不符合题意。 故选B。 5. 我国搭载电磁弹射技术的航空母舰“福建舰”，是全球首艘常规动力电磁弹射航母。电磁弹射原理如图所示，电枢电流可产生电枢磁场，这是利用了电流的______效应。驱动电流在磁场中受到力的作用将舰载机弹射出去，这与________（选填“电动机”或“发电机”）的原理相同。若要改变舰载机的运动方向，可采取的措施是__________（填一种即可）。 【答案】 磁 电动机 改变电流方向/改变磁场方向 【详解】电流周围存在磁场，这种现象叫电流的磁效应，电枢电流产生电枢磁场正是利用了这一效应；电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，电磁弹射驱动电流在磁场中受力运动，和电动机的工作原理一致；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，改变其中一个因素，受力方向就会改变。 6. 如图所示，某同学将一个线圈粘贴在纸杯底部，在线圈上方放置一个强磁体，然后在线圈中通入交变电流，纸杯振动发声，这是利用了_______的原理，线圈中的电流_____（选填“会”或“不会”）产生磁场。 【答案】 通电线圈在磁场中受力运动 会 【详解】这个装置的原理和动圈式扬声器相同：通入交变电流的线圈放在强磁体的磁场中，电流方向周期性变化，线圈受力方向也随之周期性变化，带动纸杯振动发声，是利用了通电线圈在磁场中受力运动的原理。 根据电流的磁效应（奥斯特实验结论），通电导体周围一定存在磁场，因此线圈中的电流会产生磁场。 ✏题型02 探究磁场对通电导线的作用 7. 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。 8. 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。 9. 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b流向a的电流，观察到导体棒向右运动，实验表明：_____________。若要改变导体棒ab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ab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。 10．图甲是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图，小谦同学实际探究时，在电路上连接了一个滑动变阻器如图乙所示，实验记录如表： 实验序号 磁场方向 导线ab中电流方向 导线ab运动方向 1 向下 无电流 静止不动 2 向下 由a向b 向左运动 3 向上 由a向b 向右运动 4 向下 由b向a 向右运动 （1）小谦在电路中接入滑动变阻器的作用是______； （2）比较实验2和3，说明通电导线在磁场中受力方向与______有关，比较实验______，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关； （3）小谦通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法是______； （4）小谦想在图甲的基础上对实验进行改造，来探究影响感应电流方向的因素，为了观察到明显的实验现象，他要把图甲中的电源换成图中的______。 【答案】(1)保护电路 (2) 磁场方向 2、4 (3)转换法 (4)灵敏电流计 【详解】（1）在电路中接入滑动变阻器，主要作用是保护电路，防止电流过大烧坏电源或导线。 （2）比较实验2和3可知，两次实验电流方向相同，磁场方向不同，导线运动方向不同，说明通电导线在磁场中受力方向与磁场方向 有关。 要说明受力方向与电流方向有关，需要控制磁场方向相同、改变电流方向。实验2和4中磁场方向均向下，电流方向相反，因此选实验2和4。 （3）通过观察导线运动方向，来间接判断导线在磁场中受力方向，这种将不易直接观察的受力方向，转化为容易观察的运动方向的方法，叫做转换法。 （4）探究感应电流方向的实验中，电路中不需要电源，且感应电流通常很微弱，需要用灵敏电流计来检测电流方向和大小，因此要把图甲中的电源换成灵敏电流计。 ✏题型03 电动机与工作原理 11. 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。 12. 某同学进行了电动机的相关实验，如图所示。下列措施中不能增大电动机线圈的转速的是（    ） A．向右移动滑动变阻器的滑片P B．换用磁性更强的磁体 C．增加电池的节数 D．将磁体N、S极对调 【答案】D 【详解】电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，即通电导体在磁场中受到力的作用； A．向右移动滑动变阻器滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的电流增大，线圈受到的作用力增大，线圈转速提高，故A不符合题意； B．换用磁性更强的磁体，可以增大线圈受力，提高线圈转速，故B不符合题意； C．增加电池的节数，可以增大电压，从而使电流增大，可以增大线圈受力，提高线圈转速，故C不符合题意； D．将N、S极对调，可以改变转动方向，不能改变转速，故D符合题意。 故选D。 13. 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90°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。 14．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。 15. 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）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。 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）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。 16. 如图所示，使线圈位于磁体两磁极间的磁场中，线圈所处的空间磁场强弱恒定不变。 （1）使线圈静止在图甲位置上，闭合开关，通电后cd段导线所受磁场力的方向与 ab段导线所受磁场力的方向_________（选填“相同”或“相反”），其理由是：磁场方向相同，___________。 （2）如图乙所示，线圈转过平衡位置后，ab、cd段导线所受磁场力的方向________（选填“不变”或“改变”），所以线圈不能持续转动。 （3）图丙中的线圈可以持续转动，是因为它加装了_________，该装置能在线圈________（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。 （4）通电线圈在磁场中转动过程中，将电能主要转化为___________能。 【答案】（1）相反 电流方向相反 （2）不变 （3）换向器 刚转过 （4）机械 【详解】（1）由于ab、cd通过的电流方向相反，而磁场方向相同，所以所受的磁场的作用力的方向相反。 （2）电流方向和磁场方向均未变，ab、cd段受力方向不变。此时ab段在右侧，cd段在左侧，由于受力方向未变，阻碍了线圈继续转动。 （3）加装了换向器，让线圈刚转过平衡位置便改变电流的方向，从而改变受力方向，使线圈能够持续转动。 （4）在电动机工作过程中，通电线圈在磁场中受到力的作用，这个力使得线圈产生转动，从而将电能转化为机械能。 ✍拓展综合练 17. 如图所示，闭合开关，磁场对导体的力F竖直向下，下列选项分别表示闭合开关时磁场对导体ab或cd的力的方向正确的是（   ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向和磁场方向有关。 A．与题图相比，磁场方向不变，通过导体ab的电流方向改变，则受到的磁场力方向改变，应为竖直向上，故A错误； B．与题图相比，磁场方向改变，通过导体cd的电流方向改变，则受到的磁场力方向不变，应为竖直向下，故B错误； C．与题图相比，磁场方向改变，通过导体ab的电流方向不变，则受到的磁场力方向改变，应为竖直向上，故C错误； D．与题图相比，磁场方向改变，通过导体ab的电流方向改变，则受到的磁场力方向不变，应为竖直向下，故D正确。 故选D。 19. 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。 20．某个LED灯发光的颜色与通过其电流方向的关系如图甲所示；将该LED灯与线圈abcd连接后，在两次实验中线圈abcd的转动情况分别如图乙、丙所示。下列说法正确的是（　　） A．图乙中ab与cd所受磁场力的方向相同 B．乙、丙两图中ab边所受磁场力方向相同 C．图丙中的LED灯发黄光 D．乙、丙两图中流经线圈abcd的电流方向相同 【答案】C 【详解】A．由图乙可知，ab与cd的电流方向不同，而磁场方向相同，故所受磁场力的方向不同，故A错误； B．由图乙、丙可知，在两次实验中电源方向相反，电路其他元件相同，则ab边的电流方向不同，而磁场方向相同，故所受磁场力的方向不同，故B错误； CD．由图乙、丙可知，在两次实验中电源方向相反，电路其他元件相同，则两图中流经线圈abcd的电流方向不同，图乙中LED灯电流方向为B进A出，图丙中LED灯电流方向为A进B出，由图甲知图丙中的LED灯发黄光，故D错误，C正确。 故选C。 21. （多选题）关于如图所示的电与磁现象，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，电磁铁A比电磁铁B线圈匝数少，则电磁铁A的磁性比B的弱 B．乙图中只对调磁体N、S极，闭合开关后，导体的运动方向不会改变 C．丙图中的扬声器工作原理与乙图原理相同 D．丁图实验说明通电导体周围存在磁场，将小磁针移走，磁场消失 【答案】AC 【详解】A．两电磁铁串联，通过两电磁铁的电流大小相等，电磁铁A比电磁铁B线圈匝数少，电磁铁A吸引的大头针数量少，说明电磁铁A的磁性比B的弱，故A正确； B．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，乙图中只对调磁体N、S极，即改变了磁场方向，闭合开关后，导体的受力方向会改变，所以运动方向也会改变，故B错误； C．乙图中，闭合开关，导体棒在磁场中运动，说明磁场对通电导体有力的作用，扬声器工作原理是通电导体在磁场中受力运动，所以扬声器工作原理与乙图原理相同，故C正确； D．丁图是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，磁场是客观存在的，与通电导线有关，而与小磁针是否存在无关，将小磁针移走，磁场依然存在，故D错误。 故选AC。 22．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。 ✍中考真题练 23. （2026·吉林长春·中考真题）下列用电器中利用电流热效应工作的是（     ） A．电炉 B．电脑 C．电梯 D．电铃 【答案】A 【详解】电流热效应的本质是工作时将电能主要转化为内能。 A．电炉工作时电能主要转化为内能，利用电流热效应，故A符合题意； B．电脑工作时电能主要转化为光能、声能，不是利用电流热效应，故B不符合题意； C．电梯依靠电动机工作，电能主要转化为机械能，故C不符合题意； D．电铃利用电流磁效应工作，电能主要转化为机械能，故D不符合题意。 故选A。 24．（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。 25.（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。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 【答案】A 【详解】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。 26. （2025·广东·中考真题）如图所示实验中，闭合开关，导体ab向右运动，下列操作能让导体ab向左运动的是（　　） A．改变电压大小 B．改变电流方向 C．改变电流大小 D．改变导体ab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导线棒中电流的方向有关，且两个因素只改变其中一个，导体棒受力方向才会发生改变，改变电压大小，只改变电流的大小，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，磁场方向不变，可以改变导体受力的方向，使导体ab向左运动，故B符合题意； C．改变电流大小，不能改变电流的方向和磁场的方向，因此不能改变导体棒受力的方向，故C不符合题意； D．改变导体ab长度，不能改变电流的方向和磁场的方向，因此不能改变导体棒受力的方向，故D不符合题意。 故选B。 27．（2025·甘肃兰州·中考真题）图甲是某蔬菜大棚里使用的一种温度自动报警器，在温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指温度时，扬声器响起，发出报警信号。下列说法错误的是（    ） A．动圈式扬声器的工作原理与图乙所示原理相同 B．温度低于金属丝下端所指温度时，电磁铁断电失去磁性，衔铁被释放，扬声器停止报警 C．温度计与金属丝相当于控制电磁铁的开关，实现了高温自动化报警 D．煤油可用作自动报警器温度计中的工作液体 【答案】D 【详解】A．图乙所示原理和扬声器都是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的，故A正确，不符合题意； B．温度低于金属丝下端所指温度时，电路断路，线圈中没有电流通过，衔铁被释放，扬声器停止报警，故B正确，不符合题意； C．温度升高时，水银柱上升，与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，使触点接触，右侧电路接通，扬声器发出报警信号，故C正确，不符合题意； D．煤油是绝缘体，不能用煤油温度计来做开关，故D错误，符合题意。 故选D。 ✍新题追踪练 28. 阅读短文，回答问题。 无人机在拍摄调查、无人配送等方面发挥重要的作用。如图甲所示为某品牌无人机，其携带的摄像机可进行高清拍摄并实时把信号传到遥控器显示器。它的四个电动机可以各自独立工作，每一个电动机连接一个电子调速器（相当于滑动变阻器），可以调节通过电动机的电流从而改变电动机的转速。 如图乙所示是无人机上的红外线感应摄像机“自启系统”，该系统由“自启电路”、“控制电路”等组成。其中电源由“无人机”的锂电池（12V）提供，R是电阻箱（阻值大小可以在一定范围内调节），RP是红外探测器，可视为可变电阻。当R两端的电压等于或大于9V时，控制电路自动启动摄像机，RP的阻值与红外线强度变化的对应关系如图丙所示（E为红外线强度，cd表示其单位）。 （1）无人机电动机工作时，将电能转化为________能。 （2）四个电动机之间的连接方式是________，电动机和电子调速器的连接方式______。（均选填“并联”或“串联”） （3）无人机使用发光二极管作为指示灯，发光二极管具有________性。 （4）如果设定红外线强度为3cd时启动摄像机工作，为满足要求电阻箱R的阻值至少应调到____Ω。 （5）如果要求红外线强度稍弱时就能启动摄像机，可以采取的措施________。 【答案】（1）机械 （2）并联 串联 （3）单向导电 （4）18 （5）增加电阻箱R的阻值 【分析】对于（5），首先明确红外线强度稍弱时Rp​的阻值变化，根据串联分压规律，要让R两端电压达到9V，结合电路特点推导可采取的调整措施。 【详解】（1）电动机工作时，消耗电能，得到机械能，所以电动机工作时将电能转化为机械能。 （2）四个电动机可独立工作、互不影响，故为并联；电子调速器需调节电动机的电流，需与电动机串联。 （3）发光二极管具有单向导电性，即电流只能从它的正极流入，负极流出。 （4）由图丙可知，红外线强度为3cd时，红外探测器的阻值。R与RP串联，RP两端的电压为 电路中的电流为 电阻箱的最小阻值为 （5）红外线强度减弱时，RP阻值变大，根据串联分压规律，增大电阻箱R的阻值，可使R两端电压更容易达到启动电压，实现红外线强度稍弱时启动摄像机。 29. 阅读短文，回答问题 智能节能电梯 能否设计一款节能环保电梯？如图1所示，科学小组模拟设计了一款具有能量回收装置的智能电梯系统，该电梯的曳引电机通过智能控制系统可切换为电动机工作或发电机工作两种工作模式：1、2侧，当重的一侧下降时，电梯系统的重力势能会转化为电能，电机发电，系统储存电能；反之，重的一侧上升时，系统会释放电能，电机耗电提供辅助动力。电梯配重是一个固定质量的铁块，通过钢丝绳连接在轿厢另一侧，用于平衡轿厢重量，减少电机负载。已知各参数如表格所示，假设智能电梯运行时，钢缆绳每运行1m，电梯系统克服阻力做功300J。 电动机效率是指电动机工作时将电能转化为输出能量的比值；物体重力势能的变化量ΔE等于物体重力做功（或克服重力做功）的数值，即ΔE=mgh（不计钢缆绳的重力，g取10N/kg）。 轿厢自重 最大载重 配重质量 每层楼高度 运行最大高度 电动机效率 发电机效率 1000kg 1000kg 1450kg 3m 60m 75% 80% （1）电机作为电动机工作时，电动机的原理模型图是图2中的________。 （2）当电梯空载________（填“上行”或“下行”）时，电机作为发电机工作；此情形下，从启动至运行到某楼层静止的过程中，电梯系统（配重和轿厢）的总重力势能________（填“增大”或“减小”或“不变”）。 （3）某次电梯乘员2人从一楼层上行到十六楼，能为蓄电池储存______J的电能（两人总质量为150kg）。 （4）若电梯运行时，钢缆绳受摩擦阻力恒为200N： ①当电机不消耗电能，电梯下行时应至少载________人（每人质量按70kg计算）； ②晚上回家高峰期，电梯轿厢内满载了乘员，此时电动机功率为19kW，则电梯上行的最大速度不超过________。 【答案】(1)甲 (2) 上行 减小 (3) 9.72×104 (4) 7 2.5 【详解】（1）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，工作时需要外接电源；发电机利用电磁感应原理，工作时不需要外接电源。图甲电路中有电源，是电动机的原理模型，因此答案为甲。 （2）已知轿厢空载质量为，配重质量为，配重重力更大。根据题意，重的一侧下降时电机作为发电机工作，此时配重下降，轿厢（电梯）向上运动，因此电梯空载上行时电机发电。 总重力势能变化：轿厢上升高度h，重力势能增加；配重下降高度h，重力势能减少，因为，所以总重力势能减小。 （3）从1楼到16楼，实际上升层数为15层，高度h=15×3m=45m 轿厢总质量 系统总重力势能减少量 克服阻力做功 发电机效率为80%，因此储存的电能 （4）已知钢缆绳受摩擦阻力f=200N，电机不消耗电能时，电梯下行，轿厢下降、配重上升，总重力势能的减少量至少等于克服阻力做的功。设载n人70kg，可得 代入数据得 解得，因此至少载7人。 电梯满载上行，轿厢总质量 电动机输出功率 需要的牵引力等于重力差与阻力之和 由功率公式得最大速度 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 20.4 电动机 ————————————⏩目录⏪———————————— ✍题型培优练································································································1 题型01 通电导线在磁场中受力作用原理的应用 题型02 探究磁场对通电导线的作用 题型03 电动机与工作原理 ✍拓展综合练································································································7 ✍中考真题练································································································9 ✍新题追踪练································································································10 ✍题型培优练 ✏题型01 通电导线在磁场中受力作用原理的应用 1. 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 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. 下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（     ） A B C D A．洗衣机 B．电视机 C．扫地机 D．电饭锅 4. 下列装置利用如图所示原理的是（　　） A．电铃 B．扬声器 C．动圈式话筒 D．电磁起重机 5. 我国搭载电磁弹射技术的航空母舰“福建舰”，是全球首艘常规动力电磁弹射航母。电磁弹射原理如图所示，电枢电流可产生电枢磁场，这是利用了电流的______效应。驱动电流在磁场中受到力的作用将舰载机弹射出去，这与________（选填“电动机”或“发电机”）的原理相同。若要改变舰载机的运动方向，可采取的措施是__________（填一种即可）。 6. 如图所示，某同学将一个线圈粘贴在纸杯底部，在线圈上方放置一个强磁体，然后在线圈中通入交变电流，纸杯振动发声，这是利用了_______的原理，线圈中的电流_____（选填“会”或“不会”）产生磁场。 ✏题型02 探究磁场对通电导线的作用 7. 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_______。 8. 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”）。 9. 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b流向a的电流，观察到导体棒向右运动，实验表明：_____________。若要改变导体棒ab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ab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：________________。 10．图甲是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图，小谦同学实际探究时，在电路上连接了一个滑动变阻器如图乙所示，实验记录如表： 实验序号 磁场方向 导线ab中电流方向 导线ab运动方向 1 向下 无电流 静止不动 2 向下 由a向b 向左运动 3 向上 由a向b 向右运动 4 向下 由b向a 向右运动 （1）小谦在电路中接入滑动变阻器的作用是______； （2）比较实验2和3，说明通电导线在磁场中受力方向与______有关，比较实验______，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关； （3）小谦通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法是______； （4）小谦想在图甲的基础上对实验进行改造，来探究影响感应电流方向的因素，为了观察到明显的实验现象，他要把图甲中的电源换成图中的______。 ✏题型03 电动机与工作原理 11. 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 12. 某同学进行了电动机的相关实验，如图所示。下列措施中不能增大电动机线圈的转速的是（    ） A．向右移动滑动变阻器的滑片P B．换用磁性更强的磁体 C．增加电池的节数 D．将磁体N、S极对调 13. 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 14．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 15. 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。 16. 如图所示，使线圈位于磁体两磁极间的磁场中，线圈所处的空间磁场强弱恒定不变。 （1）使线圈静止在图甲位置上，闭合开关，通电后cd段导线所受磁场力的方向与 ab段导线所受磁场力的方向_________（选填“相同”或“相反”），其理由是：磁场方向相同，___________。 （2）如图乙所示，线圈转过平衡位置后，ab、cd段导线所受磁场力的方向________（选填“不变”或“改变”），所以线圈不能持续转动。 （3）图丙中的线圈可以持续转动，是因为它加装了_________，该装置能在线圈________（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。 （4）通电线圈在磁场中转动过程中，将电能主要转化为___________能。 ✍拓展综合练 17. 如图所示，闭合开关，磁场对导体的力F竖直向下，下列选项分别表示闭合开关时磁场对导体ab或cd的力的方向正确的是（   ） A． B． C． D． 19. 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 20．某个LED灯发光的颜色与通过其电流方向的关系如图甲所示；将该LED灯与线圈abcd连接后，在两次实验中线圈abcd的转动情况分别如图乙、丙所示。下列说法正确的是（　　） A．图乙中ab与cd所受磁场力的方向相同 B．乙、丙两图中ab边所受磁场力方向相同 C．图丙中的LED灯发黄光 D．乙、丙两图中流经线圈abcd的电流方向相同 21. （多选题）关于如图所示的电与磁现象，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，电磁铁A比电磁铁B线圈匝数少，则电磁铁A的磁性比B的弱 B．乙图中只对调磁体N、S极，闭合开关后，导体的运动方向不会改变 C．丙图中的扬声器工作原理与乙图原理相同 D．丁图实验说明通电导体周围存在磁场，将小磁针移走，磁场消失 22．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。 ✍中考真题练 23. （2026·吉林长春·中考真题）下列用电器中利用电流热效应工作的是（     ） A．电炉 B．电脑 C．电梯 D．电铃 24．（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． 25.（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。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 26. （2025·广东·中考真题）如图所示实验中，闭合开关，导体ab向右运动，下列操作能让导体ab向左运动的是（　　） A．改变电压大小 B．改变电流方向 C．改变电流大小 D．改变导体ab长度 27．（2025·甘肃兰州·中考真题）图甲是某蔬菜大棚里使用的一种温度自动报警器，在温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指温度时，扬声器响起，发出报警信号。下列说法错误的是（    ） A．动圈式扬声器的工作原理与图乙所示原理相同 B．温度低于金属丝下端所指温度时，电磁铁断电失去磁性，衔铁被释放，扬声器停止报警 C．温度计与金属丝相当于控制电磁铁的开关，实现了高温自动化报警 D．煤油可用作自动报警器温度计中的工作液体 ✍新题追踪练 28. 阅读短文，回答问题。 无人机在拍摄调查、无人配送等方面发挥重要的作用。如图甲所示为某品牌无人机，其携带的摄像机可进行高清拍摄并实时把信号传到遥控器显示器。它的四个电动机可以各自独立工作，每一个电动机连接一个电子调速器（相当于滑动变阻器），可以调节通过电动机的电流从而改变电动机的转速。 如图乙所示是无人机上的红外线感应摄像机“自启系统”，该系统由“自启电路”、“控制电路”等组成。其中电源由“无人机”的锂电池（12V）提供，R是电阻箱（阻值大小可以在一定范围内调节），RP是红外探测器，可视为可变电阻。当R两端的电压等于或大于9V时，控制电路自动启动摄像机，RP的阻值与红外线强度变化的对应关系如图丙所示（E为红外线强度，cd表示其单位）。 （1）无人机电动机工作时，将电能转化为________能。 （2）四个电动机之间的连接方式是________，电动机和电子调速器的连接方式______。（均选填“并联”或“串联”） （3）无人机使用发光二极管作为指示灯，发光二极管具有________性。 （4）如果设定红外线强度为3cd时启动摄像机工作，为满足要求电阻箱R的阻值至少应调到____Ω。 （5）如果要求红外线强度稍弱时就能启动摄像机，可以采取的措施________。 29. 阅读短文，回答问题 智能节能电梯 能否设计一款节能环保电梯？如图1所示，科学小组模拟设计了一款具有能量回收装置的智能电梯系统，该电梯的曳引电机通过智能控制系统可切换为电动机工作或发电机工作两种工作模式：1、2侧，当重的一侧下降时，电梯系统的重力势能会转化为电能，电机发电，系统储存电能；反之，重的一侧上升时，系统会释放电能，电机耗电提供辅助动力。电梯配重是一个固定质量的铁块，通过钢丝绳连接在轿厢另一侧，用于平衡轿厢重量，减少电机负载。已知各参数如表格所示，假设智能电梯运行时，钢缆绳每运行1m，电梯系统克服阻力做功300J。 电动机效率是指电动机工作时将电能转化为输出能量的比值；物体重力势能的变化量ΔE等于物体重力做功（或克服重力做功）的数值，即ΔE=mgh（不计钢缆绳的重力，g取10N/kg）。 轿厢自重 最大载重 配重质量 每层楼高度 运行最大高度 电动机效率 发电机效率 1000kg 1000kg 1450kg 3m 60m 75% 80% （1）电机作为电动机工作时，电动机的原理模型图是图2中的________。 （2）当电梯空载________（填“上行”或“下行”）时，电机作为发电机工作；此情形下，从启动至运行到某楼层静止的过程中，电梯系统（配重和轿厢）的总重力势能________（填“增大”或“减小”或“不变”）。 （3）某次电梯乘员2人从一楼层上行到十六楼，能为蓄电池储存______J的电能（两人总质量为150kg）。 （4）若电梯运行时，钢缆绳受摩擦阻力恒为200N： ①当电机不消耗电能，电梯下行时应至少载________人（每人质量按70kg计算）； ②晚上回家高峰期，电梯轿厢内满载了乘员，此时电动机功率为19kW，则电梯上行的最大速度不超过________。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $