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2021学年第4节 电动机第2课时一课一练
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这是一份2021学年第4节 电动机第2课时一课一练，共19页。试卷主要包含了列举电磁铁的特点；2，装配直流电动机模型；，电铃，如图是小敏自制的一个电磁跷跷板等内容，欢迎下载使用。
教学重点：1.列举电磁铁的特点；2.说出电磁铁的结构与工作原理；3.列举磁场对电流有力的作用；4.看懂直流电动机的构造与工作原理，理解换向器的作用；
教学难点：1.列举电磁铁的特点；2.说出电磁铁的结构与工作原理；3.列举磁场对电流有力的作用；4.看懂直流电动机的构造与工作原理，理解换向器的作用；
常考点：1.列举电磁铁的特点；2.说出电磁铁的结构与工作原理；3.列举磁场对电流有力的作用；4.看懂直流电动机的构造与工作原理，理解换向器的作用；
一、知识点梳理
知识点一：电磁铁的应用
电磁继电器；
磁悬浮列车；
信息的磁记录:硬盘，磁卡等
电话；
知识点二：电动机
磁场对通电导体的作用；
直流电动机的原理和能量转换；
3.装配直流电动机模型；
二、重难点突破
考点1.电磁继电器
电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关；
电磁继电器是利用低电压，弱电流电路的通断，来间接的控制高电压，强电流电路的装置，由电磁铁，衔铁，弹簧片，触电组成；
水位自动报警器：水位未达到金属块A时，只有绿灯亮；水位达到金属块A时，即电磁铁接通电路而工作，衔铁在电磁铁的磁力作用下，红灯接通电路而发光，达到发出报警信号的目的；
4.电铃：闭合开关，电路接通电磁铁，由此铁产生磁性吸引弹簧片，使铁锤打击打击铁岭而发出声音，同时电路断开，电磁铁失去磁性，由于弹簧片的弹性，使电路又重新闭合，上述过程循环反复，电铃持续发声；
例1.下图是某同学为自家的保险柜设计的一个自动报警的原理图，只要偷窃者将钥匙插入锁上的钥匙孔，报警器就会铃响报警，请你说明一下这个报警器的工作原理。
变式训练：如图是直流电铃的原理图.关于电铃工作时的说法不正确的是（ ）
A.电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极
B.电磁铁吸引衔铁，弹性片发生形变具有弹性势能
C.小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动
D.小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性
考点二：磁悬浮列车
1．列车轨道上强电磁铁的磁极与列车上的电磁铁的磁极的排斥或吸引的作用力，使列车悬浮，消除了摩擦，减少了阻力，增加运行速度；
例二：我国拥有全部知识产权的第一条磁悬浮列车线已建成并运行通车，磁悬浮列车的车厢和铁轨上都安装着磁体。以下关于磁悬浮列车的说法中错误的是（ ）
A. 磁悬浮列车利用了同名磁极互相排斥
B. 磁悬浮列车的磁体大多是电磁铁
C. 磁悬浮列车消除了车体与轨道间的摩擦
D. 磁悬浮列车增大了车体与轨道间的摩擦
变式训练：下列事物中,没有电磁铁的是( )
A. 电磁继电器 B. 电磁选矿机 C. 电话的听筒 D. 电话的话筒
考点三：信息的磁记录
记录声音，文字，图像等信息的磁带的一面都涂有一层磁粉，每一个磁粉粒就是一个小磁铁，通过磁头把磁粉磁化，把信息记录在磁带上。
例三：在(1)录像机用的录像带;(2)计算机用的存储软盘;(3)VCD播放用的光盘;(4)录音机用的录音带中,利用磁性材料记录信息的是（ ）
A. (1)(2)(3) B. (2)(3)(4) C. (1)(2)(4) D. (1)(3)(4)
变式训练：如图所示为一种温度自动报警器原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，当温度升高至（ ）
A. 74℃时，电灯亮报警 B. 72℃时，电铃报警
C. 66℃时，电铃报警 D. 74℃时，电铃报警
考点四：磁场对通电导体的作用
磁场对通电导体的作用：通电导体在磁场中会受到力的作用。其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，改变其一，受力方向与原方向相反；两个都改变，其受力方向与原方向相同。
磁场对通电线圈的作用：通电线圈在磁场中受力转动，到平衡位置时停止；当通电导线或线圈在磁场中受力的作用而发生转动时，电能转化为机械能。
例四：在物理学中，用⊗表示电流的方向垂直于纸面向里，⊙表示电流的方向垂直于纸面向外。如图所示，甲图表示直导体a在磁场中受到一个既跟电流方向垂直，又跟磁感应方向垂直的水平向左的磁场力F，乙图所示的四种情况中，通电导体b受到的磁场力方向水平向左的是（ ）
变式训练1：如图所示，闭合开关使螺线管通电，A螺线管的上端相当于磁体的 ▲ 极，可以观察到左边弹簧 ▲ ，右边弹簧 ▲ ．（后两空选填“伸长”、“不变”或“缩短”）
变式训练2：如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁与条形磁铁处于同一水平线放置，且左端固定，当开关S闭合，电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向下移动时，条形磁铁始终保持静止，则在此过程中，条形磁铁受到的摩擦力( )
A．方向向右，逐渐减小 B．方向向右，逐渐增大
C．方向向左，逐渐减小 D．方向向左，逐渐增大
考点五：直流电动机
1．主要组成部分：转子（线圈）和定子（磁铁），转向器，电刷；
2．直流电动机是把电能转化为机械能的装置；原理：通电线圈在磁场中受力转动；
3．换向器的作用：每当线圈转到平衡位置，能自动改变线圈中的电流方向，使线圈连续转动；
4．直流电动机的转动方向取决于磁场方向和线圈中电流方向，转速取决于磁场强度和电流大小。电流越大转速越快；磁场越强，转速也越快；
例五：一台简易电动机如图所示。用硬金属丝做两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕成一个矩形线圈，以线圈引线为轴。用小刀刮去轴一端的全部漆皮，再刮去另一端的半周漆皮，并将线圈放在支架上，磁体放在线圈下。接通电源并用手轻推一下线圈，线圈就会不停的转动起来。
(1)电动机是利用_________原理制成的。
(2)“刮去另一端的半周漆皮”的目的是_________(选填“改变线圈中电流方向”或“使线圈在转动过程中半周没有电流”)
变式训练：如图所示,用来研究电动机工作原理的是（ ）
A. B. C. D.
三、优化与提高
（一）选择题
1．如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（ ）
A. 电流表示数变小，弹簧长度变短
B. 电流表示数变小，弹簧长度变长
C. 电流表示数变大，弹簧长度变长
D. 电流表示数变大，弹簧长度变短
2.如图所示，请你根据电磁继电器的工作原理，判定下列说法中正确的是（ ）
A. S断开时，灯亮、铃响 B. S断开时，灯不亮、铃不响
C. S闭合时，铃响、灯不亮 D. S闭合时，灯亮、铃不响
3．如图所示,当工作电路发生故障而断开时,铃响报警,故障排除后工作电路接通时,绿灯和白灯亮,铃不响,则图中( )
A. a是电铃 B. b是电铃 C. c是电铃 D. a是绿灯
4．关于磁场对通电线圈的作用,下列说法写正确的是( )
A. 若通电线圈平面与磁感线垂直，线圈受到磁场力的作用，但不会转动
B. 若通电线圈平面与磁感线平行，线圈不会转动
C. 改变磁感线方向，通电导体在磁场中受到的作用力方向不变
D. 改变导体的电流方向，导体在磁场中受到的作用力方向不变
5.下列关于直流电动机的线圈中的电流方向和外部电流的方向的说法中,正确的是( )
A. 线圈中的电流和外部电路中的电流方向都是不变的
B. 线圈中的电流和外部电路中的电流方向都是变化的
C. 线圈中的电流方向是不变的，外部电路中的电流方向是改变的
D. 线圈中的电流方向是变化的，外部电路中的电流方向是不变的
6.如图所示,闭合开关后导体ab开始运动起来,若让导体的运动方向发生改变,则可以采取的措施正确的是( )
A. 改变磁场方向或电流方向
B. 改变磁场强
C. 改变磁场方向和电流方向
D. 改变线圈的匝数
二、非选择题
7．如图所示为录音机上的录音磁头简图。录音时，声音先转变成强弱变化的电流，当电流通过录音磁头上的线圈时，线圈就具有___性，铁芯缝隙a处就产生___.
8.如图是小敏自制的一个电磁跷跷板。小狗、小猫模型站在一个可绕光滑转轴的轻质杆上。它的工作过程是：当处于如图位置时,两触点接触,使电磁铁产生磁性,吸引衔铁,小猫端下降。两触点___,电磁铁失去磁性,在小狗重力的作用下,小狗端下降,反复上述过程。如果小猫、小狗站立点离转轴的距离分别为7厘米和5厘米,小猫模型的质量为100克,则该跷跷板要能正常工作,小狗模型的重力应略大于___牛如果翘翘板电路连接正确、两触点接触良好,但不能正常工作可以改进的方法是___(只要写出一点即可).
9．小明根据所学的电学知识，想设计一个汽车超载自动报警电路。他查阅了相关资料了解到压敏电阻是阻值随压力变化而变化的元件，并了解到压敏电阻在生活中的一种应用−压力传感器。压力传感器受到的压力越大，输出的电压就越大，用它可以称量汽车的重。某压力传感器输出电压与压力的关系如下表：
小明利用该压力传感器和电阻箱R′(最大电阻999.9Ω) 及部分其他器材设计了图所示的电路。闭合开关S,当线圈中电流大于或等于20mA时,电磁继电器的衔铁被吸合。已知继电器线圈的电阻为25Ω,继电器电路的电源电压由传感器的输出电压U提供.(假设U不受继电器电路影响)
(1)当压力增加到一定程度时,电铃报警,说明汽车超载,则图甲中电铃应接在___(填“A. B”或“C. D”)两端；
(2)小明希望压力大于或等于2.4×105N时，启动报警系统，则电阻箱R的电阻应调节到多大?
(3)要使该装置报警，汽车的最小重力为多少?
10．如图是小华同学探究“让线圈转起来”的实验装置图。线圈能够转动的原因是___，在实验中为了使线圈能持续转动，采取的办法是___；要想使线圈的转动方向与原来的相反，采用___或者___的方法。
11．图甲是直流电动机模型（主要部件见文字说明），图乙是自制简易电动机模型。现在主要讨论图乙简易电动机的制作与操作问题。
①蹄形磁体 ②弧形铁片 ③线圈 ④转轴 ⑤支架 ⑥换向器 ⑦电刷 ⑧底座
（1）绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端（搁置于铜质弯钩的部位）进行刮漆处理，刮漆方法见放大图。按这种方法刮漆，目的是使线圈能够 ，因此这一部位就相当于图甲中的 （填某一部件的名称）。
（2）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：
① ；② 。
（写出两点即可）
（3）通电后线圈能转动，若要改变其转动方向，可采取的做法是：
① ；② 。
12.在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明按照图示组装实验器材。
(1)小明把一根轻质的铝棒作为直导线放在蹄形磁体的磁场里，接通电源，看到直导线向左运动。说明磁场对通电导线有___的作用。
(2)若只将磁体的两极对调,接通电源,观察到直导线向___(选填“左”或“右”)运动。
(3)观察“磁场对通电直导线的作用”活动后。小明提出：磁场对通电导线作用力的大小与什么因素有关?
思考后认为可能影响磁场对电流作用的因素有：直导线的长度、磁场的强弱和导线的电流大小。
请在图中器材的基础上，添加适当的器材，设计一个简单实验，探究磁场中通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关。
简要做法：_____________________
如何判断：_____________________.
第2课时 电磁铁与电动机
教学目标：1.列举电磁铁的特点；2.说出电磁铁的结构与工作原理；3.列举磁场对电流有力的作用；4.看懂直流电动机的构造与工作原理，理解换向器的作用；
教学重点：1.列举电磁铁的特点；2.说出电磁铁的结构与工作原理；3.列举磁场对电流有力的作用；4.看懂直流电动机的构造与工作原理，理解换向器的作用；
教学难点：1.列举电磁铁的特点；2.说出电磁铁的结构与工作原理；3.列举磁场对电流有力的作用；4.看懂直流电动机的构造与工作原理，理解换向器的作用；
常考点：1.列举电磁铁的特点；2.说出电磁铁的结构与工作原理；3.列举磁场对电流有力的作用；4.看懂直流电动机的构造与工作原理，理解换向器的作用；
一、知识点梳理
知识点一：电磁铁的应用
电磁继电器；
磁悬浮列车；
信息的磁记录:硬盘，磁卡等
电话；
知识点二：电动机
磁场对通电导体的作用；
直流电动机的原理和能量转换；
3.装配直流电动机模型；
二、重难点突破
考点1.电磁继电器
电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关；
电磁继电器是利用低电压，弱电流电路的通断，来间接的控制高电压，强电流电路的装置，由电磁铁，衔铁，弹簧片，触电组成；
水位自动报警器：水位未达到金属块A时，只有绿灯亮；水位达到金属块A时，即电磁铁接通电路而工作，衔铁在电磁铁的磁力作用下，红灯接通电路而发光，达到发出报警信号的目的；
4.电铃：闭合开关，电路接通电磁铁，由此铁产生磁性吸引弹簧片，使铁锤打击打击铁岭而发出声音，同时电路断开，电磁铁失去磁性，由于弹簧片的弹性，使电路又重新闭合，上述过程循环反复，电铃持续发声；
例1.下图是某同学为自家的保险柜设计的一个自动报警的原理图，只要偷窃者将钥匙插入锁上的钥匙孔，报警器就会铃响报警，请你说明一下这个报警器的工作原理。
解答：当有钥匙插入钥匙孔时，左边的控制电路被接通，电磁铁中有了电流，电磁铁就有了磁性，衔铁被吸下，右边的触点被接触，工作电路被接通，电铃响，所以当听到铃响就知道有人开保险柜了。
变式训练：如图是直流电铃的原理图.关于电铃工作时的说法不正确的是（ ）
A. 电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极
B. 电磁铁吸引衔铁，弹性片发生形变具有弹性势能
C. 小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动
D. 小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性
答案：D
考点二：磁悬浮列车
1．列车轨道上强电磁铁的磁极与列车上的电磁铁的磁极的排斥或吸引的作用力，使列车悬浮，消除了摩擦，减少了阻力，增加运行速度；
例二：我国拥有全部知识产权的第一条磁悬浮列车线已建成并运行通车，磁悬浮列车的车厢和铁轨上都安装着磁体。以下关于磁悬浮列车的说法中错误的是（ ）
A. 磁悬浮列车利用了同名磁极互相排斥
B. 磁悬浮列车的磁体大多是电磁铁
C. 磁悬浮列车消除了车体与轨道间的摩擦
D. 磁悬浮列车增大了车体与轨道间的摩擦
答案：D
解答：磁悬浮列车利用了同名磁极互相排斥，使列车和铁轨间分离，大大减小了摩擦力；为了增强磁悬浮列车的磁体的磁性，用的大多是电磁铁。故ABC正确，D错误。
变式训练：下列事物中,没有电磁铁的是( )
A. 电磁继电器 B. 电磁选矿机 C. 电话的听筒 D. 电话的话筒
答案：D
解答：电磁继电器、电磁选矿机、电话的听筒都是利用电磁铁工作，而电话的话筒是将声信息转变为电信息是因为碳精膜片挤压碳粒使电阻变化从而使电流产生变化。
考点三：信息的磁记录
记录声音，文字，图像等信息的磁带的一面都涂有一层磁粉，每一个磁粉粒就是一个小磁铁，通过磁头把磁粉磁化，把信息记录在磁带上。
例三：在(1)录像机用的录像带;(2)计算机用的存储软盘;(3)VCD播放用的光盘;(4)录音机用的录音带中,利用磁性材料记录信息的是（ ）
A.(1)(2)(3) B.(2)(3)(4)
C.(1)(2)(4) D.(1)(3)(4)
答案：C
解答：录像机用的录像带，计算机用的存储软盘，录音机用的录音带中，这些都用到磁性材料，VCD播放用的光盘没有用到磁性材料，光盘上刻录的是数据信息。故A. B. D错误。
变式训练：如图所示为一种温度自动报警器原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，当温度升高至（ ）
A. 74℃时，电灯亮报警 B. 72℃时，电铃报警
C. 66℃时，电铃报警 D. 74℃时，电铃报警
答案：D
解析：（1）该温度计的分度值为2℃，金属丝下端指在70℃上面第2个小格上，因此金属丝下端所指的温度是70℃+2℃×2=74℃；
（2）电磁铁中有电流通过时，产生磁性会把衔铁吸下来，电铃电路接通；电磁铁中无电流时，无磁性，弹簧把衔铁拉起来，电灯电路接通．
考点四：磁场对通电导体的作用
磁场对通电导体的作用：通电导体在磁场中会受到力的作用。其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，改变其一，受力方向与原方向相反；两个都改变，其受力方向与原方向相同。
磁场对通电线圈的作用：通电线圈在磁场中受力转动，到平衡位置时停止；当通电导线或线圈在磁场中受力的作用而发生转动时，电能转化为机械能。
例四：在物理学中，用⊗表示电流的方向垂直于纸面向里，⊙表示电流的方向垂直于纸面向外。如图所示，甲图表示直导体a在磁场中受到一个既跟电流方向垂直，又跟磁感应方向垂直的水平向左的磁场力F，乙图所示的四种情况中，通电导体b受到的磁场力方向水平向左的是（ ）
答案：C
解答：由图可看出，在用左手定则判定时，可以让磁感线穿过掌心，四指指向电流方向，那么大拇指所指方向即为力的方向；
据此则可以判出：A中磁场力方向向下，B中磁场力方向向右，C中磁场力方向向左，D中磁场力方向向右。
变式训练1：如图所示，闭合开关使螺线管通电，A螺线管的上端相当于磁体的 ▲ 极，可以观察到左边弹簧 ▲ ，右边弹簧 ▲ ．（后两空选填“伸长”、“不变”或“缩短”）
答案：N；伸长；缩短；
点拨：利用螺线管的线圈绕向和电流方向，结合安培定则确定螺线管的N、S极；弹簧伸长，是由于受到了条形磁体对其向下的拉力．根据拉力的变化可以确定弹簧伸长长度的变化．
变式训练2：如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁与条形磁铁处于同一水平线放置，且左端固定，当开关S闭合，电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向下移动时，条形磁铁始终保持静止，则在此过程中，条形磁铁受到的摩擦力( )
A．方向向右，逐渐减小 B．方向向右，逐渐增大
C．方向向左，逐渐减小 D．方向向左，逐渐增大
答案：A
考点五：直流电动机
1．主要组成部分：转子（线圈）和定子（磁铁），转向器，电刷；
2．直流电动机是把电能转化为机械能的装置；原理：通电线圈在磁场中受力转动；
3．换向器的作用：每当线圈转到平衡位置，能自动改变线圈中的电流方向，使线圈连续转动；
4．直流电动机的转动方向取决于磁场方向和线圈中电流方向，转速取决于磁场强度和电流大小。电流越大转速越快；磁场越强，转速也越快；
例五：一台简易电动机如图所示。用硬金属丝做两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕成一个矩形线圈，以线圈引线为轴。用小刀刮去轴一端的全部漆皮，再刮去另一端的半周漆皮，并将线圈放在支架上，磁体放在线圈下。接通电源并用手轻推一下线圈，线圈就会不停的转动起来。
(1)电动机是利用____________原理制成的。
(2)“刮去另一端的半周漆皮”的目的是_________(选填“改变线圈中电流方向”或“使线圈在转动过程中半周没有电流”)
答案：(1)通电线圈在磁场中受力转动;(2)使线圈在转动过程中半周没有电流。
解答：(1)电动机，即通电能动，是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的；
(2)将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周没有电流通过，不受磁场力的作用，利用惯性转动；
变式训练：如图所示,用来研究电动机工作原理的是（ ）
A. B. C. D.
答案：C
解答：A. 图示是奥斯特实验装置，表明通电导线周围存在磁场，不符合题意；
B. 图示是探究电磁感应现象的装置，不符合题意；
C. 图示通电导线在磁场中受到磁场力的作用而运动，揭示了电动机的原理，符合题意；
D. 图示是研究影响电磁铁磁性大小与电流的关系，不符合题意。
三、优化与提高
（一）选择题
1．如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（ ）
A. 电流表示数变小，弹簧长度变短 B. 电流表示数变小，弹簧长度变长
C. 电流表示数变大，弹簧长度变长 D. 电流表示数变大，弹簧长度变短
答案：D
解答：电流由下方流入，则由右手螺旋定则可知，螺线管上端为N极；
因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，两磁铁同名相对，故相互排斥；
当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电阻减小，由欧姆定律可得，电路中电流变大，则条形磁铁受向上的力增强；
条形磁铁受重力、拉力及向上的磁场力，向下的重力与向上的弹簧的弹力及磁场力之和相等，因重力不变，磁场力增强，故弹簧的弹力减小，故弹簧长度变短。
2.如图所示，请你根据电磁继电器的工作原理，判定下列说法中正确的是（ ）
A.S断开时，灯亮、铃响 B.S断开时，灯不亮、铃不响
C.S闭合时，铃响、灯不亮 D.S闭合时，灯亮、铃不响
答案：C
3．如图所示,当工作电路发生故障而断开时,铃响报警,故障排除后工作电路接通时,绿灯和白灯亮,铃不响,则图中( )
A. a是电铃 B. b是电铃 C. c是电铃 D. a是绿灯
答案：C
解答：由图当工作电路发生故障而断开时，电磁铁中无磁性，在弹簧作用下拉起衔铁，a、b电路被接通，此时绿灯和白灯亮，铃不响，所以a、b是绿灯和白灯；故障排除后，工作电路接通，绿灯亮，电磁铁中有磁性，吸下衔铁，c灯电路被接通，所以c是电铃。故ABD错误，C正确。
4．关于磁场对通电线圈的作用,下列说法写正确的是( )
A. 若通电线圈平面与磁感线垂直，线圈受到磁场力的作用，但不会转动
B. 若通电线圈平面与磁感线平行，线圈不会转动
C. 改变磁感线方向，通电导体在磁场中受到的作用力方向不变
D. 改变导体的电流方向，导体在磁场中受到的作用力方向不变
答案：A
解答：A. 若通电线圈平面与磁感线垂直，线圈受到磁场力的作用，但不会转动，故A正确；
B. 若通电线圈平面与磁感线平行，线圈会转动，故B错误；
C. 改变磁感线方向，通电导体在磁场中受到的作用力方法发生改变，故C错误；
D. 改变导体的电流方向，导体在磁场中受到的作用力方向发生改变，故D错误；
5.下列关于直流电动机的线圈中的电流方向和外部电流的方向的说法中,正确的是( )
A. 线圈中的电流和外部电路中的电流方向都是不变的
B. 线圈中的电流和外部电路中的电流方向都是变化的
C. 线圈中的电流方向是不变的，外部电路中的电流方向是改变的
D. 线圈中的电流方向是变化的，外部电路中的电流方向是不变的
答案：D
解答：对于直流电动机，即只能用直流电源来供电，所以电动机的外部电流的方向是不变；而电动机能持续的转动下去，即线圈中的电流必须在线圈转过平衡位置后就
6.如图所示,闭合开关后导体ab开始运动起来,若让导体的运动方向发生改变,则可以采取的措施正确的是()
A. 改变磁场方向或电流方向 B. 改变磁场强
C. 改变磁场方向和电流方向 D. 改变线圈的匝数
答案：A
（二）非选择题
7．如图所示为录音机上的录音磁头简图。录音时，声音先转变成强弱变化的电流，当电流通过录音磁头上的线圈时，线圈就具有______性，铁芯缝隙a处就产生________.
答案：磁、有关磁性变化的信息。
解答：录音机的磁带上就附有一层硬磁性材料制成的小颗粒。录音时，声音先转变成强弱变化的电流，这样的电流通过录音磁头，产生了强弱变化的磁场。磁带滑过时，磁带上的小颗粒被强弱不同地磁化，于是记录了一连串有关磁性变化的信息。
8.如图是小敏自制的一个电磁跷跷板。小狗、小猫模型站在一个可绕光滑转轴的轻质杆上。它的工作过程是：当处于如图位置时,两触点接触,使电磁铁产生磁性,吸引衔铁,小猫端下降。两触点________,电磁铁失去磁性,在小狗重力的作用下,小狗端下降,反复上述过程。如果小猫、小狗站立点离转轴的距离分别为7厘米和5厘米,小猫模型的质量为100克,则该跷跷板要能正常工作,小狗模型的重力应略大于________牛如果翘翘板电路连接正确、两触点接触良好,但不能正常工作可以改进的方法是_______(只要写出一点即可).
答案：(1)断开;(2)1.4;(3)将小狗模型适当向左移动，减小左侧力臂
分析：（1）根据电磁跷跷板的工作原理回答；
（2）跷跷板能正常工作，应让小狗将右端压下与触点接触，则由杠杆的平衡条件可知小狗模型的重力大小；
（3）跷跷板不能正常工作，排除断路可能，则只能是小猫及衔铁产生的力和力臂的乘积无法大于小狗重力与力臂的乘积，故可以增大左侧力和力臂的乘积或减小右侧力和力臂的乘积，从而将左侧压下．
9．小明根据所学的电学知识，想设计一个汽车超载自动报警电路。他查阅了相关资料了解到压敏电阻是阻值随压力变化而变化的元件，并了解到压敏电阻在生活中的一种应用−压力传感器。压力传感器受到的压力越大，输出的电压就越大，用它可以称量汽车的重。某压力传感器输出电压与压力的关系如下表：
小明利用该压力传感器和电阻箱R′(最大电阻999.9Ω) 及部分其他器材设计了图所示的电路。闭合开关S,当线圈中电流大于或等于20mA时,电磁继电器的衔铁被吸合。已知继电器线圈的电阻为25Ω,继电器电路的电源电压由传感器的输出电压U提供.(假设U不受继电器电路影响)
(1)当压力增加到一定程度时,电铃报警,说明汽车超载,则图甲中电铃应接在____(填“A. B”或“C. D”)两端；
(2)小明希望压力大于或等于2.4×105N时，启动报警系统，则电阻箱R的电阻应调节到多大?
(3)要使该装置报警，汽车的最小重力为多少?
答案：(1)C、D；(2)电阻箱R的电阻应调节到75Ω.(3)汽车的最小重力为6×104N.
分析：（1）由数据可知，压力越大，输出电压越大，电磁铁的磁性就越强，电磁铁把衔铁吸下来，C、D之间的电路就会接通；
（2）压力传感器相当于电压可变的电源，从表或图象中找出2.4×105N压力对应的电压，因为线圈中电流大于或等于20mA时，电磁继电器的衔铁被吸合，结合继电器线圈的电阻为25Ω，利用欧姆定律的知识就可以求出电阻箱接入电路的阻值；
（3）由数据可知，汽车重力越小，压力传感器输出电压越小，根据电磁继电器衔铁闭合的最小电流和线圈电阻，利用欧姆定律知识就可以求出最小输出电压，再对照图象就可以找到对应的压力值，就是汽车重力的大小．
10．如图是小华同学探究“让线圈转起来”的实验装置图。线圈能够转动的原因是______，在实验中为了使线圈能持续转动，采取的办法是____________；要想使线圈的转动方向与原来的相反，采用_______或者_______的方法。
答案：通电导线在磁场中受力的作用，将线圈引线一端接触支架的绝缘层全部刮掉，另一端刮掉半周，改变电流方向，改变磁场的方向。
11．图甲是直流电动机模型（主要部件见文字说明），图乙是自制简易电动机模型。现在主要讨论图乙简易电动机的制作与操作问题。
①蹄形磁体 ②弧形铁片 ③线圈 ④转轴 ⑤支架 ⑥换向器 ⑦电刷 ⑧底座
（1）绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端（搁置于铜质弯钩的部位）进行刮漆处理，刮漆方法见放大图。按这种方法刮漆，目的是使线圈能够 ，因此这一部位就相当于图甲中的 （填某一部件的名称）。
（2）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：
① ；② 。
（写出两点即可）
（3）通电后线圈能转动，若要改变其转动方向，可采取的做法是：
① ；② 。
答案：（1）持续转动；换向器；（2）①将线圈拨转一定角度；②增大电源电压（或换一块磁性更强的磁体）；（3）①只改变电流方向；②只改变磁场方向。
12.在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明按照图示组装实验器材。
(1)小明把一根轻质的铝棒作为直导线放在蹄形磁体的磁场里，接通电源，看到直导线向左运动。说明磁场对通电导线有___的作用。
(2)若只将磁体的两极对调,接通电源,观察到直导线向___(选填“左”或“右”)运动。
(3)观察“磁场对通电直导线的作用”活动后。小明提出：磁场对通电导线作用力的大小与什么因素有关?
思考后认为可能影响磁场对电流作用的因素有：直导线的长度、磁场的强弱和导线的电流大小。
请在图中器材的基础上，添加适当的器材，设计一个简单实验，探究磁场中通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关。
简要做法：_____________________
如何判断：_____________________.
答案：(1)力;(2)右；(3)在图所示的电路中串联一个滑动变阻器，移动变阻器的滑片，改变导线中电流的大小，观察通电导线摆动的幅度；
比较通电导线摆动的幅度，以此判断磁场对通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关。
解答：(1)把一根轻质的铝棒作为直导线放在蹄形磁体的磁场里，接通电源，看到直导线向左运动。说明磁场对通电导线有力的作用；
(2)只将磁体的两极对调，接通电源，导体的运动方向会改变，所以观察到直导线向右运动；
(3)探究磁场中通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关，可以在其他条件不变的情况下，添加一滑动变阻器来改变电路中的电流。
其做法如下：在图所示的电路中串联一个滑动变阻器，移动变阻器的滑片，改变导线中电流的大小，观察通电导线摆动的幅度；
判断方法：比较通电导线摆动的幅度，以此判断磁场对通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关。
压力/×105N
0
1.2
2.4
3.6
4.8
6.0
输出电压/v
0
1
2
3
4
5
压力/×105N
0
1.2
2.4
3.6
4.8
6.0
输出电压/v
0
1
2
3
4
5
教学重点：1.列举电磁铁的特点；2.说出电磁铁的结构与工作原理；3.列举磁场对电流有力的作用；4.看懂直流电动机的构造与工作原理，理解换向器的作用；
教学难点：1.列举电磁铁的特点；2.说出电磁铁的结构与工作原理；3.列举磁场对电流有力的作用；4.看懂直流电动机的构造与工作原理，理解换向器的作用；
常考点：1.列举电磁铁的特点；2.说出电磁铁的结构与工作原理；3.列举磁场对电流有力的作用；4.看懂直流电动机的构造与工作原理，理解换向器的作用；
一、知识点梳理
知识点一：电磁铁的应用
电磁继电器；
磁悬浮列车；
信息的磁记录:硬盘，磁卡等
电话；
知识点二：电动机
磁场对通电导体的作用；
直流电动机的原理和能量转换；
3.装配直流电动机模型；
二、重难点突破
考点1.电磁继电器
电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关；
电磁继电器是利用低电压，弱电流电路的通断，来间接的控制高电压，强电流电路的装置，由电磁铁，衔铁，弹簧片，触电组成；
水位自动报警器：水位未达到金属块A时，只有绿灯亮；水位达到金属块A时，即电磁铁接通电路而工作，衔铁在电磁铁的磁力作用下，红灯接通电路而发光，达到发出报警信号的目的；
4.电铃：闭合开关，电路接通电磁铁，由此铁产生磁性吸引弹簧片，使铁锤打击打击铁岭而发出声音，同时电路断开，电磁铁失去磁性，由于弹簧片的弹性，使电路又重新闭合，上述过程循环反复，电铃持续发声；
例1.下图是某同学为自家的保险柜设计的一个自动报警的原理图，只要偷窃者将钥匙插入锁上的钥匙孔，报警器就会铃响报警，请你说明一下这个报警器的工作原理。
变式训练：如图是直流电铃的原理图.关于电铃工作时的说法不正确的是（ ）
A.电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极
B.电磁铁吸引衔铁，弹性片发生形变具有弹性势能
C.小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动
D.小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性
考点二：磁悬浮列车
1．列车轨道上强电磁铁的磁极与列车上的电磁铁的磁极的排斥或吸引的作用力，使列车悬浮，消除了摩擦，减少了阻力，增加运行速度；
例二：我国拥有全部知识产权的第一条磁悬浮列车线已建成并运行通车，磁悬浮列车的车厢和铁轨上都安装着磁体。以下关于磁悬浮列车的说法中错误的是（ ）
A. 磁悬浮列车利用了同名磁极互相排斥
B. 磁悬浮列车的磁体大多是电磁铁
C. 磁悬浮列车消除了车体与轨道间的摩擦
D. 磁悬浮列车增大了车体与轨道间的摩擦
变式训练：下列事物中,没有电磁铁的是( )
A. 电磁继电器 B. 电磁选矿机 C. 电话的听筒 D. 电话的话筒
考点三：信息的磁记录
记录声音，文字，图像等信息的磁带的一面都涂有一层磁粉，每一个磁粉粒就是一个小磁铁，通过磁头把磁粉磁化，把信息记录在磁带上。
例三：在(1)录像机用的录像带;(2)计算机用的存储软盘;(3)VCD播放用的光盘;(4)录音机用的录音带中,利用磁性材料记录信息的是（ ）
A. (1)(2)(3) B. (2)(3)(4) C. (1)(2)(4) D. (1)(3)(4)
变式训练：如图所示为一种温度自动报警器原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，当温度升高至（ ）
A. 74℃时，电灯亮报警 B. 72℃时，电铃报警
C. 66℃时，电铃报警 D. 74℃时，电铃报警
考点四：磁场对通电导体的作用
磁场对通电导体的作用：通电导体在磁场中会受到力的作用。其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，改变其一，受力方向与原方向相反；两个都改变，其受力方向与原方向相同。
磁场对通电线圈的作用：通电线圈在磁场中受力转动，到平衡位置时停止；当通电导线或线圈在磁场中受力的作用而发生转动时，电能转化为机械能。
例四：在物理学中，用⊗表示电流的方向垂直于纸面向里，⊙表示电流的方向垂直于纸面向外。如图所示，甲图表示直导体a在磁场中受到一个既跟电流方向垂直，又跟磁感应方向垂直的水平向左的磁场力F，乙图所示的四种情况中，通电导体b受到的磁场力方向水平向左的是（ ）
变式训练1：如图所示，闭合开关使螺线管通电，A螺线管的上端相当于磁体的 ▲ 极，可以观察到左边弹簧 ▲ ，右边弹簧 ▲ ．（后两空选填“伸长”、“不变”或“缩短”）
变式训练2：如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁与条形磁铁处于同一水平线放置，且左端固定，当开关S闭合，电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向下移动时，条形磁铁始终保持静止，则在此过程中，条形磁铁受到的摩擦力( )
A．方向向右，逐渐减小 B．方向向右，逐渐增大
C．方向向左，逐渐减小 D．方向向左，逐渐增大
考点五：直流电动机
1．主要组成部分：转子（线圈）和定子（磁铁），转向器，电刷；
2．直流电动机是把电能转化为机械能的装置；原理：通电线圈在磁场中受力转动；
3．换向器的作用：每当线圈转到平衡位置，能自动改变线圈中的电流方向，使线圈连续转动；
4．直流电动机的转动方向取决于磁场方向和线圈中电流方向，转速取决于磁场强度和电流大小。电流越大转速越快；磁场越强，转速也越快；
例五：一台简易电动机如图所示。用硬金属丝做两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕成一个矩形线圈，以线圈引线为轴。用小刀刮去轴一端的全部漆皮，再刮去另一端的半周漆皮，并将线圈放在支架上，磁体放在线圈下。接通电源并用手轻推一下线圈，线圈就会不停的转动起来。
(1)电动机是利用_________原理制成的。
(2)“刮去另一端的半周漆皮”的目的是_________(选填“改变线圈中电流方向”或“使线圈在转动过程中半周没有电流”)
变式训练：如图所示,用来研究电动机工作原理的是（ ）
A. B. C. D.
三、优化与提高
（一）选择题
1．如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（ ）
A. 电流表示数变小，弹簧长度变短
B. 电流表示数变小，弹簧长度变长
C. 电流表示数变大，弹簧长度变长
D. 电流表示数变大，弹簧长度变短
2.如图所示，请你根据电磁继电器的工作原理，判定下列说法中正确的是（ ）
A. S断开时，灯亮、铃响 B. S断开时，灯不亮、铃不响
C. S闭合时，铃响、灯不亮 D. S闭合时，灯亮、铃不响
3．如图所示,当工作电路发生故障而断开时,铃响报警,故障排除后工作电路接通时,绿灯和白灯亮,铃不响,则图中( )
A. a是电铃 B. b是电铃 C. c是电铃 D. a是绿灯
4．关于磁场对通电线圈的作用,下列说法写正确的是( )
A. 若通电线圈平面与磁感线垂直，线圈受到磁场力的作用，但不会转动
B. 若通电线圈平面与磁感线平行，线圈不会转动
C. 改变磁感线方向，通电导体在磁场中受到的作用力方向不变
D. 改变导体的电流方向，导体在磁场中受到的作用力方向不变
5.下列关于直流电动机的线圈中的电流方向和外部电流的方向的说法中,正确的是( )
A. 线圈中的电流和外部电路中的电流方向都是不变的
B. 线圈中的电流和外部电路中的电流方向都是变化的
C. 线圈中的电流方向是不变的，外部电路中的电流方向是改变的
D. 线圈中的电流方向是变化的，外部电路中的电流方向是不变的
6.如图所示,闭合开关后导体ab开始运动起来,若让导体的运动方向发生改变,则可以采取的措施正确的是( )
A. 改变磁场方向或电流方向
B. 改变磁场强
C. 改变磁场方向和电流方向
D. 改变线圈的匝数
二、非选择题
7．如图所示为录音机上的录音磁头简图。录音时，声音先转变成强弱变化的电流，当电流通过录音磁头上的线圈时，线圈就具有___性，铁芯缝隙a处就产生___.
8.如图是小敏自制的一个电磁跷跷板。小狗、小猫模型站在一个可绕光滑转轴的轻质杆上。它的工作过程是：当处于如图位置时,两触点接触,使电磁铁产生磁性,吸引衔铁,小猫端下降。两触点___,电磁铁失去磁性,在小狗重力的作用下,小狗端下降,反复上述过程。如果小猫、小狗站立点离转轴的距离分别为7厘米和5厘米,小猫模型的质量为100克,则该跷跷板要能正常工作,小狗模型的重力应略大于___牛如果翘翘板电路连接正确、两触点接触良好,但不能正常工作可以改进的方法是___(只要写出一点即可).
9．小明根据所学的电学知识，想设计一个汽车超载自动报警电路。他查阅了相关资料了解到压敏电阻是阻值随压力变化而变化的元件，并了解到压敏电阻在生活中的一种应用−压力传感器。压力传感器受到的压力越大，输出的电压就越大，用它可以称量汽车的重。某压力传感器输出电压与压力的关系如下表：
小明利用该压力传感器和电阻箱R′(最大电阻999.9Ω) 及部分其他器材设计了图所示的电路。闭合开关S,当线圈中电流大于或等于20mA时,电磁继电器的衔铁被吸合。已知继电器线圈的电阻为25Ω,继电器电路的电源电压由传感器的输出电压U提供.(假设U不受继电器电路影响)
(1)当压力增加到一定程度时,电铃报警,说明汽车超载,则图甲中电铃应接在___(填“A. B”或“C. D”)两端；
(2)小明希望压力大于或等于2.4×105N时，启动报警系统，则电阻箱R的电阻应调节到多大?
(3)要使该装置报警，汽车的最小重力为多少?
10．如图是小华同学探究“让线圈转起来”的实验装置图。线圈能够转动的原因是___，在实验中为了使线圈能持续转动，采取的办法是___；要想使线圈的转动方向与原来的相反，采用___或者___的方法。
11．图甲是直流电动机模型（主要部件见文字说明），图乙是自制简易电动机模型。现在主要讨论图乙简易电动机的制作与操作问题。
①蹄形磁体 ②弧形铁片 ③线圈 ④转轴 ⑤支架 ⑥换向器 ⑦电刷 ⑧底座
（1）绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端（搁置于铜质弯钩的部位）进行刮漆处理，刮漆方法见放大图。按这种方法刮漆，目的是使线圈能够 ，因此这一部位就相当于图甲中的 （填某一部件的名称）。
（2）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：
① ；② 。
（写出两点即可）
（3）通电后线圈能转动，若要改变其转动方向，可采取的做法是：
① ；② 。
12.在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明按照图示组装实验器材。
(1)小明把一根轻质的铝棒作为直导线放在蹄形磁体的磁场里，接通电源，看到直导线向左运动。说明磁场对通电导线有___的作用。
(2)若只将磁体的两极对调,接通电源,观察到直导线向___(选填“左”或“右”)运动。
(3)观察“磁场对通电直导线的作用”活动后。小明提出：磁场对通电导线作用力的大小与什么因素有关?
思考后认为可能影响磁场对电流作用的因素有：直导线的长度、磁场的强弱和导线的电流大小。
请在图中器材的基础上，添加适当的器材，设计一个简单实验，探究磁场中通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关。
简要做法：_____________________
如何判断：_____________________.
第2课时 电磁铁与电动机
教学目标：1.列举电磁铁的特点；2.说出电磁铁的结构与工作原理；3.列举磁场对电流有力的作用；4.看懂直流电动机的构造与工作原理，理解换向器的作用；
教学重点：1.列举电磁铁的特点；2.说出电磁铁的结构与工作原理；3.列举磁场对电流有力的作用；4.看懂直流电动机的构造与工作原理，理解换向器的作用；
教学难点：1.列举电磁铁的特点；2.说出电磁铁的结构与工作原理；3.列举磁场对电流有力的作用；4.看懂直流电动机的构造与工作原理，理解换向器的作用；
常考点：1.列举电磁铁的特点；2.说出电磁铁的结构与工作原理；3.列举磁场对电流有力的作用；4.看懂直流电动机的构造与工作原理，理解换向器的作用；
一、知识点梳理
知识点一：电磁铁的应用
电磁继电器；
磁悬浮列车；
信息的磁记录:硬盘，磁卡等
电话；
知识点二：电动机
磁场对通电导体的作用；
直流电动机的原理和能量转换；
3.装配直流电动机模型；
二、重难点突破
考点1.电磁继电器
电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关；
电磁继电器是利用低电压，弱电流电路的通断，来间接的控制高电压，强电流电路的装置，由电磁铁，衔铁，弹簧片，触电组成；
水位自动报警器：水位未达到金属块A时，只有绿灯亮；水位达到金属块A时，即电磁铁接通电路而工作，衔铁在电磁铁的磁力作用下，红灯接通电路而发光，达到发出报警信号的目的；
4.电铃：闭合开关，电路接通电磁铁，由此铁产生磁性吸引弹簧片，使铁锤打击打击铁岭而发出声音，同时电路断开，电磁铁失去磁性，由于弹簧片的弹性，使电路又重新闭合，上述过程循环反复，电铃持续发声；
例1.下图是某同学为自家的保险柜设计的一个自动报警的原理图，只要偷窃者将钥匙插入锁上的钥匙孔，报警器就会铃响报警，请你说明一下这个报警器的工作原理。
解答：当有钥匙插入钥匙孔时，左边的控制电路被接通，电磁铁中有了电流，电磁铁就有了磁性，衔铁被吸下，右边的触点被接触，工作电路被接通，电铃响，所以当听到铃响就知道有人开保险柜了。
变式训练：如图是直流电铃的原理图.关于电铃工作时的说法不正确的是（ ）
A. 电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极
B. 电磁铁吸引衔铁，弹性片发生形变具有弹性势能
C. 小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动
D. 小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性
答案：D
考点二：磁悬浮列车
1．列车轨道上强电磁铁的磁极与列车上的电磁铁的磁极的排斥或吸引的作用力，使列车悬浮，消除了摩擦，减少了阻力，增加运行速度；
例二：我国拥有全部知识产权的第一条磁悬浮列车线已建成并运行通车，磁悬浮列车的车厢和铁轨上都安装着磁体。以下关于磁悬浮列车的说法中错误的是（ ）
A. 磁悬浮列车利用了同名磁极互相排斥
B. 磁悬浮列车的磁体大多是电磁铁
C. 磁悬浮列车消除了车体与轨道间的摩擦
D. 磁悬浮列车增大了车体与轨道间的摩擦
答案：D
解答：磁悬浮列车利用了同名磁极互相排斥，使列车和铁轨间分离，大大减小了摩擦力；为了增强磁悬浮列车的磁体的磁性，用的大多是电磁铁。故ABC正确，D错误。
变式训练：下列事物中,没有电磁铁的是( )
A. 电磁继电器 B. 电磁选矿机 C. 电话的听筒 D. 电话的话筒
答案：D
解答：电磁继电器、电磁选矿机、电话的听筒都是利用电磁铁工作，而电话的话筒是将声信息转变为电信息是因为碳精膜片挤压碳粒使电阻变化从而使电流产生变化。
考点三：信息的磁记录
记录声音，文字，图像等信息的磁带的一面都涂有一层磁粉，每一个磁粉粒就是一个小磁铁，通过磁头把磁粉磁化，把信息记录在磁带上。
例三：在(1)录像机用的录像带;(2)计算机用的存储软盘;(3)VCD播放用的光盘;(4)录音机用的录音带中,利用磁性材料记录信息的是（ ）
A.(1)(2)(3) B.(2)(3)(4)
C.(1)(2)(4) D.(1)(3)(4)
答案：C
解答：录像机用的录像带，计算机用的存储软盘，录音机用的录音带中，这些都用到磁性材料，VCD播放用的光盘没有用到磁性材料，光盘上刻录的是数据信息。故A. B. D错误。
变式训练：如图所示为一种温度自动报警器原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，当温度升高至（ ）
A. 74℃时，电灯亮报警 B. 72℃时，电铃报警
C. 66℃时，电铃报警 D. 74℃时，电铃报警
答案：D
解析：（1）该温度计的分度值为2℃，金属丝下端指在70℃上面第2个小格上，因此金属丝下端所指的温度是70℃+2℃×2=74℃；
（2）电磁铁中有电流通过时，产生磁性会把衔铁吸下来，电铃电路接通；电磁铁中无电流时，无磁性，弹簧把衔铁拉起来，电灯电路接通．
考点四：磁场对通电导体的作用
磁场对通电导体的作用：通电导体在磁场中会受到力的作用。其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，改变其一，受力方向与原方向相反；两个都改变，其受力方向与原方向相同。
磁场对通电线圈的作用：通电线圈在磁场中受力转动，到平衡位置时停止；当通电导线或线圈在磁场中受力的作用而发生转动时，电能转化为机械能。
例四：在物理学中，用⊗表示电流的方向垂直于纸面向里，⊙表示电流的方向垂直于纸面向外。如图所示，甲图表示直导体a在磁场中受到一个既跟电流方向垂直，又跟磁感应方向垂直的水平向左的磁场力F，乙图所示的四种情况中，通电导体b受到的磁场力方向水平向左的是（ ）
答案：C
解答：由图可看出，在用左手定则判定时，可以让磁感线穿过掌心，四指指向电流方向，那么大拇指所指方向即为力的方向；
据此则可以判出：A中磁场力方向向下，B中磁场力方向向右，C中磁场力方向向左，D中磁场力方向向右。
变式训练1：如图所示，闭合开关使螺线管通电，A螺线管的上端相当于磁体的 ▲ 极，可以观察到左边弹簧 ▲ ，右边弹簧 ▲ ．（后两空选填“伸长”、“不变”或“缩短”）
答案：N；伸长；缩短；
点拨：利用螺线管的线圈绕向和电流方向，结合安培定则确定螺线管的N、S极；弹簧伸长，是由于受到了条形磁体对其向下的拉力．根据拉力的变化可以确定弹簧伸长长度的变化．
变式训练2：如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁与条形磁铁处于同一水平线放置，且左端固定，当开关S闭合，电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向下移动时，条形磁铁始终保持静止，则在此过程中，条形磁铁受到的摩擦力( )
A．方向向右，逐渐减小 B．方向向右，逐渐增大
C．方向向左，逐渐减小 D．方向向左，逐渐增大
答案：A
考点五：直流电动机
1．主要组成部分：转子（线圈）和定子（磁铁），转向器，电刷；
2．直流电动机是把电能转化为机械能的装置；原理：通电线圈在磁场中受力转动；
3．换向器的作用：每当线圈转到平衡位置，能自动改变线圈中的电流方向，使线圈连续转动；
4．直流电动机的转动方向取决于磁场方向和线圈中电流方向，转速取决于磁场强度和电流大小。电流越大转速越快；磁场越强，转速也越快；
例五：一台简易电动机如图所示。用硬金属丝做两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕成一个矩形线圈，以线圈引线为轴。用小刀刮去轴一端的全部漆皮，再刮去另一端的半周漆皮，并将线圈放在支架上，磁体放在线圈下。接通电源并用手轻推一下线圈，线圈就会不停的转动起来。
(1)电动机是利用____________原理制成的。
(2)“刮去另一端的半周漆皮”的目的是_________(选填“改变线圈中电流方向”或“使线圈在转动过程中半周没有电流”)
答案：(1)通电线圈在磁场中受力转动;(2)使线圈在转动过程中半周没有电流。
解答：(1)电动机，即通电能动，是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的；
(2)将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周没有电流通过，不受磁场力的作用，利用惯性转动；
变式训练：如图所示,用来研究电动机工作原理的是（ ）
A. B. C. D.
答案：C
解答：A. 图示是奥斯特实验装置，表明通电导线周围存在磁场，不符合题意；
B. 图示是探究电磁感应现象的装置，不符合题意；
C. 图示通电导线在磁场中受到磁场力的作用而运动，揭示了电动机的原理，符合题意；
D. 图示是研究影响电磁铁磁性大小与电流的关系，不符合题意。
三、优化与提高
（一）选择题
1．如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（ ）
A. 电流表示数变小，弹簧长度变短 B. 电流表示数变小，弹簧长度变长
C. 电流表示数变大，弹簧长度变长 D. 电流表示数变大，弹簧长度变短
答案：D
解答：电流由下方流入，则由右手螺旋定则可知，螺线管上端为N极；
因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，两磁铁同名相对，故相互排斥；
当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电阻减小，由欧姆定律可得，电路中电流变大，则条形磁铁受向上的力增强；
条形磁铁受重力、拉力及向上的磁场力，向下的重力与向上的弹簧的弹力及磁场力之和相等，因重力不变，磁场力增强，故弹簧的弹力减小，故弹簧长度变短。
2.如图所示，请你根据电磁继电器的工作原理，判定下列说法中正确的是（ ）
A.S断开时，灯亮、铃响 B.S断开时，灯不亮、铃不响
C.S闭合时，铃响、灯不亮 D.S闭合时，灯亮、铃不响
答案：C
3．如图所示,当工作电路发生故障而断开时,铃响报警,故障排除后工作电路接通时,绿灯和白灯亮,铃不响,则图中( )
A. a是电铃 B. b是电铃 C. c是电铃 D. a是绿灯
答案：C
解答：由图当工作电路发生故障而断开时，电磁铁中无磁性，在弹簧作用下拉起衔铁，a、b电路被接通，此时绿灯和白灯亮，铃不响，所以a、b是绿灯和白灯；故障排除后，工作电路接通，绿灯亮，电磁铁中有磁性，吸下衔铁，c灯电路被接通，所以c是电铃。故ABD错误，C正确。
4．关于磁场对通电线圈的作用,下列说法写正确的是( )
A. 若通电线圈平面与磁感线垂直，线圈受到磁场力的作用，但不会转动
B. 若通电线圈平面与磁感线平行，线圈不会转动
C. 改变磁感线方向，通电导体在磁场中受到的作用力方向不变
D. 改变导体的电流方向，导体在磁场中受到的作用力方向不变
答案：A
解答：A. 若通电线圈平面与磁感线垂直，线圈受到磁场力的作用，但不会转动，故A正确；
B. 若通电线圈平面与磁感线平行，线圈会转动，故B错误；
C. 改变磁感线方向，通电导体在磁场中受到的作用力方法发生改变，故C错误；
D. 改变导体的电流方向，导体在磁场中受到的作用力方向发生改变，故D错误；
5.下列关于直流电动机的线圈中的电流方向和外部电流的方向的说法中,正确的是( )
A. 线圈中的电流和外部电路中的电流方向都是不变的
B. 线圈中的电流和外部电路中的电流方向都是变化的
C. 线圈中的电流方向是不变的，外部电路中的电流方向是改变的
D. 线圈中的电流方向是变化的，外部电路中的电流方向是不变的
答案：D
解答：对于直流电动机，即只能用直流电源来供电，所以电动机的外部电流的方向是不变；而电动机能持续的转动下去，即线圈中的电流必须在线圈转过平衡位置后就
6.如图所示,闭合开关后导体ab开始运动起来,若让导体的运动方向发生改变,则可以采取的措施正确的是()
A. 改变磁场方向或电流方向 B. 改变磁场强
C. 改变磁场方向和电流方向 D. 改变线圈的匝数
答案：A
（二）非选择题
7．如图所示为录音机上的录音磁头简图。录音时，声音先转变成强弱变化的电流，当电流通过录音磁头上的线圈时，线圈就具有______性，铁芯缝隙a处就产生________.
答案：磁、有关磁性变化的信息。
解答：录音机的磁带上就附有一层硬磁性材料制成的小颗粒。录音时，声音先转变成强弱变化的电流，这样的电流通过录音磁头，产生了强弱变化的磁场。磁带滑过时，磁带上的小颗粒被强弱不同地磁化，于是记录了一连串有关磁性变化的信息。
8.如图是小敏自制的一个电磁跷跷板。小狗、小猫模型站在一个可绕光滑转轴的轻质杆上。它的工作过程是：当处于如图位置时,两触点接触,使电磁铁产生磁性,吸引衔铁,小猫端下降。两触点________,电磁铁失去磁性,在小狗重力的作用下,小狗端下降,反复上述过程。如果小猫、小狗站立点离转轴的距离分别为7厘米和5厘米,小猫模型的质量为100克,则该跷跷板要能正常工作,小狗模型的重力应略大于________牛如果翘翘板电路连接正确、两触点接触良好,但不能正常工作可以改进的方法是_______(只要写出一点即可).
答案：(1)断开;(2)1.4;(3)将小狗模型适当向左移动，减小左侧力臂
分析：（1）根据电磁跷跷板的工作原理回答；
（2）跷跷板能正常工作，应让小狗将右端压下与触点接触，则由杠杆的平衡条件可知小狗模型的重力大小；
（3）跷跷板不能正常工作，排除断路可能，则只能是小猫及衔铁产生的力和力臂的乘积无法大于小狗重力与力臂的乘积，故可以增大左侧力和力臂的乘积或减小右侧力和力臂的乘积，从而将左侧压下．
9．小明根据所学的电学知识，想设计一个汽车超载自动报警电路。他查阅了相关资料了解到压敏电阻是阻值随压力变化而变化的元件，并了解到压敏电阻在生活中的一种应用−压力传感器。压力传感器受到的压力越大，输出的电压就越大，用它可以称量汽车的重。某压力传感器输出电压与压力的关系如下表：
小明利用该压力传感器和电阻箱R′(最大电阻999.9Ω) 及部分其他器材设计了图所示的电路。闭合开关S,当线圈中电流大于或等于20mA时,电磁继电器的衔铁被吸合。已知继电器线圈的电阻为25Ω,继电器电路的电源电压由传感器的输出电压U提供.(假设U不受继电器电路影响)
(1)当压力增加到一定程度时,电铃报警,说明汽车超载,则图甲中电铃应接在____(填“A. B”或“C. D”)两端；
(2)小明希望压力大于或等于2.4×105N时，启动报警系统，则电阻箱R的电阻应调节到多大?
(3)要使该装置报警，汽车的最小重力为多少?
答案：(1)C、D；(2)电阻箱R的电阻应调节到75Ω.(3)汽车的最小重力为6×104N.
分析：（1）由数据可知，压力越大，输出电压越大，电磁铁的磁性就越强，电磁铁把衔铁吸下来，C、D之间的电路就会接通；
（2）压力传感器相当于电压可变的电源，从表或图象中找出2.4×105N压力对应的电压，因为线圈中电流大于或等于20mA时，电磁继电器的衔铁被吸合，结合继电器线圈的电阻为25Ω，利用欧姆定律的知识就可以求出电阻箱接入电路的阻值；
（3）由数据可知，汽车重力越小，压力传感器输出电压越小，根据电磁继电器衔铁闭合的最小电流和线圈电阻，利用欧姆定律知识就可以求出最小输出电压，再对照图象就可以找到对应的压力值，就是汽车重力的大小．
10．如图是小华同学探究“让线圈转起来”的实验装置图。线圈能够转动的原因是______，在实验中为了使线圈能持续转动，采取的办法是____________；要想使线圈的转动方向与原来的相反，采用_______或者_______的方法。
答案：通电导线在磁场中受力的作用，将线圈引线一端接触支架的绝缘层全部刮掉，另一端刮掉半周，改变电流方向，改变磁场的方向。
11．图甲是直流电动机模型（主要部件见文字说明），图乙是自制简易电动机模型。现在主要讨论图乙简易电动机的制作与操作问题。
①蹄形磁体 ②弧形铁片 ③线圈 ④转轴 ⑤支架 ⑥换向器 ⑦电刷 ⑧底座
（1）绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端（搁置于铜质弯钩的部位）进行刮漆处理，刮漆方法见放大图。按这种方法刮漆，目的是使线圈能够 ，因此这一部位就相当于图甲中的 （填某一部件的名称）。
（2）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：
① ；② 。
（写出两点即可）
（3）通电后线圈能转动，若要改变其转动方向，可采取的做法是：
① ；② 。
答案：（1）持续转动；换向器；（2）①将线圈拨转一定角度；②增大电源电压（或换一块磁性更强的磁体）；（3）①只改变电流方向；②只改变磁场方向。
12.在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明按照图示组装实验器材。
(1)小明把一根轻质的铝棒作为直导线放在蹄形磁体的磁场里，接通电源，看到直导线向左运动。说明磁场对通电导线有___的作用。
(2)若只将磁体的两极对调,接通电源,观察到直导线向___(选填“左”或“右”)运动。
(3)观察“磁场对通电直导线的作用”活动后。小明提出：磁场对通电导线作用力的大小与什么因素有关?
思考后认为可能影响磁场对电流作用的因素有：直导线的长度、磁场的强弱和导线的电流大小。
请在图中器材的基础上，添加适当的器材，设计一个简单实验，探究磁场中通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关。
简要做法：_____________________
如何判断：_____________________.
答案：(1)力;(2)右；(3)在图所示的电路中串联一个滑动变阻器，移动变阻器的滑片，改变导线中电流的大小，观察通电导线摆动的幅度；
比较通电导线摆动的幅度，以此判断磁场对通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关。
解答：(1)把一根轻质的铝棒作为直导线放在蹄形磁体的磁场里，接通电源，看到直导线向左运动。说明磁场对通电导线有力的作用；
(2)只将磁体的两极对调，接通电源，导体的运动方向会改变，所以观察到直导线向右运动；
(3)探究磁场中通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关，可以在其他条件不变的情况下，添加一滑动变阻器来改变电路中的电流。
其做法如下：在图所示的电路中串联一个滑动变阻器，移动变阻器的滑片，改变导线中电流的大小，观察通电导线摆动的幅度；
判断方法：比较通电导线摆动的幅度，以此判断磁场对通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关。
压力/×105N
0
1.2
2.4
3.6
4.8
6.0
输出电压/v
0
1
2
3
4
5
压力/×105N
0
1.2
2.4
3.6
4.8
6.0
输出电压/v
0
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2
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