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人教版九年级全册第4节 电动机精品课后复习题
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这是一份人教版九年级全册第4节 电动机精品课后复习题，文件包含204电动机解析版docx、204电动机原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共54页， 欢迎下载使用。
20.4 电动机（解析版）
考点直击
典例分析＋变式训练
考点1 电动机的工作原理
1、扬声器和耳机的构造和原理：
（1）扬声器和耳机构造如图：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；
2、直流电动机的原理：电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的；
（1）导体受力的方向用左手定则确定；
※左手定则：左手平展，手心对准N极，大拇指与并在一起的四指垂直 ，四指指向电流方向，大拇指所指的方向为受力方向。
（2）电机里边固定有环状永磁体，电流通过转子上的线圈产生洛伦磁力，当转子上的线圈与磁场平行时，再继续转受到的磁场方向将改变，因此此时转子末端的电刷跟转换片交替接触，从而线圈上的电流方向也改变，产生的洛伦磁力方向不变，所以电机能保持一个方向转动。
【典例1】（2021秋•禹州市期末）学校校园里大多都挂有大喇叭（扬声器），如图是扬声器的构造原理图。下列能说明它的工作原理的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D。
【解答】解：A、是奥斯特实验图，小磁针发生偏转说明通电导体周围有磁场，故A不符合题意；
B、该实验是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，是电流的磁效应，故B不符合题意。
C、图中没有电源，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，是将机械能转化为电能，是发电机的实验图，故C不符合题意；
D、电路中有电流，通电导体受到磁场力的作用发生运动，与扬声器的工作原理相同，故D符合题意。
故选：D。
【典例2】（2022•南京一模）如图所示是课本中的四个实验，其中说明电动机工作原理的是（ ）
A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁
【答案】A。
【解答】解：电动机的原理为通电导体在磁场中受力而运动；
甲图当闭合开关后，放在磁场中的导体AB中有电流通过，且导体会动起来，说明磁场对通电导体有力的作用，故甲符合题意
乙图当导体中有电流通过时，放在导体下方的小磁针发生了偏转，说明通电导线周围存在磁场，故乙不符合题意；
丙图闭合开关后，原来静止在磁场中的导体运动起来，说明受到了磁场对电流有力的作用，故丙符合题意；
丁图该实验装置中没有电源，当放在磁场中的导体AB在磁场中做切割磁感线运动时，灵敏电流计的指针就会偏转，即产生了感应电流，这是电磁感应现象，故丁不符合题意。
故选：A。
【典例3】（2021•凉山州）扬声器与 电动机 的工作原理相同（选填“发电机”或“电动机”）， 不是 （选填“是”或“不是”）根据电磁感应现象制成。由于通过线圈的电流是 变化 的电流，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
【答案】电动机；不是；变化。
【解答】解：（1）电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的；当扬声器线圈中有电流通过时，线圈受到磁场力的作用而运动，这与电动机的工作原理相同；
（2）扬声器主要由线圈、永磁体、锥形纸盆组成，当线圈中通过变化电流时，会产生变化的磁场，线圈受到磁场力的作用而运动，线圈带动纸盆也来回振动，使扬声器发声。
故答案为：电动机；不是；变化。
【典例4】（2022•五华区一模）小娟为了弄清电动机的工作原理，做了如下实验：
（1）她利用图所示装置探究磁场对通电导体的作用，为了使实验顺利进行，导体棒ab应选用 铜棒 （选填“铁棒”或“铜棒”）；
（2）闭合开关时，发现导体棒ab向右运动，若只对调磁体两极，再次闭合开关，观察到导体棒ab将向左运动，说明磁场对通电导体的作用力的方向与 磁场 方向有关，这一过程中电能主要转化为 机械 能；
（3）将导体棒换成线圈放入磁场中，如图甲所示，闭合开关，ab边中电流方向是从a至b，此时ab边受到磁场对它竖直向上的力，使线圈顺时针转动，当线圈转至如图乙所示的位置时，ab边中电流方向
不会 发生改变（选填“会”或“不会”），此时ab边所受磁场对它作用力的方向不变，力会阻碍线圈继续转动；
（4）为使电动机的线圈能持续转动，在如图甲所示结构的基础上加上两个半铜环，用电刷与铜环接触，如图丙所示。当线圈转至图丙所示的位置时，电流方向从a至b，ab边所受磁场对它作用力方向竖直向上，线圈转至图丁所示的位置时，ab边中电流方向从 b至a ，ab边所受磁场对它作用力的方向 竖直向下 ，从而使得线圈能够持续转动，所加的这个结构称为 换向器 。
【答案】（1）铜棒；（2）磁场；机械；（3）不会；（4）b至a；竖直向下；换向器。
【解答】解：（1）探究磁场对电流的作用时，因为磁体能够吸引磁性材料（铁、钴、镍等），所以通电导体不能为磁性材料，故不能选择铁棒进行实验，而是铜棒；
（2）闭合开关时，发现导体棒ab向右运动，若只对调磁体两极，再次闭合开关，观察到导体棒ab将向左运动，说明磁场对通电导体作用力的方向与磁场方向有关，在这一过程中消耗电能，得到机械能，即将电能主要转化为机械能；
（3）甲图中闭合开关，ab边中电流方向是从a至b，此时ab边受到磁场对它竖直向上的力，使线圈顺时针转动，当线圈转至如图乙所示的位置时，ab边中电流方向仍然从a到b，ab边受到磁场对它的力仍然竖直向上，这时力会阻碍线圈继续转动；
（4）如图丙所示。当线圈转至图丙所示的位置时，电流方向从a至b，ab边所受磁场对它作用力方向竖直向上，线圈转至图丁所示的位置时，ab边中电流方向从b至a，此时ab边所受磁场对它作用力的方向改变，即竖直向下，所加的这个结构称为换向器，其作用是当线圈转过平衡位置时自动改变线圈中电流的方向。
故答案为：（1）铜棒；（2）磁场；机械；（3）不会；（4）b至a；竖直向下；换向器。
【变式训练1】（2022春•石家庄月考）下列与如图所示电与磁有关实验的说法正确的是（ ）
A．图甲的工作原理与发电机类似
B．图乙说明通电导体周围存在着磁场，将小磁针移走，该磁场消失
C．图丙，对调电源正负极，同时对调磁体的N、S极，闭合开关，导体棒ab受力方向不改变
D．图丁工作时是将电能转化为机械能
【答案】C。
【解答】解：A、扬声器的原理是通电导体在磁场中受力而运动，因此图甲的工作原理与电动机类似，故A错误；
B、奥斯特实验，通电后小磁针偏转，说明了通电导线周围存在磁场，移走小磁针后，磁场还是存在的，故B错误；
C、若同时改变电流方向和磁场方向，则导体棒ab运动方向不变，故C正确；
D、图丁是闭合电路的部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这是电磁感应现象，并将机械能转化为了电能，故D错误。
故选：C。
【变式训练2】（2022•广州模拟）某品牌电动车在上海建厂，电动机是电动车关键零件之一，下面与电动机原理相符的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A。
【解答】解：电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。
A、图中是扬声器，其原理是通电导体在磁场中受力而运动，与电动机的原理相同，故A符合题意；
B、图中是动圈式话筒，它是根据电磁感应现象制成的，与电动机的原理不同，故B不符合题意；
C、图中没有电源，是发电机的原理图，利用的是电磁感应现象，故C不符合题意；
D、图中是电铃，其原理是电流的磁效应，故D不符合题意。
故选：A。
【变式训练3】（2022•揭阳一模）如图所示是电流表的内部结构示意图，当电流通过线圈时，线圈在磁场中转动从而带动指针偏转。与电流表工作原理相似的是 电动机 （填“发电机”或“电动机”）。
【答案】电动机。
【解答】解：通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大。因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。
发电机是利用电磁感应现象制成的，与电流表的制成原理无关；
电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的理论制成的。
故答案为：电动机。
【变式训练4】（2022•禅城区一模）如图，一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮去两端的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮去半周。把线圈放在用硬金属丝做成的支架mn上，并按图示连接电路。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就开始转动。此装置与 电动机 的工作原理相同（选填“内燃机”、“发电机”或“电动机”）；若将电源的正负极对调，则线圈的转动方向与原来 相同 （选填“相同”或“相反”）。
【答案】电动机；相同。
【解答】解：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；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，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。
故答案为：电动机；相同。
考点2 直流电动机的构造和工作过程
（1）直流电机的结构应由定子、转子和换向器组成；
（2）直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成；
（3）运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成；
（4）转子中有两组以上的线圈，由漆包线绕制而成，称之为绕组．当绕组中有电流通过时产生磁场，该磁场与定子的磁场产生力的作用．由于定子是固定不动的，因此转子在力的作用下转动；
（5）换向器是直流电动机的一种特殊装置，由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片；在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路连接；当转子转过一定角度后，换向器将供电电压接入另一对绕组，并在该绕组中继续产生磁场。
【典例5】（2022•宝应县一模）关于如图所示的物理知识，下列描述错误的是（ ）
A．图甲电动机模型要持续转动，需将线圈两端同侧的漆各刮去一半
B．图乙高压锅是利用沸点随气压升高而增大的原理制成的
C．图丙梳头后的塑料梳子能吸引小纸屑是因为梳子有磁性
D．图丁磁悬浮列车是利用电流的磁效应来工作的
【答案】C。
【解答】解：A、线圈两端同侧的漆各刮去一半时，线圈转动时半周通电受力，半周断电不受力，能使线圈能够持续转动，故A正确；
B、液体的沸点与气压有关，高压锅是利用沸点随气压升高而增大的原理制成的，故B正确；
C、塑料梳子和头发摩擦，塑料梳子因摩擦而带电，吸引碎纸屑；属于摩擦起电现象，不是因为梳子具有磁性；故C错误；
D、磁悬浮列车是利用电流的磁效应来工作的，故D正确。
故选：C。
【典例6】（2022春•嵊州市期中）如图是安装好的直流电动机模型接入电路的情况。
（1）如图，电动机的工作原理是 通电线圈在磁场中受力转动 。
（2）合上开关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，请写出一种方法 对调电源的正负极或对调磁极 。
（3）合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将 变小 （变小/变大/不变）。
【答案】（1）通电线圈在磁场中受力转动；（2）对调电源的正负极或对调磁极；（3）变小。
【解答】解：（1）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；
（2）线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动可以改变电流的方向即对调电源的正负极或改变磁场方向，即对调磁极；
（3）电动机转动的快慢与电流大小和磁场强弱有关；合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，电阻增大，电流减小，电动机转动速度变小。
故答案为：（1）通电线圈在磁场中受力转动；（2）对调电源的正负极或对调磁极；（3）变小。
【典例7】（2022•姜堰区模拟）研究电动机的工作过程。
（1）电动机的工作原理是磁场对 通电线圈 有力的作用。甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 电流方向不同 。
（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 换向器 ，该装置能在线圈 刚转过 （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。
（3）丙图中用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，闭合开关，可观察到线圈在磁场中
不能 （选填“能”或“不能”）沿某一方向持续转动，图中线圈 不处于 （选填“处于”或“不处于”）平衡位置。
【答案】（1）通电线圈；电流方向不同； （2）换向器；刚转过；（3）不能；不处于。
【解答】解：
（1）电动机的工作原理是磁场对电流（或通电线圈）有力的作用；
线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关；甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，是因为两侧的电流方向不同；
当线圈从图示位置再转动90度后，线圈将恰好达到平衡位置，此时受力平衡，最终会停在该位置。
（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
（3）当线圈从图示位置再转动90度后，线圈没达到平衡位置，此时不处于平衡位置。
故答案为：（1）通电线圈；电流方向不同； （2）换向器；刚转过；（3）不能；不处于。
【变式训练1】（2022•江阴市校级一模）如图所示，小明同学做了一个小小直流电动机模型。同学们围着观看线圈的持续转动，一起分享着他的成果。下列关于此直流电动机模型的说法，你认为正确的是（ ）
A．此电动机模型是根据电磁感应的原理制成的
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
C．转动过程中，CD边始终受方向不变的磁场力
D．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
【答案】D。
【解答】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。如图所示，ab和cd边受到磁场的作用力时，虽然磁场方向相同，但通过的电流方向不同，所以ab和cd边受到作用力的方向一定相反，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，这样可以做成一个换向器，及时改变线圈中电流的方向，使线圈继续转动下去。
故选：D。
【变式训练2】（2022•柳州模拟）电机（发电机、电动机的统称）在生活中的应用越来越广泛。如图所示的电机工作时能量转化是 电能转化为机械能 （选填“电能转化为机械能”或“机械能转化为电能”）。图中两个铜半环E和F分别与线圈两端相连，这个部件叫换向器，它的作用是当线圈刚越过平衡位置时改变线圈中 电流 的方向，使线圈继续转动下去。
【答案】电能转化为机械能；电流。
【解答】解：由图可知，该电机的外边有一个电源，它是用来给线圈供电，这样通电线圈在磁场中就会受到力的作用而发生转动，所以该电机是一个电动机；电动机在工作时，消耗电能而转化为机械能；彼此绝缘的铜半环E和F叫换向器，它是用来改变线圈中的电流方向，从而改变线圈中的受力方向，让线圈持续的转动下去。
故答案为：电能转化为机械能；电流。
【变式训练3】（2021秋•洛宁县期末）研究电动机的工作过程。
（1）电动机的工作原理是磁场对 通电线圈 有力的作用。甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 电流方向不同 。
（2）乙图中的线圈所在的位置 是 （选填“是”或“不是”）平衡位置，图中C、D组成的装置叫 换向器 ，它的作用是在线圈 刚转过 （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。
（3）①小明将丙图中直流电动机模型接入电路，各部分连接完好，结果电动机却不能转动，他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动。模型刚开始不转的原因可能是 C
A．直流电动机的铜半环与电刷接触不良 B．电源电压太低
C．线圈刚好处于平衡位置 D．线圈中的电流太小
②调换器件 磁体 （填器件名称）的放置可方便改变电动机的转动方向。
【答案】（1）通电线圈；电流方向不同； （2）是；换向器；刚转过；（3）C；磁体。
【解答】解：（1）电动机的工作原理是磁场对通电线圈有力的作用。
线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关；甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，是因为两侧的电流方向不同。
（2）乙图中的线圈所在的位置是平衡位置，线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
（3）①A．直流电动机的铜半环与电刷接触不良，形成开路，电路中没有电流，形不成通电导体，故电动机始终不会工作。不符合题意；
B、若是线圈两端的电压太低，即线圈中的电流很小，线圈所受的磁场力小于摩擦力时，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，不符合题意；
C、平衡位置时电动机的转子和定子形成了开路，导体中没有电流通过，磁场对其没有作用力，电动机不会转动，但是用手轻轻地碰了一下线圈后，线圈越过平衡位置，继续转动；符合题意；
D、若是线圈中的电流太小，同样线圈所受的磁场力小于摩擦力时，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，不符合题意；
②因为线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关，所以丙图所示的电动机模型中，调换器件①磁体的放置，即改变磁场的方向，可方便改变电动机的转动方向。
故答案为：（1）通电线圈；电流方向不同； （2）是；换向器；刚转过；（3）C；磁体。
考点3 磁场对通电导线的作用
（1）磁场对通电导线有力的作用；
（2）其作用方向与电流的方向、磁场的方向有关。
【典例8】（2022•白云区校级一模）矩形铜线框在某磁场中的位置如图1所示，电流I1从O点流入线圈，从P点流出，流出的电流为I2，AB段受到的磁场力方向向上。下列说法不正确的是（ ）
A．电流I1等于I2
B．图1位置中CD段受到的磁场力方向向上
C．让线圈转180°到图2位置，AB段受到的磁场力方向向下
D．让线圈转180°到图2位置，CD段受到的磁场力方向向上
【答案】D。
【解答】解：
A、根据并联电路电流的特点可知，干路中的电流等于支路电流的和，干路中的电流是相同的，故A正确；
B、图乙中，电流从D流向C，根据左手定则可知，CD受到的磁场力方向向上，故B正确；
CD、让线圈转180°到图2位置，根据左手定则可知，AB段、CD段受到的磁场力方向向上，故C正确，D错误。
故选：D。
【典例9】（2022春•丽水月考）在研究“磁场对通电导体的作用”实验中。
（1）利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在a、b之间接入 电源 ，根据该原理可制成 电动机 。
（2）在乙图中，通电后cd段导线受d场力F1的方向为竖直向下，由此可以判断ab段导线所受磁场力F2的方向是竖直向上，F1与F2不是一对平衡力，这是因为 两个力没有作用在同一直线上 。
（3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装 换向器 ，自动改变线圈中的电流方向。
【答案】（1）电源；电动机；（2）两个力没有作用在同一直线上；（3）换向器。
【解答】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ab间应接电源；利用该原理制成了电动机；
（2）由图可知，F1与F2没有在同一直线上，不是一对平衡力；
（3）要使图乙中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，它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。
故答案为：（1）电源；电动机；（2）两个力没有作用在同一直线上；（3）换向器。
【典例10】（2022•枝江市一模）如图，把一根铜导体ab放在磁场中的导轨上，将电源、开关、导轨各元件连接，开关断开，下面是小明进行的探究活动：
（1）小明猜想：闭合开关，铜导体ab通电产生磁场与蹄形磁体相互作用而运动。
（2）闭合开关后，小明观察到铜导体ab在导轨上没有运动，经检查，电源、开关、导轨、铜导体ab、开关各元件完好且连接没有问题，则可能的原因是 电流太小 ，此时蹄形磁体对铜导体ab 有 （选填“有”或“没有”）磁力的作用。
（3）小明采取措施解决问题后，实验正如他猜想一样，铜导体ab通电后在磁场中运动。如果要使铜导体ab的运动速度大一些，你的办法是 增大电流 。
（4）下列如图所示的设备中利用的工作原理与上述实验原理一致的是 D 。
A. B.
C. D.
【答案】（2）电流太小；有；（3）增大电流；（4）D。
【解答】解：（2）闭合开关后，小明观察到铜导体ab在导轨上没有运动，可能的原因是通过铜导体ab的电流太小，导致受到的力太小，此时蹄形磁体对铜导体ab有磁力的作用；
（3）通电导体在磁场中受到力的作用，受力的大小与电流的大小和磁场的强弱有关，如果要使铜导体ab的运动速度大一些，可能增大电流；
（4）A、电磁继电器，是电磁铁的应用，故A不符合题意；
B、动圈式话筒（麦克风）工作时，人说话的声音使得线圈在磁场中运动，结果是产生随声音变化的电流，利用了电磁感应原理，故B不符合题意；
C、如图是发电机原理图，发电机是利用电磁感应的原理制成的，故C不符合题意；
D、当扬声器线圈中通过变化的电流时，通电线圈会在磁场中受到变化的力的作用，即线圈时而被排斥，时而被吸引，从而使得线圈振动，线圈的振动也会带动纸盆来回振动，于是扬声器就发出了声音；即扬声器是利用通电线圈在磁场中受力而运动的原理制成的，故D符合题意。
故选D。
故答案为：（2）电流太小；有；（3）增大电流；（4）D。
【变式训练1】（2022•昌吉州一模）聪聪做了这样一个有趣的实验。如图所示，他将盛有适量盐水的玻璃皿置于条形磁铁的正上方，在干电池的两端分别接上一根金属棒，并在其中一根金属棒上接上一个金属环。将金属环平放于液面上，另一根金属棒竖直插入盐水中央（不接触金属环），再向盐水中撒入碎纸屑。闭合开关S后，碎纸屑绕中央的金属棒沿相同方向转动起来，拿走磁体后碎纸屑停止转动。下列有关说法正确的是（ ）
A．纸屑转动说明通了电的盐水在磁场中受到了力的作用
B．纸屑转动，说明电在盐水中产生了热效应
C．若将盐水换成纯净水做同样的实验，纸屑同样能够转动
D．将电源正负极对调，闭合开关后碎纸屑仍然绕原来方向转动
【答案】A。
【解答】解：AB、此题中有一个磁场，盐水是导体，即当通电后，盐水中的纸片转动，即说明盐水运动，故说明通电盐水在磁场中受力的作用，故A正确，B错误；
C、由于纯水是绝缘体，即纯水中没有电流，所以若用纯水做实验时，纸屑不会转动，故C错误；
D、将电源正负极对调，即电流方向改变，所以所受磁场力的方向会改变，故闭合开关后碎纸屑会绕原来方向相反的方向转动，故D错误；
故选：A。
【变式训练2】（2022•青羊区模拟）电磁炮是一种新型武器，电磁炮利用了通电导体在磁场中会受力运动的原理。如图是它的原理图，其中B端是螺线管的 S 极，电磁炮发射过程的能量转化与我们学过的 电动 机相同。
【答案】S；电动。
【解答】解：由图可知，电流从螺线管的左端流入，根据安培定则可知，B端是螺线管的S极；电磁炮的原理是：位于磁场中的导线在通电时会受到一个力的推动，它与生活中电动机的原理是相同的。
故答案为：S；电动。
【变式训练3】（2022•阳江一模）如图所示，闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向左运动，说明了通电导体在磁场中受到 力 的作用，根据该原理可以制成 电动机 （选填“发电机”或“电动机”）。若断开开关后只将电源的正、负极对调，则重新闭合开关后导体棒ab将向 右 （选填“左”或“右”）运动。
【答案】力；电动机；右。
【解答】解：闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向右运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用，这是电动机的原理。
若只将电源的正、负极对调，改变了电流方向，则导体棒ab的运动方向改变，所以导体棒ab将向右运动。
故答案为：力；电动机；右。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2022•永安市一模）科技的快速发展使智能机器人进入人们的生活。如图所示，这是智能机器人为顾客送餐时的情景。智能机器人通过电动机驱动底部的轮子将美食送到指定客人的桌边，下列仪器与电动机的工作原理相同的是（ ）
A．指南针 B．电磁起重机 C．动圈式话筒 D．动圈式扬声器
【答案】D。
【解答】解：电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力转动；
A、指南针的原理是磁极间相互作用的原理，故A错误；
B、电磁起重机是利用电流的磁效应工作的，故B错误；
C、动圈式话筒是声信号转化为电信号的机器，机械能转化为电能，其工作原理是电磁感应现象，与发电机的工作原理相同，故C错误；
D、动圈式扬声器是将电信号转化成声信号，也是电能转化为机械能，其原理是通电线圈在磁场中受力转动，与电动机的原理相同，故D正确。
故选：D。
2．（2022春•长沙期中）如图是一款小电风扇，图中能说明其工作原理的实验装置是（ ）
A． B． C．D．
【答案】A。
【解答】解：A、图中有电池，验证通电导体在磁场中受力的实验，利用此装置原理制造了电动机，故A符合题意；
B、图中没有电池，验证闭合电路的一部分导体切割磁感线时产生感应电流，是电磁感应现象实验，故B不符合题意；
C、图中验证了通电导体周围存在磁场，这是奥斯特实验，说明了电流的磁效应，故C不符合题意；
D、图中通电螺线管周围存在磁场，说明了电流的磁效应，故D不符合题意。
故选：A。
3．（2022•鞍山一模）如图所示，下列描述与实验相符的是（ ）
A．甲图是发电机的工作原理图
B．乙图是条形磁体周围磁感线的分布情况
C．丙图可用来演示电流的磁效应，根据该实验原理制成了动圈式话筒
D．丁图可以演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
【答案】D。
【解答】解：
A、甲图中开关闭合后，导体棒内通以电流，则导体在磁场力的作用下发生运动，故演示的为磁场对电流的作用，利用该原理制成了电动机，故A错误；
B、磁体外部的磁感线是从N极出来，回到S极的，故B错误；
C、放在小磁针上方的导线中有电流通过时，小磁针会发生偏转，说明通电导体周围产生了磁场，即演示了电流的磁效应，动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，故C错误；
D、图中两电磁铁串联，通过的电流相等，但两电磁铁线圈的匝数不同，可用来演示电磁铁的磁性强弱与线圈匝数多少的关系，滑动变阻器可以改变通过电磁铁的电流，可以探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系，故D正确。
故选：D。
4．（2022春•长兴县月考）如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（ ）
A．电动机通电后不转，一定是电路断路
B．没有换向器也可实现持续转动
C．将磁体的磁极对调一下可以使电动机的转速增大
D．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
【答案】D。
【解答】解：A、电动机通电后不转原因：电流太小、磁场磁性太弱、断路、线圈处于平衡位置，故A错误；
B、换向器在线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，能使线圈连续转动下去，故B错误；
C、对调磁极只会将线圈受力反向，不会改变线圈受力的大小，线圈转动的速度将不变，故C错误；
D、线圈转动方向跟电流方向和磁场方向有关，改变其中的一者，线圈转动方向改变，同时改变两者线圈转动方向不变。改变磁场方向可以改变线圈转动方向，故D正确。
故选：D。
5．（2022春•鹿城区校级期中）小科同学在装配电动机模型时，正确连接电路后闭合开关，发现电动机并没有如期转动起来，于是他做了以下调节：
①更换电压更大的电源；
②向左移动滑动变阻器滑片；
③调节线圈的初始位置；
④改变电源的正负极；
⑤改变磁场方向。
你认为他能达到目的的调节有（ ）
A．①②③ B．②③④ C．③④⑥ D．①④⑤
【答案】A。
【解答】解：①更换电压更大的电源，可以增大电路中的电流，增大磁场力，可以到达目的；
②向左移动滑动变阻器滑片，滑动变阻器接入电路的电阻变小，总电阻变小，根据欧姆定律可知，通过电动机的电流增大，可以增大磁场力，可以到达目的；
③当线圈初始位置在平衡位置时，线圈不能转动，调节线圈的初始位置，可以到达目的；
④改变电源的正负极无法改变磁场力的大小，不能到达到目的；
⑤改变磁场方向无法改变磁场力的大小，不能到达到目的。
故选A。
6．（2021•建湖县二模）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．线圈在越过平衡位置时，会自动改变线圈中的电流方向，使线圈连续转动
D．该模型是利用电磁感应的原理工作的
【答案】A。
【解答】解：
AC、将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，线圈在转动的过程中，电流的方向不变，只有半周有电流，线圈由于具有惯性能持续的转动下去，故C错误，A正确；
B、实验中需要用支架连接线圈和电源，是用导体制成的，故B错误；
D、电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故D错误。
故选：A。
7．（2022•兰考县模拟）新型公交车的玻璃上已经安装了自动爆玻器，它相当于一个电控安全锤。危急时刻，司机只需按下开关通电，自动燥玻器磁场中的线圈就会产生一个冲击力，带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实现击碎的目的。请判断自动爆玻器的工作原理与下列哪个图片的原理相同（ ）
A． B． C． D．
【答案】A。
【解答】解：由题意可知，自动爆玻器的工作原理是通电线圈（导体）在磁场中受到力的作用而运动；
A、该实验中，当导体中通过电流时，通电导体在磁场中受力的作用而运动，与自动爆玻器工作原理相同，故A符合题意；
B、该实验说明闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时，会产生感应电流，是机械能转化为电能，故B不符合题意；
C、该实验是探究影响电磁铁磁性大小的因素实验，是电流的磁效应，故C不符合题意；
D、该实验说明磁极间的相互作用：异名磁极相互吸引，故D不符合题意；
故选：A。
8．（2022•泰兴市一模）一次家庭探究活动中，小明将一个U形磁体放到正在发光的灯泡中间，惊讶的发现了灯丝在不停地晃动。关于这种现象，下列说法中正确的是（ ）
A．灯丝晃动是电磁感应现象 B．灯丝晃动时是将内能转化成了机械能
C．灯丝晃动是由于磁体能吸引钨这种金属 D．灯丝晃动是由于磁场对电流的作用
【答案】D。
【解答】解：发光的灯泡中有电流通过，电流处于磁场中，要受到力的作用；灯丝晃动，说明其受力的方向不断改变，故D正确。
故选：D。
二、填空题。
9．（2022•南平模拟）如图，悬浮式无线蓝牙音箱，音箱内的扬声器工作原理与 电动机 相同（选填“电动机”或“发电机”）。该产品底座里有一个电磁铁，可使箱体悬在空中，这是根据同名磁极相互 排斥 的原理实现的。
【答案】（1）电动机；（2）排斥。
【解答】解：（1）扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，工作原理与电动机工作原理相同；
（2）该产品底座里有一个电磁铁，可使箱体悬在空中，说明电磁铁与箱体相互排斥，应为同名磁极。
故答案为：（1）电动机；（2）排斥。
10．（2022•广东模拟）将两块磁铁分别吸在干电池的正负极上，使两个磁铁的N极都向外，构成了一个可以在平面上滚动的滚轮。如图所示，将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，由于锡箔具有 导电 （选填“导电”或“导热”）性，滚轮立刻开始向前滚动。滚轮能够滚动的原理与 电动机 （选填“电动机”或“发电机”）相同。若让滚轮向相反的方向滚动，下列操作可行的是 ① （选填序号，①仅将电池正负极对调一下；②将两端磁铁的N、S极和电池的正负极均对调）。
【答案】导电；电动机；①。
【解答】解：将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，由于锡箔纸是导体，容易导电，所以通过锡箔纸有电流，干电池在磁体的磁场中受力运动，所以滚轮立刻开始向前滚动，其原理同电动机的原理；
通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向、磁场的方向有关，若让滚轮向相反的方向滚动，可以改变磁场的方向或电流的方向，即将滚轮左右换个方向或将电池正负极对调一下；若同时将两端磁铁的N、S极和电池的正负极均对调，则受力的方向不变，故可行的是①。
故答案为：导电；电动机；①。
11．（2021秋•石家庄期末）如图为一款磁悬浮蓝牙音箱，音箱通电时振动发出声音，它的工作原理与 电动机 （“电动机”或“发电机”）相同。音箱悬浮在空中，是利用了同名磁极相互 排斥 （选填“吸引”或“排斥”）的原理。
【答案】电动机；排斥。
【解答】解：（1）音箱通电时振动发出声音，是电能转化为机械能，与电动机的原理相同；
（2）音箱悬浮在空中是利用同名磁极相互排斥的原理工作的。
故答案为：电动机；排斥。
12．（2022•管城区校级模拟）如图所示，某实验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，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架mn上，并按图示连接电路，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易电动机，若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 相同 （选填“相同”或“相反”），原因是 电流的方向和磁场的方向都发生了变化 。
【答案】相同；电流的方向和磁场的方向都发生了变化。
【解答】解：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，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。
故答案为：相同；电流的方向和磁场的方向都发生了变化。
13．（2022•梁园区校级模拟）如图所示，电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠 换向器 来实现的。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连续转动。
【答案】换向器；电流方向。
【解答】解：直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动原理制成的，为了使线圈能持续的转动下去，利用换向器来改变线圈中的电流方向，从而改变它两边的受力方向，使线圈连续转动。
故答案为：换向器；电流方向。
三、实验探究题。
14．（2021•曲阜市二模）结合图中的实验情景，按要求回答问题：
（1）图甲：为了防止因接错正负接线柱损坏电流表，给电流表串联一个二极管，是利用了二极管的 单向导电 特性。
（2）图乙：温控自动报警装置中，当温度达到设定温度时，工作电路中的 电铃 工作。
（3）图丙：这是 远视 眼形成的原理图（选填“近视”、“正常”或“远视”）。
（4）图丁：要探究电动机的工作原理，需要在方框内接入 电源 。
【答案】（1）单向导电；（2）电铃；（3）远视；（4）电源。
【解答】解：（1）将电流表与二极管串联起来，这利用了二极管的单向导电特性；
（2）当温度达到设定温度时，电磁铁中有电流通过时，产生磁性会把衔铁吸来过，电铃电路接通，电铃工作；
（3）图中像成在视网膜的后方，表示远视眼成像；
（4）要探究电动机的工作原理，电路中需要有电源，所以方框中接入电源。
故答案为：（1）单向导电；（2）电铃；（3）远视；（4）电源。
15．（2022•泰州模拟）如图所示为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，碲形磁体放在线圈周围。
（1）按他们这种方法刮漆，线圈在平衡位置附近时会 切断线圈中的电流 （选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”），目的是使线圈能够 持续转动 。
（2）可以通过改变 电流（磁场） 方向，改变线圈的转动方向。（填一种方法）
（3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是 磁场太弱 ，这时可做的有效尝试是 换用较强的磁场 。
【答案】（1）切断线圈中的电流；持续转动；（2）电流（或磁场）；（3）磁场太弱；换用较强的磁场（后两空合理即可）。
【解答】解：（1）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周的作用是当线圈刚转过平衡位置时，切断电流，通过线圈的惯性转动半周，从而保证了线圈持续的转动下去；
（2）要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向；
（3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，可排除无电流的情况，可能是电流太弱、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置等，可进行有针对性的偿试，包括换新电池使电流增大，换较强的磁场，用手推一下线圈使其转过平衡位置等。
故答案为：（1）切断线圈中的电流；持续转动；（2）电流（或磁场）；（3）磁场太弱；换用较强的磁场（后两空合理即可）。
四、解答题。
16．（2022春•绍兴月考）用一根金属铜线、一块强磁铁、一节一号干电池都分别成功做出了各自简易的电动机，如图甲、乙分别是小明和小强做成的电动机。在他俩展示过程中，细心的小敏同学发现两个铜线框的转动方向是相反的。
（1）图中金属铜线可以绕电池持续转动的原理是： 通电线圈在磁场中受力而转动 。
（2）甲、乙两图中铜线框的转动方向相反的原因是： 贴近电池一侧强磁铁的极性不同造成的 。
【答案】（1）通电线圈在磁场中受力而转动；（2）贴近电池一侧强磁铁的极性不同造成的。
【解答】解：（1）小明和小强做成的电动机，金属铜线可以绕电池持续转动的原理是通电线圈在磁场中受力而转动。
（2）通电导体在磁场中受力方向跟电流方向和磁场方向有关。如图，电流方向是相同的，两个铜线框的转动方向是相反的，是因为磁场方向不同，所以说贴近电池一侧强磁铁的极性不同造成的。
故答案为：（1）通电线圈在磁场中受力而转动；（2）贴近电池一侧强磁铁的极性不同造成的。
17．（2021秋•中原区校级期末）新能源纯电动汽车因其环保、节能、高效等诸多优势，已逐渐成为人们重要的交通工具之一。2021年民族企业比亚迪，以584020辆的全年销量占领新能源厂商销量排行榜榜首，如图为比亚迪一款纯电动车。
（1）电动汽车在行驶时，主要将电能转化为 机械 能；电动机的工作原理是： 通电线圈在磁场中受力转动 。
（2）若电动汽车工作时电动机最大功率为160kW，工作电压为320V，求电动机工作时最大电流是多少？当电动机以最大功率工作20min，若电能转化为机械能的效率为90%，则转化为机械能多少J？
（3）若某燃油汽车输出相同的机械能，其能量转化率为30%，则需要消耗的汽油为多少kg？（q酒精＝4.5×107J/kg）
【解答】解；（1）电动汽车在行驶时，主要将电能转化为机械能；电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力转动；
（2）电动机工作时最大电流：I＝＝＝500A；
电动机以最大功率工作20min消耗的电能：W＝Pt＝160×103W×20×60s＝1.92×108J；
因为电能转化为机械能的效率为90%，则转化为机械能：W有＝η•W＝90%×1.92×108J＝1.728×108J；
（3）因为燃油汽车能量转化率为30%，要输出相同的机械能，燃油放出的总能量：Q放＝＝＝5.76×108J；
需要消耗的汽油的质量：m＝＝＝12.8kg。
答：（1）电动汽车在行驶时，主要将电能转化为机械能；电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力转动；
（2）电动机工作时最大电流为500A；转化的机械能为1.728×108J；
（3）需要消耗的汽油为12.8kg。
18．（2022•铁岭模拟）小明用漆包线绕制了一个线圈，然后全部刮去线圈两端引线的漆皮，将线圈与电池接通，如图所示。
（1）闭合开关后，小明发现线圈发生了转动，此过程的能量转化过程是 电能转化为机械能 。
（2）要想让线圈的转动方向改变，可采取的措施是 对调磁极或电源的正负极 （说出一种方法即可）。
【答案】（1）电能转化为机械能；（2）对调磁极或电源的正负极。
【解答】解：（1）直流电动机工作时消耗电能得到机械能，故电动机是将电能转化为机械能；
（2）要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向即对调磁极或电源的正负极。
故答案为：（1）电能转化为机械能；（2）对调磁极或电源的正负极。
20.4 电动机（解析版）
考点直击
典例分析＋变式训练
考点1 电动机的工作原理
1、扬声器和耳机的构造和原理：
（1）扬声器和耳机构造如图：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；
2、直流电动机的原理：电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的；
（1）导体受力的方向用左手定则确定；
※左手定则：左手平展，手心对准N极，大拇指与并在一起的四指垂直 ，四指指向电流方向，大拇指所指的方向为受力方向。
（2）电机里边固定有环状永磁体，电流通过转子上的线圈产生洛伦磁力，当转子上的线圈与磁场平行时，再继续转受到的磁场方向将改变，因此此时转子末端的电刷跟转换片交替接触，从而线圈上的电流方向也改变，产生的洛伦磁力方向不变，所以电机能保持一个方向转动。
【典例1】（2021秋•禹州市期末）学校校园里大多都挂有大喇叭（扬声器），如图是扬声器的构造原理图。下列能说明它的工作原理的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D。
【解答】解：A、是奥斯特实验图，小磁针发生偏转说明通电导体周围有磁场，故A不符合题意；
B、该实验是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，是电流的磁效应，故B不符合题意。
C、图中没有电源，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，是将机械能转化为电能，是发电机的实验图，故C不符合题意；
D、电路中有电流，通电导体受到磁场力的作用发生运动，与扬声器的工作原理相同，故D符合题意。
故选：D。
【典例2】（2022•南京一模）如图所示是课本中的四个实验，其中说明电动机工作原理的是（ ）
A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁
【答案】A。
【解答】解：电动机的原理为通电导体在磁场中受力而运动；
甲图当闭合开关后，放在磁场中的导体AB中有电流通过，且导体会动起来，说明磁场对通电导体有力的作用，故甲符合题意
乙图当导体中有电流通过时，放在导体下方的小磁针发生了偏转，说明通电导线周围存在磁场，故乙不符合题意；
丙图闭合开关后，原来静止在磁场中的导体运动起来，说明受到了磁场对电流有力的作用，故丙符合题意；
丁图该实验装置中没有电源，当放在磁场中的导体AB在磁场中做切割磁感线运动时，灵敏电流计的指针就会偏转，即产生了感应电流，这是电磁感应现象，故丁不符合题意。
故选：A。
【典例3】（2021•凉山州）扬声器与 电动机 的工作原理相同（选填“发电机”或“电动机”）， 不是 （选填“是”或“不是”）根据电磁感应现象制成。由于通过线圈的电流是 变化 的电流，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
【答案】电动机；不是；变化。
【解答】解：（1）电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的；当扬声器线圈中有电流通过时，线圈受到磁场力的作用而运动，这与电动机的工作原理相同；
（2）扬声器主要由线圈、永磁体、锥形纸盆组成，当线圈中通过变化电流时，会产生变化的磁场，线圈受到磁场力的作用而运动，线圈带动纸盆也来回振动，使扬声器发声。
故答案为：电动机；不是；变化。
【典例4】（2022•五华区一模）小娟为了弄清电动机的工作原理，做了如下实验：
（1）她利用图所示装置探究磁场对通电导体的作用，为了使实验顺利进行，导体棒ab应选用 铜棒 （选填“铁棒”或“铜棒”）；
（2）闭合开关时，发现导体棒ab向右运动，若只对调磁体两极，再次闭合开关，观察到导体棒ab将向左运动，说明磁场对通电导体的作用力的方向与 磁场 方向有关，这一过程中电能主要转化为 机械 能；
（3）将导体棒换成线圈放入磁场中，如图甲所示，闭合开关，ab边中电流方向是从a至b，此时ab边受到磁场对它竖直向上的力，使线圈顺时针转动，当线圈转至如图乙所示的位置时，ab边中电流方向
不会 发生改变（选填“会”或“不会”），此时ab边所受磁场对它作用力的方向不变，力会阻碍线圈继续转动；
（4）为使电动机的线圈能持续转动，在如图甲所示结构的基础上加上两个半铜环，用电刷与铜环接触，如图丙所示。当线圈转至图丙所示的位置时，电流方向从a至b，ab边所受磁场对它作用力方向竖直向上，线圈转至图丁所示的位置时，ab边中电流方向从 b至a ，ab边所受磁场对它作用力的方向 竖直向下 ，从而使得线圈能够持续转动，所加的这个结构称为 换向器 。
【答案】（1）铜棒；（2）磁场；机械；（3）不会；（4）b至a；竖直向下；换向器。
【解答】解：（1）探究磁场对电流的作用时，因为磁体能够吸引磁性材料（铁、钴、镍等），所以通电导体不能为磁性材料，故不能选择铁棒进行实验，而是铜棒；
（2）闭合开关时，发现导体棒ab向右运动，若只对调磁体两极，再次闭合开关，观察到导体棒ab将向左运动，说明磁场对通电导体作用力的方向与磁场方向有关，在这一过程中消耗电能，得到机械能，即将电能主要转化为机械能；
（3）甲图中闭合开关，ab边中电流方向是从a至b，此时ab边受到磁场对它竖直向上的力，使线圈顺时针转动，当线圈转至如图乙所示的位置时，ab边中电流方向仍然从a到b，ab边受到磁场对它的力仍然竖直向上，这时力会阻碍线圈继续转动；
（4）如图丙所示。当线圈转至图丙所示的位置时，电流方向从a至b，ab边所受磁场对它作用力方向竖直向上，线圈转至图丁所示的位置时，ab边中电流方向从b至a，此时ab边所受磁场对它作用力的方向改变，即竖直向下，所加的这个结构称为换向器，其作用是当线圈转过平衡位置时自动改变线圈中电流的方向。
故答案为：（1）铜棒；（2）磁场；机械；（3）不会；（4）b至a；竖直向下；换向器。
【变式训练1】（2022春•石家庄月考）下列与如图所示电与磁有关实验的说法正确的是（ ）
A．图甲的工作原理与发电机类似
B．图乙说明通电导体周围存在着磁场，将小磁针移走，该磁场消失
C．图丙，对调电源正负极，同时对调磁体的N、S极，闭合开关，导体棒ab受力方向不改变
D．图丁工作时是将电能转化为机械能
【答案】C。
【解答】解：A、扬声器的原理是通电导体在磁场中受力而运动，因此图甲的工作原理与电动机类似，故A错误；
B、奥斯特实验，通电后小磁针偏转，说明了通电导线周围存在磁场，移走小磁针后，磁场还是存在的，故B错误；
C、若同时改变电流方向和磁场方向，则导体棒ab运动方向不变，故C正确；
D、图丁是闭合电路的部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这是电磁感应现象，并将机械能转化为了电能，故D错误。
故选：C。
【变式训练2】（2022•广州模拟）某品牌电动车在上海建厂，电动机是电动车关键零件之一，下面与电动机原理相符的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A。
【解答】解：电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。
A、图中是扬声器，其原理是通电导体在磁场中受力而运动，与电动机的原理相同，故A符合题意；
B、图中是动圈式话筒，它是根据电磁感应现象制成的，与电动机的原理不同，故B不符合题意；
C、图中没有电源，是发电机的原理图，利用的是电磁感应现象，故C不符合题意；
D、图中是电铃，其原理是电流的磁效应，故D不符合题意。
故选：A。
【变式训练3】（2022•揭阳一模）如图所示是电流表的内部结构示意图，当电流通过线圈时，线圈在磁场中转动从而带动指针偏转。与电流表工作原理相似的是 电动机 （填“发电机”或“电动机”）。
【答案】电动机。
【解答】解：通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大。因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。
发电机是利用电磁感应现象制成的，与电流表的制成原理无关；
电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的理论制成的。
故答案为：电动机。
【变式训练4】（2022•禅城区一模）如图，一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮去两端的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮去半周。把线圈放在用硬金属丝做成的支架mn上，并按图示连接电路。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就开始转动。此装置与 电动机 的工作原理相同（选填“内燃机”、“发电机”或“电动机”）；若将电源的正负极对调，则线圈的转动方向与原来 相同 （选填“相同”或“相反”）。
【答案】电动机；相同。
【解答】解：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；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，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。
故答案为：电动机；相同。
考点2 直流电动机的构造和工作过程
（1）直流电机的结构应由定子、转子和换向器组成；
（2）直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成；
（3）运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成；
（4）转子中有两组以上的线圈，由漆包线绕制而成，称之为绕组．当绕组中有电流通过时产生磁场，该磁场与定子的磁场产生力的作用．由于定子是固定不动的，因此转子在力的作用下转动；
（5）换向器是直流电动机的一种特殊装置，由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片；在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路连接；当转子转过一定角度后，换向器将供电电压接入另一对绕组，并在该绕组中继续产生磁场。
【典例5】（2022•宝应县一模）关于如图所示的物理知识，下列描述错误的是（ ）
A．图甲电动机模型要持续转动，需将线圈两端同侧的漆各刮去一半
B．图乙高压锅是利用沸点随气压升高而增大的原理制成的
C．图丙梳头后的塑料梳子能吸引小纸屑是因为梳子有磁性
D．图丁磁悬浮列车是利用电流的磁效应来工作的
【答案】C。
【解答】解：A、线圈两端同侧的漆各刮去一半时，线圈转动时半周通电受力，半周断电不受力，能使线圈能够持续转动，故A正确；
B、液体的沸点与气压有关，高压锅是利用沸点随气压升高而增大的原理制成的，故B正确；
C、塑料梳子和头发摩擦，塑料梳子因摩擦而带电，吸引碎纸屑；属于摩擦起电现象，不是因为梳子具有磁性；故C错误；
D、磁悬浮列车是利用电流的磁效应来工作的，故D正确。
故选：C。
【典例6】（2022春•嵊州市期中）如图是安装好的直流电动机模型接入电路的情况。
（1）如图，电动机的工作原理是 通电线圈在磁场中受力转动 。
（2）合上开关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，请写出一种方法 对调电源的正负极或对调磁极 。
（3）合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将 变小 （变小/变大/不变）。
【答案】（1）通电线圈在磁场中受力转动；（2）对调电源的正负极或对调磁极；（3）变小。
【解答】解：（1）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；
（2）线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动可以改变电流的方向即对调电源的正负极或改变磁场方向，即对调磁极；
（3）电动机转动的快慢与电流大小和磁场强弱有关；合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，电阻增大，电流减小，电动机转动速度变小。
故答案为：（1）通电线圈在磁场中受力转动；（2）对调电源的正负极或对调磁极；（3）变小。
【典例7】（2022•姜堰区模拟）研究电动机的工作过程。
（1）电动机的工作原理是磁场对 通电线圈 有力的作用。甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 电流方向不同 。
（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 换向器 ，该装置能在线圈 刚转过 （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。
（3）丙图中用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，闭合开关，可观察到线圈在磁场中
不能 （选填“能”或“不能”）沿某一方向持续转动，图中线圈 不处于 （选填“处于”或“不处于”）平衡位置。
【答案】（1）通电线圈；电流方向不同； （2）换向器；刚转过；（3）不能；不处于。
【解答】解：
（1）电动机的工作原理是磁场对电流（或通电线圈）有力的作用；
线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关；甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，是因为两侧的电流方向不同；
当线圈从图示位置再转动90度后，线圈将恰好达到平衡位置，此时受力平衡，最终会停在该位置。
（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
（3）当线圈从图示位置再转动90度后，线圈没达到平衡位置，此时不处于平衡位置。
故答案为：（1）通电线圈；电流方向不同； （2）换向器；刚转过；（3）不能；不处于。
【变式训练1】（2022•江阴市校级一模）如图所示，小明同学做了一个小小直流电动机模型。同学们围着观看线圈的持续转动，一起分享着他的成果。下列关于此直流电动机模型的说法，你认为正确的是（ ）
A．此电动机模型是根据电磁感应的原理制成的
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
C．转动过程中，CD边始终受方向不变的磁场力
D．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
【答案】D。
【解答】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。如图所示，ab和cd边受到磁场的作用力时，虽然磁场方向相同，但通过的电流方向不同，所以ab和cd边受到作用力的方向一定相反，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，这样可以做成一个换向器，及时改变线圈中电流的方向，使线圈继续转动下去。
故选：D。
【变式训练2】（2022•柳州模拟）电机（发电机、电动机的统称）在生活中的应用越来越广泛。如图所示的电机工作时能量转化是 电能转化为机械能 （选填“电能转化为机械能”或“机械能转化为电能”）。图中两个铜半环E和F分别与线圈两端相连，这个部件叫换向器，它的作用是当线圈刚越过平衡位置时改变线圈中 电流 的方向，使线圈继续转动下去。
【答案】电能转化为机械能；电流。
【解答】解：由图可知，该电机的外边有一个电源，它是用来给线圈供电，这样通电线圈在磁场中就会受到力的作用而发生转动，所以该电机是一个电动机；电动机在工作时，消耗电能而转化为机械能；彼此绝缘的铜半环E和F叫换向器，它是用来改变线圈中的电流方向，从而改变线圈中的受力方向，让线圈持续的转动下去。
故答案为：电能转化为机械能；电流。
【变式训练3】（2021秋•洛宁县期末）研究电动机的工作过程。
（1）电动机的工作原理是磁场对 通电线圈 有力的作用。甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 电流方向不同 。
（2）乙图中的线圈所在的位置 是 （选填“是”或“不是”）平衡位置，图中C、D组成的装置叫 换向器 ，它的作用是在线圈 刚转过 （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。
（3）①小明将丙图中直流电动机模型接入电路，各部分连接完好，结果电动机却不能转动，他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动。模型刚开始不转的原因可能是 C
A．直流电动机的铜半环与电刷接触不良 B．电源电压太低
C．线圈刚好处于平衡位置 D．线圈中的电流太小
②调换器件 磁体 （填器件名称）的放置可方便改变电动机的转动方向。
【答案】（1）通电线圈；电流方向不同； （2）是；换向器；刚转过；（3）C；磁体。
【解答】解：（1）电动机的工作原理是磁场对通电线圈有力的作用。
线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关；甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，是因为两侧的电流方向不同。
（2）乙图中的线圈所在的位置是平衡位置，线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
（3）①A．直流电动机的铜半环与电刷接触不良，形成开路，电路中没有电流，形不成通电导体，故电动机始终不会工作。不符合题意；
B、若是线圈两端的电压太低，即线圈中的电流很小，线圈所受的磁场力小于摩擦力时，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，不符合题意；
C、平衡位置时电动机的转子和定子形成了开路，导体中没有电流通过，磁场对其没有作用力，电动机不会转动，但是用手轻轻地碰了一下线圈后，线圈越过平衡位置，继续转动；符合题意；
D、若是线圈中的电流太小，同样线圈所受的磁场力小于摩擦力时，即使我们轻推一下，电动机也不会转动，不符合题意；
②因为线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关，所以丙图所示的电动机模型中，调换器件①磁体的放置，即改变磁场的方向，可方便改变电动机的转动方向。
故答案为：（1）通电线圈；电流方向不同； （2）是；换向器；刚转过；（3）C；磁体。
考点3 磁场对通电导线的作用
（1）磁场对通电导线有力的作用；
（2）其作用方向与电流的方向、磁场的方向有关。
【典例8】（2022•白云区校级一模）矩形铜线框在某磁场中的位置如图1所示，电流I1从O点流入线圈，从P点流出，流出的电流为I2，AB段受到的磁场力方向向上。下列说法不正确的是（ ）
A．电流I1等于I2
B．图1位置中CD段受到的磁场力方向向上
C．让线圈转180°到图2位置，AB段受到的磁场力方向向下
D．让线圈转180°到图2位置，CD段受到的磁场力方向向上
【答案】D。
【解答】解：
A、根据并联电路电流的特点可知，干路中的电流等于支路电流的和，干路中的电流是相同的，故A正确；
B、图乙中，电流从D流向C，根据左手定则可知，CD受到的磁场力方向向上，故B正确；
CD、让线圈转180°到图2位置，根据左手定则可知，AB段、CD段受到的磁场力方向向上，故C正确，D错误。
故选：D。
【典例9】（2022春•丽水月考）在研究“磁场对通电导体的作用”实验中。
（1）利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在a、b之间接入 电源 ，根据该原理可制成 电动机 。
（2）在乙图中，通电后cd段导线受d场力F1的方向为竖直向下，由此可以判断ab段导线所受磁场力F2的方向是竖直向上，F1与F2不是一对平衡力，这是因为 两个力没有作用在同一直线上 。
（3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装 换向器 ，自动改变线圈中的电流方向。
【答案】（1）电源；电动机；（2）两个力没有作用在同一直线上；（3）换向器。
【解答】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ab间应接电源；利用该原理制成了电动机；
（2）由图可知，F1与F2没有在同一直线上，不是一对平衡力；
（3）要使图乙中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，它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。
故答案为：（1）电源；电动机；（2）两个力没有作用在同一直线上；（3）换向器。
【典例10】（2022•枝江市一模）如图，把一根铜导体ab放在磁场中的导轨上，将电源、开关、导轨各元件连接，开关断开，下面是小明进行的探究活动：
（1）小明猜想：闭合开关，铜导体ab通电产生磁场与蹄形磁体相互作用而运动。
（2）闭合开关后，小明观察到铜导体ab在导轨上没有运动，经检查，电源、开关、导轨、铜导体ab、开关各元件完好且连接没有问题，则可能的原因是 电流太小 ，此时蹄形磁体对铜导体ab 有 （选填“有”或“没有”）磁力的作用。
（3）小明采取措施解决问题后，实验正如他猜想一样，铜导体ab通电后在磁场中运动。如果要使铜导体ab的运动速度大一些，你的办法是 增大电流 。
（4）下列如图所示的设备中利用的工作原理与上述实验原理一致的是 D 。
A. B.
C. D.
【答案】（2）电流太小；有；（3）增大电流；（4）D。
【解答】解：（2）闭合开关后，小明观察到铜导体ab在导轨上没有运动，可能的原因是通过铜导体ab的电流太小，导致受到的力太小，此时蹄形磁体对铜导体ab有磁力的作用；
（3）通电导体在磁场中受到力的作用，受力的大小与电流的大小和磁场的强弱有关，如果要使铜导体ab的运动速度大一些，可能增大电流；
（4）A、电磁继电器，是电磁铁的应用，故A不符合题意；
B、动圈式话筒（麦克风）工作时，人说话的声音使得线圈在磁场中运动，结果是产生随声音变化的电流，利用了电磁感应原理，故B不符合题意；
C、如图是发电机原理图，发电机是利用电磁感应的原理制成的，故C不符合题意；
D、当扬声器线圈中通过变化的电流时，通电线圈会在磁场中受到变化的力的作用，即线圈时而被排斥，时而被吸引，从而使得线圈振动，线圈的振动也会带动纸盆来回振动，于是扬声器就发出了声音；即扬声器是利用通电线圈在磁场中受力而运动的原理制成的，故D符合题意。
故选D。
故答案为：（2）电流太小；有；（3）增大电流；（4）D。
【变式训练1】（2022•昌吉州一模）聪聪做了这样一个有趣的实验。如图所示，他将盛有适量盐水的玻璃皿置于条形磁铁的正上方，在干电池的两端分别接上一根金属棒，并在其中一根金属棒上接上一个金属环。将金属环平放于液面上，另一根金属棒竖直插入盐水中央（不接触金属环），再向盐水中撒入碎纸屑。闭合开关S后，碎纸屑绕中央的金属棒沿相同方向转动起来，拿走磁体后碎纸屑停止转动。下列有关说法正确的是（ ）
A．纸屑转动说明通了电的盐水在磁场中受到了力的作用
B．纸屑转动，说明电在盐水中产生了热效应
C．若将盐水换成纯净水做同样的实验，纸屑同样能够转动
D．将电源正负极对调，闭合开关后碎纸屑仍然绕原来方向转动
【答案】A。
【解答】解：AB、此题中有一个磁场，盐水是导体，即当通电后，盐水中的纸片转动，即说明盐水运动，故说明通电盐水在磁场中受力的作用，故A正确，B错误；
C、由于纯水是绝缘体，即纯水中没有电流，所以若用纯水做实验时，纸屑不会转动，故C错误；
D、将电源正负极对调，即电流方向改变，所以所受磁场力的方向会改变，故闭合开关后碎纸屑会绕原来方向相反的方向转动，故D错误；
故选：A。
【变式训练2】（2022•青羊区模拟）电磁炮是一种新型武器，电磁炮利用了通电导体在磁场中会受力运动的原理。如图是它的原理图，其中B端是螺线管的 S 极，电磁炮发射过程的能量转化与我们学过的 电动 机相同。
【答案】S；电动。
【解答】解：由图可知，电流从螺线管的左端流入，根据安培定则可知，B端是螺线管的S极；电磁炮的原理是：位于磁场中的导线在通电时会受到一个力的推动，它与生活中电动机的原理是相同的。
故答案为：S；电动。
【变式训练3】（2022•阳江一模）如图所示，闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向左运动，说明了通电导体在磁场中受到 力 的作用，根据该原理可以制成 电动机 （选填“发电机”或“电动机”）。若断开开关后只将电源的正、负极对调，则重新闭合开关后导体棒ab将向 右 （选填“左”或“右”）运动。
【答案】力；电动机；右。
【解答】解：闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向右运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用，这是电动机的原理。
若只将电源的正、负极对调，改变了电流方向，则导体棒ab的运动方向改变，所以导体棒ab将向右运动。
故答案为：力；电动机；右。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2022•永安市一模）科技的快速发展使智能机器人进入人们的生活。如图所示，这是智能机器人为顾客送餐时的情景。智能机器人通过电动机驱动底部的轮子将美食送到指定客人的桌边，下列仪器与电动机的工作原理相同的是（ ）
A．指南针 B．电磁起重机 C．动圈式话筒 D．动圈式扬声器
【答案】D。
【解答】解：电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力转动；
A、指南针的原理是磁极间相互作用的原理，故A错误；
B、电磁起重机是利用电流的磁效应工作的，故B错误；
C、动圈式话筒是声信号转化为电信号的机器，机械能转化为电能，其工作原理是电磁感应现象，与发电机的工作原理相同，故C错误；
D、动圈式扬声器是将电信号转化成声信号，也是电能转化为机械能，其原理是通电线圈在磁场中受力转动，与电动机的原理相同，故D正确。
故选：D。
2．（2022春•长沙期中）如图是一款小电风扇，图中能说明其工作原理的实验装置是（ ）
A． B． C．D．
【答案】A。
【解答】解：A、图中有电池，验证通电导体在磁场中受力的实验，利用此装置原理制造了电动机，故A符合题意；
B、图中没有电池，验证闭合电路的一部分导体切割磁感线时产生感应电流，是电磁感应现象实验，故B不符合题意；
C、图中验证了通电导体周围存在磁场，这是奥斯特实验，说明了电流的磁效应，故C不符合题意；
D、图中通电螺线管周围存在磁场，说明了电流的磁效应，故D不符合题意。
故选：A。
3．（2022•鞍山一模）如图所示，下列描述与实验相符的是（ ）
A．甲图是发电机的工作原理图
B．乙图是条形磁体周围磁感线的分布情况
C．丙图可用来演示电流的磁效应，根据该实验原理制成了动圈式话筒
D．丁图可以演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
【答案】D。
【解答】解：
A、甲图中开关闭合后，导体棒内通以电流，则导体在磁场力的作用下发生运动，故演示的为磁场对电流的作用，利用该原理制成了电动机，故A错误；
B、磁体外部的磁感线是从N极出来，回到S极的，故B错误；
C、放在小磁针上方的导线中有电流通过时，小磁针会发生偏转，说明通电导体周围产生了磁场，即演示了电流的磁效应，动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，故C错误；
D、图中两电磁铁串联，通过的电流相等，但两电磁铁线圈的匝数不同，可用来演示电磁铁的磁性强弱与线圈匝数多少的关系，滑动变阻器可以改变通过电磁铁的电流，可以探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系，故D正确。
故选：D。
4．（2022春•长兴县月考）如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（ ）
A．电动机通电后不转，一定是电路断路
B．没有换向器也可实现持续转动
C．将磁体的磁极对调一下可以使电动机的转速增大
D．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
【答案】D。
【解答】解：A、电动机通电后不转原因：电流太小、磁场磁性太弱、断路、线圈处于平衡位置，故A错误；
B、换向器在线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，能使线圈连续转动下去，故B错误；
C、对调磁极只会将线圈受力反向，不会改变线圈受力的大小，线圈转动的速度将不变，故C错误；
D、线圈转动方向跟电流方向和磁场方向有关，改变其中的一者，线圈转动方向改变，同时改变两者线圈转动方向不变。改变磁场方向可以改变线圈转动方向，故D正确。
故选：D。
5．（2022春•鹿城区校级期中）小科同学在装配电动机模型时，正确连接电路后闭合开关，发现电动机并没有如期转动起来，于是他做了以下调节：
①更换电压更大的电源；
②向左移动滑动变阻器滑片；
③调节线圈的初始位置；
④改变电源的正负极；
⑤改变磁场方向。
你认为他能达到目的的调节有（ ）
A．①②③ B．②③④ C．③④⑥ D．①④⑤
【答案】A。
【解答】解：①更换电压更大的电源，可以增大电路中的电流，增大磁场力，可以到达目的；
②向左移动滑动变阻器滑片，滑动变阻器接入电路的电阻变小，总电阻变小，根据欧姆定律可知，通过电动机的电流增大，可以增大磁场力，可以到达目的；
③当线圈初始位置在平衡位置时，线圈不能转动，调节线圈的初始位置，可以到达目的；
④改变电源的正负极无法改变磁场力的大小，不能到达到目的；
⑤改变磁场方向无法改变磁场力的大小，不能到达到目的。
故选A。
6．（2021•建湖县二模）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．线圈在越过平衡位置时，会自动改变线圈中的电流方向，使线圈连续转动
D．该模型是利用电磁感应的原理工作的
【答案】A。
【解答】解：
AC、将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，线圈在转动的过程中，电流的方向不变，只有半周有电流，线圈由于具有惯性能持续的转动下去，故C错误，A正确；
B、实验中需要用支架连接线圈和电源，是用导体制成的，故B错误；
D、电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故D错误。
故选：A。
7．（2022•兰考县模拟）新型公交车的玻璃上已经安装了自动爆玻器，它相当于一个电控安全锤。危急时刻，司机只需按下开关通电，自动燥玻器磁场中的线圈就会产生一个冲击力，带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实现击碎的目的。请判断自动爆玻器的工作原理与下列哪个图片的原理相同（ ）
A． B． C． D．
【答案】A。
【解答】解：由题意可知，自动爆玻器的工作原理是通电线圈（导体）在磁场中受到力的作用而运动；
A、该实验中，当导体中通过电流时，通电导体在磁场中受力的作用而运动，与自动爆玻器工作原理相同，故A符合题意；
B、该实验说明闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时，会产生感应电流，是机械能转化为电能，故B不符合题意；
C、该实验是探究影响电磁铁磁性大小的因素实验，是电流的磁效应，故C不符合题意；
D、该实验说明磁极间的相互作用：异名磁极相互吸引，故D不符合题意；
故选：A。
8．（2022•泰兴市一模）一次家庭探究活动中，小明将一个U形磁体放到正在发光的灯泡中间，惊讶的发现了灯丝在不停地晃动。关于这种现象，下列说法中正确的是（ ）
A．灯丝晃动是电磁感应现象 B．灯丝晃动时是将内能转化成了机械能
C．灯丝晃动是由于磁体能吸引钨这种金属 D．灯丝晃动是由于磁场对电流的作用
【答案】D。
【解答】解：发光的灯泡中有电流通过，电流处于磁场中，要受到力的作用；灯丝晃动，说明其受力的方向不断改变，故D正确。
故选：D。
二、填空题。
9．（2022•南平模拟）如图，悬浮式无线蓝牙音箱，音箱内的扬声器工作原理与 电动机 相同（选填“电动机”或“发电机”）。该产品底座里有一个电磁铁，可使箱体悬在空中，这是根据同名磁极相互 排斥 的原理实现的。
【答案】（1）电动机；（2）排斥。
【解答】解：（1）扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，工作原理与电动机工作原理相同；
（2）该产品底座里有一个电磁铁，可使箱体悬在空中，说明电磁铁与箱体相互排斥，应为同名磁极。
故答案为：（1）电动机；（2）排斥。
10．（2022•广东模拟）将两块磁铁分别吸在干电池的正负极上，使两个磁铁的N极都向外，构成了一个可以在平面上滚动的滚轮。如图所示，将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，由于锡箔具有 导电 （选填“导电”或“导热”）性，滚轮立刻开始向前滚动。滚轮能够滚动的原理与 电动机 （选填“电动机”或“发电机”）相同。若让滚轮向相反的方向滚动，下列操作可行的是 ① （选填序号，①仅将电池正负极对调一下；②将两端磁铁的N、S极和电池的正负极均对调）。
【答案】导电；电动机；①。
【解答】解：将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，由于锡箔纸是导体，容易导电，所以通过锡箔纸有电流，干电池在磁体的磁场中受力运动，所以滚轮立刻开始向前滚动，其原理同电动机的原理；
通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向、磁场的方向有关，若让滚轮向相反的方向滚动，可以改变磁场的方向或电流的方向，即将滚轮左右换个方向或将电池正负极对调一下；若同时将两端磁铁的N、S极和电池的正负极均对调，则受力的方向不变，故可行的是①。
故答案为：导电；电动机；①。
11．（2021秋•石家庄期末）如图为一款磁悬浮蓝牙音箱，音箱通电时振动发出声音，它的工作原理与 电动机 （“电动机”或“发电机”）相同。音箱悬浮在空中，是利用了同名磁极相互 排斥 （选填“吸引”或“排斥”）的原理。
【答案】电动机；排斥。
【解答】解：（1）音箱通电时振动发出声音，是电能转化为机械能，与电动机的原理相同；
（2）音箱悬浮在空中是利用同名磁极相互排斥的原理工作的。
故答案为：电动机；排斥。
12．（2022•管城区校级模拟）如图所示，某实验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，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架mn上，并按图示连接电路，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易电动机，若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 相同 （选填“相同”或“相反”），原因是 电流的方向和磁场的方向都发生了变化 。
【答案】相同；电流的方向和磁场的方向都发生了变化。
【解答】解：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，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。
故答案为：相同；电流的方向和磁场的方向都发生了变化。
13．（2022•梁园区校级模拟）如图所示，电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠 换向器 来实现的。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连续转动。
【答案】换向器；电流方向。
【解答】解：直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动原理制成的，为了使线圈能持续的转动下去，利用换向器来改变线圈中的电流方向，从而改变它两边的受力方向，使线圈连续转动。
故答案为：换向器；电流方向。
三、实验探究题。
14．（2021•曲阜市二模）结合图中的实验情景，按要求回答问题：
（1）图甲：为了防止因接错正负接线柱损坏电流表，给电流表串联一个二极管，是利用了二极管的 单向导电 特性。
（2）图乙：温控自动报警装置中，当温度达到设定温度时，工作电路中的 电铃 工作。
（3）图丙：这是 远视 眼形成的原理图（选填“近视”、“正常”或“远视”）。
（4）图丁：要探究电动机的工作原理，需要在方框内接入 电源 。
【答案】（1）单向导电；（2）电铃；（3）远视；（4）电源。
【解答】解：（1）将电流表与二极管串联起来，这利用了二极管的单向导电特性；
（2）当温度达到设定温度时，电磁铁中有电流通过时，产生磁性会把衔铁吸来过，电铃电路接通，电铃工作；
（3）图中像成在视网膜的后方，表示远视眼成像；
（4）要探究电动机的工作原理，电路中需要有电源，所以方框中接入电源。
故答案为：（1）单向导电；（2）电铃；（3）远视；（4）电源。
15．（2022•泰州模拟）如图所示为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，碲形磁体放在线圈周围。
（1）按他们这种方法刮漆，线圈在平衡位置附近时会 切断线圈中的电流 （选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”），目的是使线圈能够 持续转动 。
（2）可以通过改变 电流（磁场） 方向，改变线圈的转动方向。（填一种方法）
（3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是 磁场太弱 ，这时可做的有效尝试是 换用较强的磁场 。
【答案】（1）切断线圈中的电流；持续转动；（2）电流（或磁场）；（3）磁场太弱；换用较强的磁场（后两空合理即可）。
【解答】解：（1）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周的作用是当线圈刚转过平衡位置时，切断电流，通过线圈的惯性转动半周，从而保证了线圈持续的转动下去；
（2）要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向；
（3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，可排除无电流的情况，可能是电流太弱、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置等，可进行有针对性的偿试，包括换新电池使电流增大，换较强的磁场，用手推一下线圈使其转过平衡位置等。
故答案为：（1）切断线圈中的电流；持续转动；（2）电流（或磁场）；（3）磁场太弱；换用较强的磁场（后两空合理即可）。
四、解答题。
16．（2022春•绍兴月考）用一根金属铜线、一块强磁铁、一节一号干电池都分别成功做出了各自简易的电动机，如图甲、乙分别是小明和小强做成的电动机。在他俩展示过程中，细心的小敏同学发现两个铜线框的转动方向是相反的。
（1）图中金属铜线可以绕电池持续转动的原理是： 通电线圈在磁场中受力而转动 。
（2）甲、乙两图中铜线框的转动方向相反的原因是： 贴近电池一侧强磁铁的极性不同造成的 。
【答案】（1）通电线圈在磁场中受力而转动；（2）贴近电池一侧强磁铁的极性不同造成的。
【解答】解：（1）小明和小强做成的电动机，金属铜线可以绕电池持续转动的原理是通电线圈在磁场中受力而转动。
（2）通电导体在磁场中受力方向跟电流方向和磁场方向有关。如图，电流方向是相同的，两个铜线框的转动方向是相反的，是因为磁场方向不同，所以说贴近电池一侧强磁铁的极性不同造成的。
故答案为：（1）通电线圈在磁场中受力而转动；（2）贴近电池一侧强磁铁的极性不同造成的。
17．（2021秋•中原区校级期末）新能源纯电动汽车因其环保、节能、高效等诸多优势，已逐渐成为人们重要的交通工具之一。2021年民族企业比亚迪，以584020辆的全年销量占领新能源厂商销量排行榜榜首，如图为比亚迪一款纯电动车。
（1）电动汽车在行驶时，主要将电能转化为 机械 能；电动机的工作原理是： 通电线圈在磁场中受力转动 。
（2）若电动汽车工作时电动机最大功率为160kW，工作电压为320V，求电动机工作时最大电流是多少？当电动机以最大功率工作20min，若电能转化为机械能的效率为90%，则转化为机械能多少J？
（3）若某燃油汽车输出相同的机械能，其能量转化率为30%，则需要消耗的汽油为多少kg？（q酒精＝4.5×107J/kg）
【解答】解；（1）电动汽车在行驶时，主要将电能转化为机械能；电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力转动；
（2）电动机工作时最大电流：I＝＝＝500A；
电动机以最大功率工作20min消耗的电能：W＝Pt＝160×103W×20×60s＝1.92×108J；
因为电能转化为机械能的效率为90%，则转化为机械能：W有＝η•W＝90%×1.92×108J＝1.728×108J；
（3）因为燃油汽车能量转化率为30%，要输出相同的机械能，燃油放出的总能量：Q放＝＝＝5.76×108J；
需要消耗的汽油的质量：m＝＝＝12.8kg。
答：（1）电动汽车在行驶时，主要将电能转化为机械能；电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力转动；
（2）电动机工作时最大电流为500A；转化的机械能为1.728×108J；
（3）需要消耗的汽油为12.8kg。
18．（2022•铁岭模拟）小明用漆包线绕制了一个线圈，然后全部刮去线圈两端引线的漆皮，将线圈与电池接通，如图所示。
（1）闭合开关后，小明发现线圈发生了转动，此过程的能量转化过程是 电能转化为机械能 。
（2）要想让线圈的转动方向改变，可采取的措施是 对调磁极或电源的正负极 （说出一种方法即可）。
【答案】（1）电能转化为机械能；（2）对调磁极或电源的正负极。
【解答】解：（1）直流电动机工作时消耗电能得到机械能，故电动机是将电能转化为机械能；
（2）要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向即对调磁极或电源的正负极。
故答案为：（1）电能转化为机械能；（2）对调磁极或电源的正负极。
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